基于功能替代的嵌入式实时事务提交策略

在嵌入式实时数据库系统中,实时事务执行效率的高低直接影响着整个数据库系统性能的好坏。因此有必要对嵌入式实时事务进行有效预分析和预处理,以支持实时事务实现定时限制。文章给出了一种基于功能替代并且考虑实时事务定时性、功能替代性、多种相关性的实时事务提交策略,大大提高了实时事务执行的成功率。     

实时数据库基于功能替代的事务模型

本文提出一种基于功能替代的实时事务模型,讨论了对实时事务进行预分析的步骤、策略和方法。采取的主要策略是三步法:分解实时事务、提取有关运行信息、形成调度树。另外,文章对功能替代集的可调度性进行了初步分析。     

主动实时嵌套事务的正确性

传统数据库通过并发控制协议及事务的恢复机制来保证事务的正确性。在主动实时数据库系统中,为了更好地支持应用,人们提出并实现了嵌套事务模型。主动实时嵌套事务的正确性比传统的原子事务更复杂。本文详细分析了主动实时嵌套事务的正确性,包括逻辑正确性、时间正确性、结构相关(正确)性及事务的行为正确性,基于事务的经历模型给出这些正确性的定义,为主动实时嵌套事务的正确性实现提供了理论基础。     

基于级联深度的主动实时乐观并发控制协议

主动实时数据库因结合了时间限制与主动机制而使系统事务的并发控制变得更为复杂。主动规则的引入使事务触发新的事务且在执行上具有多种耦合方式,传统的实时并发控制策略无法对具有复杂执行模式的事务进行有效调度,而基于主动数据库的并发控制机制也没有考虑事务的实时性问题。通过对事务不同耦合方式的实时要求及事务间冲突关系进行分析,提出了新的主动实时数据库乐观并发控制方法,对不同事务级联深度进行评估,结合事务执行的时间信息对冲突事务进行动态调整串行化顺序。理论分析与实验证明,能在保证事务可串行性的同时降低了不必要事务重启个数,更好地满足系统的实时性。     

关于实时数据库事务

实时数据库事务显示了与传统数据库事务的很大不同．这些不同主要表现在事务的复杂结构、定时特性、相关性和正确性方面．本文先分析了实时数据库事务的应用特征与需求，并给出了一个复杂事务结构的框架，然后着重讨论实时事务间的相关性：结构相关、数据相关、行为相关，以及实时事务的结果、结构、行为及时间正确性．     

实时事务的预分析,预处理

对实时事务的有效预分析、预处理,是实时数据库系统高性能的必然要求。本文首先阐述了以内存数据库支持实时事务的预分析、预处理的必要性,然后主要说明了一个主动实时内存数据库ARTs-Ⅱ中实时事务的"三段式"预分析、预处理方法,分析各阶段的目标任务,并提出一套实现策略．     

移动实时提交协议的恢复处理与通信分析

三层实时提交协议(3LRTC)是为支持事务移动性、断接性、实时性及功能替代性等设计的一种移动实时提交协议,该协议能保证移动分布式实时事务放松原子性和结构正确性。该文在分析移动实时事务各参与者提交状态变化的基础上,讨论了3LRTC在发生场地故障和断接时的恢复处理方式,以保证故障发生后数据库能恢复到一个正确的状态。该文还对3LRTC的通信代价进行了分析与比较,结果表明,三层提交结构能减少移动实时事务的通信消息数。     

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。     

嵌入式数据库系统的事务调度

针对嵌入式数据库系统的实时性和高可预见性,提出了基于功能替代的事务模型.该模型改善了实时事务对动态实时环境的应变能力.由于受功能替代性的影响,事务调度分为内部调度和外部调度,提高了系统的成功率.研究了实时事务的可调度性分析,并给出了相应的内部调度策略,最后作出模拟性能分析.     

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。     

一种新的混合实时事务并发控制算法

单一的实时事务并发控制策略因为对事务性能以及事务对数据的访问方式有着特殊限制而无法满足不同类型事务同时并存的混合实时数据库的要求.针对不同类型实时事务特征,提出了一种新的混合实时事务并发控制算法,对不同类型实时事务采用不同并发控制策略,具有极强的针对性和自适应性,算法同时通过分析数据的相关语义,利用数据相似性定义,合理放宽可串行化的正确性标准,在优先考虑硬实时事务的前提下,尽可能增加软实时事务成功提交的比例以提高系统整体性能.仿真实验结果证明MRTT_CC算法性能良好.     

Evaluation of concurrency control strategies for mixed soft real-time database systems

Previous research in real-time concurrency control mainly focuses on the schedulability guarantee of hard real-time transactions and the reduction of the miss rate of soft real-time transactions. Although many new database applications have significant response time requirements, not much work has been done in the joint scheduling of traditional non-real-time transactions and soft real-time transactions. In this paper, we study the concurrency control problems in mixed soft real-time database systems, in which both non-real-time and soft real-time transactions exist simultaneously. The objectives are to identify the cost and the performance tradeoff in the design of cost-effective and practical real-time concurrency control protocols, and to evaluate their performance under different real-time and non-real-time supports. In particular, we are interested in studying the impacts of different scheduling approaches for soft real-time transactions on the performance of non-real-time transactions. Instead of proposing yet another completely new real-time concurrency control protocol, our objective is to design an efficient integrated concurrency control method based on existing techniques. We propose several methods to integrate the well-known two phase locking and optimistic concurrency control with the aims to meet the deadline requirements of soft real-time transactions and, at the same time, to minimize the impact on the performance of non-real-time transactions. We have conducted a series of experiments based on a sanitized version of stock trading systems to evaluate the performance of both soft real-time and non-real-time transactions under different real-time supports in the system.     

移动分布式实时嵌套事务提交

在移动分布式计算环境中,事务移动性和无线网络固有的缺陷使得传统的分布式实时事务管理机制不足以支持移动分布式实时事务的执行,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.着重研究移动实时事务的提交机制.首先,通过分析移动分布环境中实时事务的特点给出了一个基于功能替代的移动实时嵌套事务模型.然后,提出了一个基于此模型的三层提交结构以及能够保证移动实时事务原子性和结构正确性的三阶段实时提交协议3PRTC(three-phase real-time commit).性能测试表明,所提出的事务模型及其提交机制能够提高实时事务的成功率.     

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。     

基于优先权顶的实时并发控制协议

为了提高实时数据库系统的事务并发度,论文通过对已有的并发控制协议及实时事务冲突关系进行详细的分析,利用优先权顶的方法解决了事务间的冲突问题,提出了基于优先权顶的实时事务并发控制协议—PCCR协议,该协议能有效减少事务的重启率,使事务的并发性得到改善,同时能保证事务调度的可串行性,最终提高了系统的性能。     

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．     

混合事务的ERtTDF调度算法及可调度性分析

在实时数据库及数据处理系统中,针对周期性实时事务,应用经典的EDF等调度算法对其可以得到可行的调度;而对于混合实时事务-事务的时间性质是混合的,经典EDF不太适用。文中扩展EDF为最早实时事务截止期优先-ERtTDF(EarliestReal-timeTransactionDeadlineFirst),它可以有效地调度混合事务。文中给出了其可调度条件和时间需求条件,并把时间需求条件扩展到时限小于周期以及引入资源共享控制等方面,最后给出了集成调度实时、非实时以及混合事务的系统框架。通过性能比较,可以得到ERtTDF算法处理上面事务模型时性能较经典EDF更优。     

一种实时事务并发控制的新方法:SMVCC

提出了新颖的实时数据库事务并发控制方法：语义多版本并发控制协议（SMVCC）。利用实时数据库中存在多版本数据的特点，考虑实时数据和实时事务语义，结合实时数据库相似性概念，对传统多版本并发控制方法进行扩展，对不同事务采用不同并发控制策略，提高了事务并发度。     

基于遍历有向非循环图的实时事务调度算法

移动环境下实时数据库系统负载的不可预测,以及实时事务争夺有限的系统资源经常导致实时事务重启或夭折。传统的实时事务调度算法已不适应,在用有向非循环图表示数据相互间的导出关系的基础上,提出一种基于遍历这种图的实时事务调度算法。结合实时数据对象的时间域和值域有效性,系统适当地丢弃一些低价值的更新事务以减轻系统负载。仿真实验表明：算法一定程度上降低了事务错过截止期比率并提高了数据新鲜度。