实时内存数据库的数据管理

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1、实时内存数据库的数据管理>>教育资源库　　实时数据安置　　----1．实时应用对数据安置的要求　　----在实时应用中，事务在运行前的操作逻辑(操作类型、顺序等)、数据集及其结构、行为以及时间的相关性等都是可预分析的。然而，对磁盘数据库而言，数据的I/O是造成事务执行时间不确定、预报不准确的关键因素。为此，要求以大内存作为实时数据库的主要存储介质，使一个事务在活动期间没有I/O，以达到较准确的预报，从而满足实时事务的定时限制。但这要解决两个问题，就是适当的数据安置和适时的内外存交换。　　----2．影响实时数据安置的因素及数据安置策略　　----数据在不同存储层

2、上，其读、改、写所需的时间不同，影响数据安置策略的主要因素是数据和事务的特征。　　----(1)数据特征及其影响　　----实时性在实时应用环境中，与每一数据相联的有一外部有效期，数据的安置必须考虑这种实时特性。实时数据又可分为长时限和短时限，短时限实时数据必须保存在内存中。　　----存取频率高频数据应常驻内存。　　----永久性永久数据是长期反复使用和长期有效的数据，临时或短暂的数据只存于内存直至过期。　　----关键性关键性是指数据对事务处理的重要性。为了确保其事务的高性能要求(尤其是像实时事务的截止期这样的要求)，关键数据最好安置于内存。　　----(2

3、)事务特征及其影响　　----事务类型的影响只写事务就是现代过程控制或工程型应用中的数据接收事务，这种事务是很短的、周期的和紧急的(不可阻塞和等待)，因而它们的数据应置于内存中。只读事务在现代应用中一般就是控制事务，这种事务在提交以前就可能已物理地改变了外部环境状态，因而不能进行传统意义下的Undo恢复，而通过运行其补偿事务抵消它的影响，故其数据暂不能交换到外存。更新事务与一般事务无异。　　----事务优先级的影响事务优先级代表了事务的紧迫度，所以，高优先级事务的数据要常驻内存且不能交换出去。　　----事务恢复的考虑与数据类似，日志的特征及其安置策略是影响事务

4、夭折－重启动进而影响其截止期满足的主要因素，对于实时数据库，必须设计内存式日志。　　实时内存数据库技术　　----关于什么是内存数据库，说法不一，但我们认为，内存数据库的定义不应涉及内存的大小、存取数据所需I/O的多少、数据何时进入及怎样才能留驻内存等这些具体的实现技术，而只包含数据库常驻内存（而不是磁盘）、事务（不是系统）的数据存取只涉及内存的意思。内存数据库是支持实时事务的最佳技术，其本质特征是其主拷贝或工作版本常驻内存，即活动事务只与实时内存数据库的内存拷贝打交道。显然，它要求较大的内存量，但并不要求任何时刻整个数据库都能存放在内存，即内存数据库系统还是要

5、处理I/O。虽然如此，但它已不是传统磁盘数据库的概念，传统数据库适用的数据结构、事务处理算法与优化、并发控制及恢复等技术对内存数据库不一定合适。　　----所以，实时内存数据库的设计应该打破传统磁盘数据库的设计观念，考虑内存直接快速存取的特点，以CPU和内存空间的高效利用为目标来重新设计开发各种策略与算法、技术、方法及机制。　　----实时事务要求系统能较准确地预报事务的运行时间，但对磁盘数据库而言，由于磁盘存取、内外存的数据传递、缓冲区管理、排队等待及锁的延迟等使得事务实际平均执行时间与估算的最坏情况执行时间相差很大，如果将整个数据库或其主要的工作部分放入内存

6、，使每个事务在执行过程中没有I/O，则为系统较准确估算和安排事务的运行时间，使之具有较好的动态可预报性提供了有力的支持，同时也为实现事务的定时限制打下了基础。　　实时数据库的数据组织　　----1．数据库空间结构　　----采用内存数据库技术，数据库的存储空间是一个四层结构：易失的内存M1、不易失内存M2(Non-VolatileRAM)、磁盘存储器M3和档案式磁带存储器M4。　　----M1存放支持各事务的工作数据，故称为实时数据库的工作版本O-DB。它由事务直接存取，一般事务也只与它打交道。　　----M2是M1的拓延，用以存储一些活动的临时性数据，称为临时

7、版本T-DB。O-DB和T-DB统称为实时数据库的内存版本（M-DB）。　　----M3用来存放不在内存的数据库部分，当然还要存放用作恢复的数据库备份。这部分数据库统称为实时数据库的外存版本(S-DB)。　　----M4一般是脱机磁带，用来存储以前数据库某时刻完整状态的映像，称为实时数据库的后援版本A-DB，仅是为了安全保护的目的和作为档案长期保存。　　----这种实时数据库存储体系结构基于内存数据库技术，考虑了各种数据的应用语义与特征和系统功能实现，是合理可行的。　　----2．物理数据组织　　----实时内存数据库的物理组织是其总体设计目标实现的基础，其存储

8、结构、索引结构、中间数据