實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理(數(shù)據(jù)庫(kù))

時(shí)間：2022-11-12 02:30:01 | 來(lái)源：信息時(shí)代

時(shí)間：2022-11-12 02:30:01 來(lái)源：信息時(shí)代

    實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理 : 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、索引及存取方法等。它類似于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù),但由于數(shù)據(jù)和事務(wù)有定時(shí)限制,故在下列方面與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)有所不同:
1.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)安置
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)空間是一多層次結(jié)構(gòu): V-RAM、NV-RAM、DISK、AS(archival storage)等,在不同存儲(chǔ)層上的數(shù)據(jù)讀、改、寫(xiě)所需的時(shí)間不同。影響實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)安置的因素有:
(1)實(shí)時(shí)性:實(shí)時(shí)性強(qiáng),即有效期很短的數(shù)據(jù)必須保存在數(shù)據(jù)庫(kù)“內(nèi)存版”中。
(2)活躍性:活躍的即存取頻率高的數(shù)據(jù)一般應(yīng)該常駐內(nèi)存。
(3)持久性: 長(zhǎng)期使用數(shù)據(jù)必須存于數(shù)據(jù)庫(kù)的“外存版”中; 臨時(shí)使用的數(shù)據(jù)可只存于“內(nèi)存版”直至無(wú)用。
(4)關(guān)鍵性:對(duì)硬實(shí)時(shí)事務(wù)處理至關(guān)重要的關(guān)鍵數(shù)據(jù)最好先安置于內(nèi)存,但隨后立即復(fù)制到外存。
(5)事務(wù)類型: “只寫(xiě)”事務(wù)往往是“數(shù)據(jù)接收”事務(wù),因而它們的數(shù)據(jù)應(yīng)置于內(nèi)存中。
(6)事務(wù)優(yōu)先級(jí): 高優(yōu)先級(jí)事務(wù)一般是緊迫的,其數(shù)據(jù)應(yīng)常駐內(nèi)存且不被交換出去。
(7) 日志: 其管理極大地影響事務(wù)截止期的滿足,所以必須設(shè)計(jì)“內(nèi)存式” 日志。
2.實(shí)時(shí)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)
參見(jiàn)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)。
3. 索引技術(shù)
對(duì)實(shí)時(shí)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)而言,常用的AVL樹(shù)、B-樹(shù)和B⁺-樹(shù)都已不具優(yōu)越性。SB-樹(shù)是一種兼有AVL樹(shù)和B-樹(shù)的優(yōu)點(diǎn)且克服了其不足的內(nèi)存索引結(jié)構(gòu)。它的查找類似于二叉樹(shù),其不同之處主要在于,查找時(shí)在每一結(jié)點(diǎn)中的比較不是針對(duì)其中的所有元素,而只是對(duì)其最大(即最右)者和最小(即最左)者。SB-樹(shù)的維護(hù)操作類似于B-樹(shù),但由于其獨(dú)特的結(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu),故在具體的結(jié)點(diǎn)插入與刪除時(shí)有所不同(參見(jiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理)。
4.實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存版的裝入
對(duì)支持實(shí)時(shí)事務(wù)的數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存版的裝入與數(shù)據(jù)交換,要特別注意下列方面:
(1)主要考慮因素:數(shù)據(jù)及事務(wù)兩方面的特征是影響數(shù)據(jù)裝入與交換策略的基本因素。數(shù)據(jù)特征方面有: ①易變性: 指其變更速率,易變數(shù)據(jù)要頻繁更新;②活躍性: 指存取頻率,應(yīng)該保證活躍數(shù)據(jù)具有更大的可存取性;③流行性: 指更新的及時(shí)性,流行數(shù)據(jù)必須保持與現(xiàn)實(shí)世界當(dāng)前真實(shí)狀態(tài)一致;④相關(guān)性: 指多個(gè)數(shù)據(jù)經(jīng)常被一起使用的程度。當(dāng)裝入或交換數(shù)據(jù)時(shí),相關(guān)性強(qiáng)的數(shù)據(jù)應(yīng)同時(shí)裝入或交換。事務(wù)特征方面有: ①?gòu)?fù)雜性: 如在嵌套事務(wù)中,父子事務(wù)的數(shù)據(jù)是共享的,在裝入和交換時(shí),必須注意到這一點(diǎn); ②實(shí)時(shí)性: 事務(wù)有定時(shí)限制,其數(shù)據(jù)裝入的次序及時(shí)機(jī)必須有利于定時(shí)限制滿足; ③優(yōu)先級(jí): 高優(yōu)先級(jí)事務(wù)的數(shù)據(jù)顯然應(yīng)留駐內(nèi)存,且不應(yīng)被交換出去。
(2)初始裝入:我們開(kāi)發(fā)的初裝技術(shù)的基本思想是: ①將數(shù)據(jù)庫(kù)按“存取頻率”、“相親度”等屬性劃分成子集; ②設(shè)計(jì)一個(gè)關(guān)于這些屬性加權(quán)的數(shù)據(jù)存取優(yōu)先函數(shù); ③求出每一子集的最高存取優(yōu)先級(jí),④最后基于內(nèi)存的容量按存取優(yōu)先級(jí)裝入各子集。
(3)重裝:就是由于故障或停機(jī)使數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)存版本喪失時(shí),根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)外存版本和日志來(lái)恢復(fù)內(nèi)存版本的過(guò)程。重裝有整體重裝和部分重裝兩種方法。整體重裝可以用初裝策略,但由于時(shí)間關(guān)系,它一般不常用。部分重裝則是只裝入內(nèi)存版的一部分,就啟動(dòng)系統(tǒng)工作,再邊服務(wù)邊裝入。一種帶優(yōu)先級(jí)的順序重裝法對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)比較有效,它考慮事務(wù)優(yōu)先級(jí),優(yōu)先級(jí)高的或按調(diào)度策略先要執(zhí)行的事務(wù)數(shù)據(jù)先裝入,使系統(tǒng)盡快地重啟動(dòng)運(yùn)行,然后按需要逐步裝入數(shù)據(jù);同時(shí),還綜合數(shù)據(jù)的使用情況,先裝入立即所需數(shù)據(jù),其次是“流行性”強(qiáng)的數(shù)據(jù),再次是“活躍性”或存取頻率高的數(shù)據(jù),“相關(guān)性”大的數(shù)據(jù)則隨時(shí)考慮伴隨裝入。
5.數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)外存版的交換策略
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)要求提供一種高效的內(nèi)外存版數(shù)據(jù)交換策略與機(jī)制來(lái)支持實(shí)時(shí)事務(wù)處理,數(shù)據(jù)交換策略要遵循下列原則:
(1) 高易變性(有效期很短)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)必須常駐內(nèi)存且不能被交換出去。
(2)活躍或高頻存取的數(shù)據(jù)應(yīng)留駐數(shù)據(jù)庫(kù)的“內(nèi)存版本”中,一般不應(yīng)被交換出去。
(3)立即流行的數(shù)據(jù)在第一個(gè)處理請(qǐng)求到來(lái)時(shí),必須已在內(nèi)存且不能被交換出去。
(4)高優(yōu)先級(jí)事務(wù)的數(shù)據(jù)在事務(wù)的活動(dòng)期不應(yīng)被交換出去,應(yīng)盡可能常駐內(nèi)存。
(5)非永久數(shù)據(jù)無(wú)需換出,關(guān)鍵數(shù)據(jù)最好不要被交換出去,以保證存取的及時(shí)性和有效性。
(6)關(guān)鍵性數(shù)據(jù)最好不要被交換出去,以保證存取的及時(shí)性和有效性。