嵌入式实时数据库ARTs-EDB事务调度实现技术

着重讨论了嵌入式实时数据库系统ARTs-EDB中事务调度实现技术。给出了ARTs-EDB中事务的执行模型、状态及状态变迁；设计了一个考虑事务类型和截止期的多层动态可调整优先级分派方法；给出了一个优先级驱动可抢占的实时事务调度策略，以保证更多事务满足截止期要求。     

实时数据库中具有时态限制的事务调度算法

在实时数据库中，事务对时态数据对象的访问在很多领域的应用日益广泛．目前实时数据库中的事务调度算法大多仅考虑数据的逻辑一致性，而忽略了满足时态的一致性．本文提出了临时数据截止期的概念，以定理的形式证明了低成本的预测算法的可行性，尽可能早地终止或推迟无法满足时态一致性要求的事务的执行，节省了计算资源以供其它事务执行．在此基础上提出了新的实时数据库中具有时态限制的事务调度算法TDDBPA(Temporary Data Deadline—Based Predictive Algorithm)．通过与目前所知的有效算法比较，本算法在性能指标上(事务失败率、浪费的CPU时间)明显优于这些算法．     

模糊数据流实时任务调度算法

针对数据流系统中实时查询任务的特点,提出了基于模糊综合评判的动态优先级调度算法。用语言模糊集描述任务的不确定性因素和不同的优先等级,利用最大隶属度原理确定任务的优先等级。算法充分考虑了任务的持续周期性、任务之间存在依赖关系与共享滑动窗口的特点对任务优先级的影响。从累积实现价值率、差分截止期保证率和CPU切换频率3个方面测试了算法的性能,实验表明所提出算法相对于HVF算法、LSF算法、模糊动态抢占调度算法都有很大的改进。     

基于时间戳的并行实时事务调度策略

传统并行事务处理方法不适用于实时数据库，对几种相关事务调度策略进行比较，提出一种基于时间戳的并行实时事务调度策略TS-PRTTS(Timestamp based Parallel Real-Time Transaction Scheduling)，采用M／G／1队列模型，利用时间戳控制子事务同步．实验证明，该策略能较好协调同步控制与通信代价矛盾，在系统负荷较重以及数据倾斜、访问倾斜问题较突出时具有良好的性能。     

基于功能替代的实时事务调度

实时数据库事务除满足一般的一致性（完整性）限制外必须满足时限，故高成功率的调度策略是系统的关键，该文提出了一种基于功能替代性的事务模型，它定义事务为若干任务（事务步）的集合，每个任务又由若干功能等价的子事务组成，在每个任务（事务步）中取一个子事务就组成该事务的一个替代，该模型具有较强的描述能力，文章研究了事务预分析的策略与方法，分析了事务的可调度性，在此基础上，给出了相应的调度策略与方法，替代成为事务调度和并发控制的基本单位，一个替代成功执行则该事务可提交，但某替代夭折时还可选另外的替代，只有当全部替代都失败或超过（或必定会超过）截止期时，该事务才夭折，事务的替代特性使事务的执行有多条路径，提高了事务的适应能力和应力能力，从而提高了事务的成功率，文章还针对一个实验系统进行了模拟实验与性能分析。     

实时数据库及其事务调度

本文从实时数据为不同于传统数据率的特征出发,说明了什幺是实时数据库系统,并介绍了实时事务调度的优先仅分配及并发控制的若干可供选择的方法。     

主动实时数据库事务的优先级分派

主动实时数据库（ARTDB）的事务处理尚未得到太多的研究．本文论述ARTDB事务处理的一个重要方面，即事务的优先级分派问题．我们给出为主动（触发）事务及立即和推迟子事务（被触发事务）分派优先级的各种策略，并按不同情况对这些策略的性能进行评价．     

实时数据库事务的研究与实现

根据设计的实时数据库操作类型,对实时事务进行了分类,时间性是实时事务重要属性,提供了实时事务的时间性、原子性、并发性以及优先级分配的策略,对实时事务进行有效的调度。     

实时数据库管理系统—实时事务调度与并发控制子系统的设计与实现

实时数据库管理系统(RTDBMS)是建立在UNIX环境下,以关系数据模型为基础,借鉴实时系统管理特征而实现的数据库管理系统。RTDBMS包括内存数据库管理、触发器管理、实时事务调度与并发控制、数据操纵、用户接口与数据说明等五个子系统。实时事务调度与并发控制子系统(简称实时事务调度子系统)是其中之一。 本文主要介绍了实时事务调度子系统为实现RTDBMS的最终目标——对数据与事务的定时限制而必须具备的功能,如事务的优先数分配、并发控制、冲突处理、按原则调度事务等。这些功能模块的实现,使得对事务的“时间识别”处理,即:既满足数据的一致性(逻辑一致,绝对一致,相对一致),又满足事务的时限要求成为现实。     

实时数据库事务的调度与并发控制

实时数据库的核心问题是事务的处理既要确保数据的一致性,又要保证事务的正确性,而它们都与定时相关联。本文对混合实时事务的真实时和非实时部分加以区别定义,建立了混合实时数据库模型,并分析了混合实时事务的调度与并发控制,可以更好地满足实时性时间约束需求,从而提高系统效率。     

Priority Scheduling of Transactions in Distributed Real-Time Databases

One of the most important issues in the design of distributed real-time database system (DRTDBS) is transaction scheduling which consists of two parts: priority scheduling and real-time concurrency control. In the past studies, mostly, these issues are studied separately although they have a very close interaction with each other. In this paper, we propose new priority assignment policies for DRTDBS and study their impact on two typical real-time concurrency control protocols (RT-CCPs), High Priority Two Phase Locking (HP-2PL) and Optimistic Concurrency Control with Broadcast Commit (OCC-BC). Our performance results show that many factors, such as data conflict resolution, degree of data contention and transaction restarts, that are unique to database systems, have significant impact on the performance of the policies which in turn affect the performance of the real-time concurrency control protocols. OCC-BC is more affected by the priority assignment policies than HP-2PL owing to the late detection of conflict. In the design of priority assignment policies, we have found that neither the purely deadline driven policies nor data contention driven policies are suitable for DRTDBS. Our proposed policy, the Mixed Method (MM), which considers both transaction timeliness and data contention, outperforms other policies over a wide range of system parameter settings.     

基于优先级表的实时调度算法及其实现

讨论了综合考虑任务的截止期和价值两个特征参数的优先级表设计方法,提出了EDV(earliest deadline value)与VED(value earliest deadline)两种不同的基于优先级表的实时任务调度算法,并且利用多重链表给出了这两种算法的实现,包括任务接收策略与任务完成/夭折策略的算法实现.这种优先级表设计方法及其基于多重链表的实现方法也适用于对任务的其他两种甚至3种不同特征参数之间的综合.基于累积实现价值率、加权截止期保证率与差分截止期保证率3个方面,分析了VED算法与EDV算法的性能,实验结果表明,在所有负载条件下VED算法与EDV算法相对于EDF(earliest deadline first)算法与HVF(highest value first)算法都有很大的性能改进.     

一种面向混合实时事务调度的并发控制协议

首先给出了一个两层结构的混合实时数据库系统模型,其中支持采用非定期任务调度算法来改进系统的性能．进一步,针对这种模型下混合事务的数据一致性问题,提出了一种新的并发控制协议——MCC-DATI．该协议采用动态优先级驱动的调度算法,通过限制非定期的软实时事务对硬实时事务的阻塞时间,保证硬实时事务的可调度性;同时,采用非定期任务调度算法以及基于时间戳间隔的动态串行化顺序调整机制来减少软实时事务的截止期错失率．仿真实验表明,相对于先前的混合事务的并发控制协议,该协议在不同的系统负载与截止期约束下都能够改进系统的性能。     

Scheduling Value-Based Nested Transactions in Distributed Real-Time Database Systems

Many noticeable studies have focussed on scheduling flat transactions in a distributed real-time database system (RTDBS). However, a nested transaction model has been widely adopted in many real-life applications such as Internet stock trading systems and telecommunications. This work concerns efficiently scheduling real-time nested transactions in a distributed RTDBS. A new real-time scheduler called flexible high reward for nested transactions (FHRN) is proposed. FHRN consists of (1) FHRN_p ¹ policy to schedule real-time nested transactions and (2) 2PL_HPN to resolve the concurrent data-accessing problem among interleaved nested transactions. Simulation results show that FHRN outperforms these existent real-time schedulers such as random priority (RP), earliest deadline (ED), highest value (HV), hierarchical earliest deadline (HED), and highest reward and urgency (HRU) when an application requires a nested transaction model.     

传感器网络中协作实时数据库事务的提交控制

传统的事务模型由于其严格的ACID特性无法适应传感器网络中协作事务的实时性要求.因此着重研究传感器网络中协作实时数据库事务的提交机制.首先,分析传感器网络中实时数据库应用的协作特性,放松事务的严格ACID要求,运用控制区域的概念提出一种基于事务的行为语义控制区域的事务模型.然后,给出该模型的提交、回滚、可见规则及能保证数据库一致性和协作事务实时性的三阶段提交协议,并通过补偿事务保证外化信息准确性.性能测试表明,该模型及提交机制提高了采集数据的外化率和协作实时事务的成功率.     

混合实时事务的延期单调速率调度算法及其可调度性分析

对于含有实时和非实时两部分的混合实时应用,传统的单调速率调度算法(RM)已不再适用.为此,该文引入“混合实时事务”的概念,并针对这类事务提出一种延期单调速率调度算法(DRM);着重分析了DRM算法对混合实时事务的可调度性;进行了实验测试与性能分析比较．结果表明,事务集中混合实时事务占的比例越高,混合事务中非实时子事务占的比例越大,该算法的CPU使用率阈值就越高,且在各种情况下,DRM算法与RM算法相比性能都更优,最低情况也与之一样．     

移动实时事务的相对时间正确性及其实现

随着移动通信技术的迅速发展,人们提出了新的应用要求：在移动环境下处理实时事务．而移动通信的带宽有限性引起较大的数据访问延迟,有时甚至由于网络传输的断接而使得事务得不到所需访问的数据,这些严重影响了移动环境下实时事务截止期的满足．实时事务的时间要求(典型地为截止性)的满足通常比事务执行的逻辑结果的完全正确更为重要．该文提出了移动环境下实时事务的“相对”时间正确性标准,只要事务访问的数据的陈旧度(staleness)在控制的范围内,就不一定要求实时事务访问的数据在事务提交时是有效的．文中提出了移动实时事务的相对时间正确性标准、保证事务相对时间正确性标准的算法及移动实时事务执行模型．所有这些策略一方面降低了移动实时事务的并发控制代价,另一方面以牺牲事务的“绝对”时间正确换取事务截止期的满足,这与实时数据库“宁愿要部分正确但及时的结果而不愿要绝对正确但过时的结果”的系统目标是相一致的．实验表明：相对时间正确性标准的提出及相应的事务执行模型能提高系统中满足截止期事务的比率,从而提高了系统性能．