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EMS系统中实时数据库关键技术研究及实现

作　者: 李修忠
导　师: 夏正友；李静
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 实时数据库 EMS 索引 T-st树 并发控制
分类号: TP311.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


实时数据库是实时系统与数据库技术有机结合的新型数据库,它具有时间约束性。在时间关键型的应用中传统数据库技术已不能满足需求,实时数据库技术成为研究热点。随着电网规模的不断扩大,电力系统对节能发电调度和资源优化配置的要求也越来越高。现有的电网调度自动化系统无论是在可靠性、稳定性还是可扩展性方面都面临着严峻的考验,而实时数据库能为系统提供关键支撑,其架构及性能会直接影响到系统的整体性能。因此有必要对实时数据库的功能架构、索引技术和并发控制策略方面展开研究。本文围绕EMS系统中的实时数据库关键技术展开深入的研究与分析,主要工作如下:1)介绍了实时数据库的理论概念和研究现状,分析了实时数据库的重要性,结合EMS系统的特点,以内存数据库为底层支撑,设计了EMS-RTDB的功能架构。2)对已有的索引技术进行了研究和分析,在内存中数据存取、指针移动较为快速,内存空间利用率要求较高,传统的索引技术一般难以满足要求。本文针对T树索引进行了改进,在原有的节点结构中加入后继指针和尾指针,提出了T-st树索引,设计了相应的算法,使范围查询、插入和删除等方面的性能有较大提高。根据EMS系统应用需求的不同,实时数据库操作一般包括范围查询和随机检索。基于此,本文实现了两种方案,实现可配置选择,一种是基于T-st树索引的方案,另一种是基于桶散布哈希索引的方案,测试表明它们具有较高的时间性能。3)对已有的并发控制协议进行了研究和分析,结合EMS应用的特点,设计了EMS-RTDB系统中的多粒度锁机制和多种锁模型,并且进一步引入有序共享机制,以满足数据一致性的要求。然后实现了这种多机制相结合的并发控制策略,测试表明它能较好地满足EMS系统要求。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-11
第一章 绪论  11-19
  1.1 课题研究背景和意义  11-12
  1.2 实时数据库研究现状  12-17
    1.2.1 实时数据库的发展  12-13
    1.2.2 实时数据库的理论特征  13-15
    1.2.3 实时数据库的关键技术  15-17
  1.3 研究内容  17
  1.4 论文结构  17-19
第二章 EMS 实时数据库的功能架构  19-27
  2.1 EMS 系统基础平台介绍  19-20
    2.1.1 基础平台的功能架构  19-20
    2.1.2 实时数据库的核心地位  20
  2.2 EMS-RTDB 功能架构  20-26
    2.2.1 底层支撑  21
    2.2.2 架构设计  21-24
    2.2.3 功能设计  24-26
  2.3 本章小结  26-27
第三章 EMS-RTDB 的索引技术研究及实现  27-52
  3.1 经典索引算法分析  27-35
    3.1.1 基于树形结构的索引  27-33
    3.1.2 随机类哈希索引  33-34
    3.1.3 分析比较  34-35
  3.2 典型数据库中的索引方法  35-37
  3.3 双索引方案设计及实现  37-51
    3.3.1 T-st 树索引的设计及实现  37-42
    3.3.2 T-st 树索引的实验分析  42-45
    3.3.3 桶散布哈希索引的设计及实现  45-49
    3.3.4 哈希索引的实验分析  49-51
    3.3.5 方案选择  51
  3.4 本章小结  51-52
第四章 EMS-RTDB 的并发控制技术研究及实现  52-65
  4.1 并发控制协议分析  52-56
    4.1.1 锁式并发控制  52-55
    4.1.2 乐观的并发控制  55
    4.1.3 其它并发控制协议  55-56
    4.1.4 分析比较  56
  4.2 典型数据库中的并发控制策略  56-57
  4.3 并发控制方案设计及实现  57-64
    4.3.1 多粒度锁与有序共享机制相结合  57-60
    4.3.2 并发控制机制的实现  60-62
    4.3.3 实验分析  62-64
  4.4 本章小结  64-65
第五章 总结和展望  65-67
  5.1 论文工作总结  65-66
  5.2 进一步研究展望  66-67
参考文献  67-71
致谢  71-72
在学期间的研究成果及发表的学术论文  72

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机软件 > 程序设计、软件工程 > 程序设计 > 数据库理论与系统
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