實時數(shù)據(jù)庫特征(數(shù)據(jù)庫)

時間：2022-11-12 08:30:02 | 來源：信息時代

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    實時數(shù)據(jù)庫特征 : 區(qū)別于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的實時數(shù)據(jù)庫在數(shù)據(jù)及其處理方面所具有的特色與性質(zhì)。實時數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)與事務都與時間相關(guān),所以表現(xiàn)出下列方面的特征:
1. 實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的時間
RTDB與時間緊密相連,這是區(qū)別于AvDB的根本性特征。與時間的關(guān)聯(lián)主要表現(xiàn)在下列方面:
(1)事件的時間:事件的發(fā)生時間。它可以是一個時間點或區(qū)間,這依賴于事件的定義。有時定義事件為一種行為的瞬時發(fā)生,有時則作為一種短暫行為過程。但不管怎樣,可以處理事件時間為時間點,因為對于行為過程可以指定為其“開始”或“結(jié)束”時間點。
(2)數(shù)據(jù)的時間: 時標和有效期。
(3)事務的時間:與實時事務相聯(lián)系的時間。重要的有事務的到達/生成時間、釋放和調(diào)度時間、開始時間、結(jié)束時間/截止期、執(zhí)行期、期望(估算)執(zhí)行時間等。
這些時間可以是絕對(日歷)、相對或周期時間,其時間量子可以是時間點或時間區(qū)間。所使用的時間維可以是“有效時間”、“事務時間”或“用戶定義時間”。
2. 實時數(shù)據(jù)特征
RTDB數(shù)據(jù)是外部環(huán)境狀態(tài)的映像,它與外部環(huán)境同步地頻繁變化。所以人們不能只考慮數(shù)據(jù)庫內(nèi)部狀態(tài)的一致性,還必須考慮外部狀態(tài)與內(nèi)部狀態(tài)之間的一致性: 也不能認為使用數(shù)據(jù)時,簡單地提供其最新值就是最合適的,還必須考慮它與其他被使用數(shù)據(jù)間的“時間一致性”。因此,RTDB的數(shù)據(jù)有下列基本特征:
(1)多維性: 一個RTDB的數(shù)據(jù)對象為一個三元組d:〈v,evi,tp〉。其中d為其標識符,分量d_v、d_tp、d_evi分別為d的當前狀態(tài)或值; 與v相聯(lián)的觀測時間戳(observation timestamp),即對d所對應的現(xiàn)實世界對象進行采樣而得值v的時間;外部(絕對)有效期(external validity interval),即自d_tp算起d_v具有外部或絕對有效性的時間長度。
(2) 內(nèi)部一致性:就是傳統(tǒng)意義下的數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的一致性。數(shù)據(jù)d是內(nèi)部(或邏輯)一致的,當且僅當d_v滿足所有對其預先定義的完整性限制。
(3)外部一致性:RTDB中的數(shù)據(jù)對象是外部世界對象的映像,故一個正確的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)必須與外部世界當時的狀態(tài)一致,即當前事務使用的數(shù)據(jù)值d_v是在其有效期d_evi內(nèi)。數(shù)據(jù)d是外部(或絕對)一致的,當且僅當(t_c-d_tp)≤d_evi(t_c為當前或檢測時間)。
(4)相互一致性:一組相關(guān)數(shù)據(jù)被使用時,存在著它們之間在時間上的相互(或相對)一致性問題。用來作決策或?qū)С鲂聰?shù)據(jù)的一組數(shù)據(jù)稱為一個相互(相對)一致集,每一這樣的數(shù)據(jù)集R都有一與之相聯(lián)的相互有效期(mutual validity interval),記為R_mvi。設(shè)R是一個相互一致集,d∈R。d是相互(或相對)一致的, 當且僅當∀d′∈R(|d_tp-d′_tp|≤R_mvi)。
數(shù)據(jù)的內(nèi)部一致確保了數(shù)據(jù)庫的完整性,它可以由事務的可串行化來實現(xiàn)。外部一致性確保數(shù)據(jù)庫描述了外部環(huán)境當前的真實狀態(tài),相互一致性保證用來作決策或?qū)С鲂聰?shù)據(jù)的一組數(shù)據(jù)是在允許的時間范圍內(nèi)彼此接近地產(chǎn)生的,它們都與時間限制有關(guān),故統(tǒng)稱為“時間一致性”。它們必須通過使用“實際困難時協(xié)議”的事務處理來實現(xiàn),而不能用可串行化協(xié)議。因為現(xiàn)有的確?？纱谢牟l(fā)控制協(xié)議都是基于封鎖或回退/重啟動的,封鎖會導致優(yōu)先級顛倒(低優(yōu)先級事務阻塞高優(yōu)先級事務),而回退/重啟動除浪費大量系統(tǒng)資源從而引起事務超時限外,許多實時事務根本不能回退/重啟動(有不可逆性)。
3.實時事務特征
實時事務有若干不同于一般事務的特征,其中標志性特征是定時性。定時可以是絕對、相對或周期的。它一方面是由數(shù)據(jù)的時間一致性所引起的,這種定時性往往取定期或周期性限制的形式,如“每5秒采樣一次”,“每天7:00啟動機器人”等。另一方面是外部世界施加于控制系統(tǒng)的反應時間要求,它主要是施加于非定期事務的,典型的就是其截止時間限制,如“若溫度達到1000度,則在5秒鐘內(nèi)加冷卻劑到反應堆”。定時性包括了兩方面:
(1)定時限制:事務的執(zhí)行具有顯式的時限,如期限、截止時間等。它有軟、硬之分。
(2)定時正確性:事務能按合適的時間要求正確執(zhí)行。