分布式实时数据库并发控制

在集中式实时数据库中，事务并发控制一般采用基于优先级的事务重启或优先级继承．在分布式实时数据库中，由于一个主事务的各参与事务可能分布在多个节点上，事务重启一方面会造成系统资源的极大浪费，另一方面又会加大网络传输的负担．而在优先级继承策略中，被阻塞的高优先级事务的执行完全依赖于阻塞它的低优先级事务，在分布式环境中，事务的执行具有更多的不可确定的因素，这就很难保证被阻塞事务的截止期．本文提出了一种基于数据多映像的并发控制协议，事务因访问数据而形成不同的依赖关系，改变高优先级事务和低优先级事务的依赖关系从而更有利于高优先级事务而又不矢折或阻塞其他事务，从而大大提高事务执行的并发度，更好地满足实时事务的截止期．     

移动实时嵌套事务的并发控制

在移动计算环境中，事务移动性和无线网络固有的缺陷使得传统分布式实时事务管理机制不足以支持移动实时事务的执行，故有必要为移动实时事务研究新的事务处理机制以提高其成功率．该文着重研究移动实时事务的并发控制机制．首先，该文给出了一个考虑事务定时限制以及移动性的嵌套事务模型．然后，为减少移动分布式环境中解决数据冲突的开销，该文研究了一种结合优先级夭折和优先级继承的基于封锁的并发控制协议PAI-2PL．当高优先级事务被低优先级事务阻塞时，对于相同家族事务，采用优先级继承方法解决冲突；而对于不同家族事务，则夭折重启低优先级事务．另外，为减少由于断接所引起的无效阻塞，PAI-2PL允许低优先级事务夭折处于断接状态的高优先级事务．通过性能测试，表明所提出的事务模型及并发控制机制能提高实时事务的成功率．     

混合实时事务的接纳控制机制ACMHRTT

提出了一种含有实时和非实时两部分的混合实时事务接纳控制机制ACMHRTT(Admission Control Mechamsm for Hybrid Real-Time Transactions)。ACMHRTT将混合事务分为真实时和非实时两部分，综合考虑混合事务的执行需求和价值，目的是为保留系统资源，有效控制负载，减少了被系统接纳执行后而又不能满足截止期的事务，提高实时数据库系统事务处理的成功率和可靠性，使系统收益最大化。着重分析了ACMHRTT的模型，对ACMHRTT与传统的ACM作了分析比较，说明了比传统的ACM协议更优，并提出了须进一步研究的问题。     

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。     

基于价值密度的替代与事务优先级分派策略

针对基于替代/补偿的实时事务模型中的优先级分派问题,提出基于价值密度的替代与事务优先级分派策略PBAC。在PBAC中,替代优先级基于替代的价值密度,并与替代的执行时间和紧迫性相关,事务优先级继承自替代的优先级,并受事务执行度的影响。仿真实验结果证明,该策略使系统可以更好地对基于替代/补偿的事务模型进行调度。     

分布式主动实时数据库基于多优先级队列的优先级分派

事务的分布性和事务触发的不可预测性使得分布式主动实时数据库系统中的事务调度变得较为复杂．该文给出了立即和推迟两种模式下执行的被触发事务的截止期确定方法和事务紧急度计算方法,并结合事务的应用语又提出了一种基于多优先级队列的优先级分派策略,有利于主动事务和被触发事务的顺利提交．     

优先级继承协议在Linux中的实现

随着Linux被越来越多地用于实时系统中，实时性能也日益受到关注。通过将Linux的内核改造为可抢占式内核，可缩短系统的响应延时，提高Linux的实时性，但同时也带来了优先级逆转的问题。为了解决优先级逆转问题，基于可抢占式的Linux内核，对Linux内核相关源代码进行修改，实现了优先级继承协议。经过测试证明，采用优先级继承协议的抢占式Linux内核能够解决优先级逆转的问题，满足系统的实时要求。     

EPTS:一种实时动态电压调整的抢占阈值调度器

低功耗目前已成为嵌入式实时系统设计中非常重要的性能需求。动态电压调度DVS机制通过动态调整处理器电压进而有效降低系统功耗,正在逐渐得到广泛应用。抢占阈值调度策略实现双优先级系统,每个任务具有两个优先级,任务优先级被用于任务之间竞争处理器,而抢占阈值作为任务开始运行后实际使用的优先级,从而减少现场切换次数,降低系统功耗,同时也提高整个任务集合的可调度性。本文提出一种在线节能调度算法EPTS,拓展抢占阈值调度模型,在任务执行过程中动态调节处理器电压,力求在保证任务集合可调度性的前提下尽可能减少系统功耗,提高系统性能。而后在AMDAthlon4处理器和RT-Linux平台上实现了EPTS调度器,实验证明对于实际任务集合能够有效节能,提高了处理器的利用率,改善了RT-Linux的实时性能。     

一种基于移动环境的混合乐观实时事务处理策略

随着移动计算技术的快速发展，移动环境下涉及到实时事务处理的应用需求正逐渐增长．由于移动环境下固有特性：高的网络延迟、频繁的断接性和移动性等，采用传统的事务处理技术，在移动环境下很难满足事务的截止期要求．提出了一种基于高优先级两段锁的混合乐观实时事务并发控制协议(HORTCC—SHP2PL)．该协议在移动实时事务处理中将乐观并发控制和高优先级两段锁结舍起来，利用两阶段提交协议实现移动实时事务的全局提交．为了进一步减少移动实时事务重启的数目．在并发控制协议中引入了相似性的概念．仿真实验显示．与分布式高优先级两段锁(HP2PL)比较，HORTCC—SHP2PL明显地减少了实时事务错过截止期的比率，提高了事务的并发度，能更好的满足移动实时事务截止期的要求．     

嵌入式数据库系统中无冲突并发控制协议CCCP

嵌入式实时数据库系统不仅需要较高的成功率．而且往往是在无人工干预的情况下运行，要求事务具备自我调节能力和较强的适应能力．事务必须支持功能替代性，在并发控制策略CCCP中，替代成为并发控制的主体．对于每个实时事务，一个最适合当前运行环境的替代以无冲突的方式调度执行．CCCP基于替代的优先级，对替代进行相容性分析，保护就绪事务，并且有一种开销较低的实现算法．性能分析证明CCCP有利于优选替代，从而有利于提高系统的成功率，适用于嵌入式实时数据库系统．     

分布式实时事务提交协议

在分布式实时数据库系统中，保证事务原子性的唯一途径是研究和开发出一个实时的原子提交协议．首先详细分析了事务因数据访问冲突而形成的各种依赖关系，在此基础上提出了实时的原子乐观提交协议——2SC协议，该协议减少了事务的等待时间，提高了事务的并发度，且能无缝地和现有的并发控制协议集成在一起，保证事务的可串行化和原子性．通过模拟实验研究表明，采用该协议能够减少超过截止期的事务数目。     

实时主存数据库事务的预处理

本文提出了一种支持实时事务的预分析算法和基于该算法的主存数据库内外存替换策略．它首先预分析实时事务以获得事务存取行为的知识，再在事务执行时，进行基于这些信息的存取及内外存数据交换，从而实现主存数据库管理和支持实时事务的定时限制.     

分布式实时事务的原子提交

分布式实时数据库系统中，事务除具有传统数据库事务的ACID特性外，还具有定时限制（如截止期等）。传统提交协议及已研究出的实时提交协议都不保证分布式实时事务的原子性，结合实时事务截止期要求，描述了分布式实时事务的原子提前及其正确性准则，给出了适合于固（或软）实时事务的原子提前协议RTACP及其处理过程并证明了其正确性，还对RTACP进行了性能比较和评价，表明其分别在不同方面更优越。     

主动实时数据库事务及其处理

主动实时数据库事务较之传统数据库事务要复杂得多，文中首先对主动实时数据库事务的语义模型，信赖关系进行了初步的探讨；然后简要地分析了主动实时事务的构造及执行特征，并提出了截止时间计算模型，最后介绍了我们研制一和个主动实时的ＤＢＭＳ原型系统ＡＲＴＳ－Ｉ中主动实时事务的管理机制。     

并行数据库实时多版本并发控制协议性能研究

随着对实时数据库事务处理性能要求的不断提高 ,将并行数据库和实时数据库相结合的并行实时数据库将成为新的发展方向 .然而通常的实时多版本并发控制协议不适合并行数据库的无共享结构 .比较了几种并发控制协议在无共享结构下的性能 ,该文提出了一种并行实时多版本并发控制协议 .它能有效地减少事务的重启 ,降低事务的错过率 .在长短事务混合的情况下 ,它的性能比其它的并发控制协议更好 .同时 ,它具有更好的可扩展性 .作者利用仿真模型对该协议进行了性能测试 ,与其它协议进行了比较 ,并分析了实验结果 ,仿真实验结果表明该协议性能良好     

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．     

一种实时数据库系统的基于时间戳的多版本并发控制协议

实时数据库系统的定时限制包括数据的定时限制和事务的定时限制,一个好的并发控制协议必须要较好地满足这些定时限制。文章详细讨论了与并发控制有关的实时数据和实时事务的各种特征以及分类。并根据这些特点对传统数据库系统的多版本并发控制机制进行了扩展,提出了一种基于时间戳的多版本实时数据库系统的并发控制协议。该协议对硬实时事务不产生任何延迟,能够很好地保证实时事务和实时数据的定时限制,缺点是该并发控制协议仅是一个准一致性的协议。     

基于预分析的实时事务处理

实时数据库系统中事务可能有实时限制（典型地为截止期），事务超过截止期可能给系统带来灾难性后果，这就要求系统能对事务的执行进行预分析与预安排，传统事务处理由于事务执行过程中的多种不确定因素（数据I／O，页面缺失，事务之间的各种相关性等），事务执行具有动态不可预报性，提出了一种事务预分析处理的三段法，数据说明阶段的静态预分析提取事务静态信息；初始动态预分析阶段构造事务的“影了事务”，并在适当的时机调度影子事务执行，以保证事务操作之前所需数据已在内存，事务执行时动态预分析阶段构造事务的相关性，为事务执行的结构，行为及时间正确性提供统一的实现机制，事务执行具有更好的可预报性，从而事务能更好地满足截止期。     

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．