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《中国科学院研究生院(软件研究所)》 2004年
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实时事务并发控制算法优化

王永炎  
【摘要】: 实时数据库系统处理具有时间约束的实时事务,其性能指标是错失截止期的事务所占的比率,即错失率。错失率越低,系统性能越好。实时事务按照截止期和价值确定的优先级进行调度,而传统数据库中的并发控制并没有考虑优先级。近年来很多研究人员致力于设计适合实时数据库系统的并发控制算法。实时事务并发控制算法不但需要保证数据库的一致性,同时还要尽量满足实时事务的截止期来降低系统的错失率。然而,现有的实时事务并发控制算法依然存在浪费的重启、浪费的等待、浪费的执行和不必要的重启等问题。针对这些资源浪费问题,本文着重研究了实时事务并发控制算法的优化问题。本文的主要工作体现在: 1、提出了牺牲重启事务策略来减少浪费的执行。该方法能够提高实时数据库系统在负载较高时的性能。在系统负载较高时,牺牲重启事务策略能够让更有可能满足截止期的未重启过的事务优先执行,提高实时事务满足截止期的机会。模拟实验结果表明,基于牺牲重启事务策略的OCC-CLRTP算法能够有效地减少浪费的执行,降低系统的错失率。 2、提出了动态调整执行顺序方法来避免不必要的重启,减少重启事务的个数,降低系统错失率。动态调整执行顺序方法能够动态地调整串行化顺序和读写顺序来寻找可串行化的调度,有效地避免不必要的重启。 3、提出了基于提交范围(CommitSpace)的OCC-CS算法来实现动态调整执行顺序方法,并对OCC-CS算法进行了复杂度分析。限制半提交事务缓冲区大小方法可以减少OCC-CS算法额外消耗的系统内存,而且不会影响系统的性能。根据半提交选择法的不同,OCC-CS算法被分为CS-LEFT、CS-RIGHT、CS-ALT和CS-LRC算法。模拟实验结果表明,CS-ALT算法能够比基于动态调整串行化顺序方法的OCC-DATI算法更有效地避免不必要的重启,减少重启个数,提高实时数据库系统的性能。 4、还提出了结合牺牲重启事务策略和动态调整执行顺序方法的CS-ALT-CLRTP算法来进一步提高实时数据库系统的性能。该算法不但能够减少系统负载较高时浪费的执行,同时还能够有效地避免不必要的重启,因此能够更大限度地降低系统的错失率,改进实时数据库系统的性能。模拟实验结果表明,CS-ALT-CLRTP算法能够在所有系统负载下表现出最好的性能。 5、设计并开发了一个具有很好的可扩展性和可配置性的实时数据库测试平台来分析和比较实时事务并发控制算法的性能。论文详细介绍了实时数据库测试平台的系统框架,重点描述了系统中的实时事务并发控制的框架和实现,并且深入论述了如何在基本框架下实现牺牲重启事务策略和动态调整执行顺序方法。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(软件研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TP311.13

【引证文献】
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1 罗天洪;网络驱动的协同设计几何模型共享技术研究[D];重庆大学;2005年
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2 开金宇;工控异构集成系统实时数据库的研究与实现[D];广西大学;2006年
3 黄雪英;面向虚拟试验的工程数据库技术研究[D];西北工业大学;2007年
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6 边远;动态调整串行化顺序算法的改进[D];哈尔滨工程大学;2007年
7 杨友俊;城市轨道交通电力监控系统实时数据库的研究[D];西南交通大学;2007年
8 戴欣;高速公路变电所电力监控系统的实时数据库的研究与设计[D];华东师范大学;2010年
【共引文献】
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 刘怀;林秋实;黄建新;;网络控制系统中信息与任务的混合调度算法设计与分析[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 谢昊飞;蔡辉妍;王平;;μC/OS-Ⅱ调度算法在EPA应用中的改进与实现[A];2010中国仪器仪表学术、产业大会(论文集2)[C];2010年
3 韩启龙;潘海为;印桂生;郝忠孝;;实时数据库自适应乐观并发控制协议[A];第二十四届中国数据库学术会议论文集(技术报告篇)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 殷进勇;可重构系统中实时任务调度算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 刘清建;数控系统运动控制及运行优化[D];天津大学;2010年
3 郑书朋;飞行模拟器的计算机系统实时调度与通信关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 赵明;具备约束的实时调度关键问题的研究[D];东北大学;2010年
5 陈宇;高可靠容错实时系统的支撑技术研究[D];电子科技大学;2001年
6 邢建国;一类严格反馈非线性系统鲁棒控制及其在汽车巡航控制中的应用[D];浙江大学;2002年
7 王堃;基于异构系统的实时数据处理[D];中国科学院研究生院(软件研究所);2002年
8 赵慧斌;RFRTOS——基于Linux的QoS实时操作系统[D];中国科学院研究生院(软件研究所);2003年
9 邹勇;开放式实时系统的调度方法研究[D];中国科学院研究生院(软件研究所);2003年
10 陈磊;从现场总线到工业以太网的实时性问题研究[D];浙江大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋洪俊;基于OPC的实时数据库接口设计与实现[D];山东科技大学;2010年
2 蔡晋;基于替代的实时事务夭折重启策略研究[D];江西财经大学;2010年
3 王平;分布式内存数据库系统的设计与应用[D];华东师范大学;2011年
4 石林勇;多处理器全局FP调度算法的研究[D];江苏大学;2010年
5 李婷;实时系统中混合调度策略的研究[D];昆明理工大学;2008年
6 雷海英;胜利油田滨南电网变电站综合自动化改造的研究[D];山东大学;2010年
7 黄超;嵌入式数据库管理系统中实时性的设计与实现[D];西安电子科技大学;2011年
8 王维涛;嵌入式实时数据库关键性技术研究与实现[D];西安电子科技大学;2011年
9 张姝;支持分层混合调度策略的实时调度算法研究与设计[D];沈阳工业大学;2011年
10 杨丽娜;嵌入式操作系统优先级反转实时设计模式及实现方法研究[D];沈阳工业大学;2011年
【同被引文献】
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 辛明军;面向协同设计系统的分布式群体决策支持技术研究[D];西北工业大学;2002年
2 王成光;流程工业大型实时数据库理论、技术与应用[D];浙江大学;2003年
3 王堃;基于异构系统的实时数据处理[D];中国科学院研究生院(软件研究所);2002年
4 陈义;面向数据集成的数据复制和查询优化[D];中国科学院研究生院(软件研究所);2004年
5 王强;混合实时事务调度与并发控制研究[D];中国科学院研究生院(软件研究所);2004年
6 孙伟;XML数据库查询优化及相关技术研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
7 杨颖;分布式数据流查询处理若干关键技术的研究[D];东华大学;2006年
8 张博;基于XML索引和缓存的查询优化[D];复旦大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘峰;COM和OPC技术在工业组态软件中的应用[D];铁道部科学研究院;2000年
2 阚宏进;基于VC++工控组态软件的总体框架性设计与实现[D];甘肃工业大学;2001年
3 梁玢;支持体系仿真的内存数据库技术研究[D];南京航空航天大学;2002年
4 段玉聪;基于CORBA的工程数据库协同工作环境研究[D];华北工学院;2002年
5 王艳杰;协同设计系统中的并发控制机制的研究[D];西南交通大学;2002年
6 金平;协同设计环境下的特征建模技术研究[D];重庆大学;2002年
7 周勋;协同设计并发控制方法研究[D];浙江大学;2003年
8 杨波;一个基于C/S模式的内存数据库系统的设计与实现[D];大连理工大学;2003年
9 汪锋;集装箱港口生产作业系统仿真与规划方法研究[D];武汉理工大学;2003年
10 蓝天;Web应用程序的并发控制以及在ERP中的应用[D];四川大学;2003年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 侯俊铭;面向网络化制造的协同设计管理系统研究与开发[D];东北大学;2009年
2 周伟;基于网络的协同设计系统数据交换及管理关键技术研究[D];重庆大学;2007年
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2 杨国青;射频仿真实时控制系统的设计与应用[D];南京航空航天大学;2011年
3 李垚;数据库技术在天然气传输监控系统中的综合应用[D];山东大学;2011年
4 孙冬梅;网络驱动的协同设计通信平台研究[D];重庆大学;2006年
5 黄小微;地质信息网络数据库的设计与实现[D];武汉理工大学;2008年
6 周路明;工控环境下实时数据库事务管理技术研究[D];中南大学;2008年
7 鹿庆;轨道交通综合监控软件平台的研究与设计[D];青岛大学;2010年
8 张夏夏;地铁电力监控系统设计与实现[D];华东交通大学;2012年
9 井胜状;毫米波仿真系统中实时控制系统的分析与设计[D];南京航空航天大学;2012年
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8 孙志挥;施芸虹;;用于CIMS的实时数据库SEU-RTDB[A];数据库研究进展97——第十四届全国数据库学术会议论文集(下)[C];1997年
9 郭强;申莉;周勇;张德成;刘伟;虞茂盛;;PI实时数据库在株洲电厂XSIS系统中的应用[A];2004电站自动化信息化学术技术交流会议论文集[C];2004年
10 李陶深;陈俊;;网格环境下的实时事务级并发控制协议[A];NDBC2010第27届中国数据库学术会议论文集A辑二[C];2010年
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1 记者 李冀;首个国产通用实时数据库将在宁推出[N];南京日报;2010年
2 海宁;浪潮移动专用实时数据库模型研发成功[N];中国经营报;2002年
3 本报记者 翁海华 实习记者 周芳;麦杰科技:实时数据库的领先者[N];21世纪经济报道;2009年
4 ;Sybase ASE12.5.1[N];中国计算机报;2003年
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7 清华大学 李骅竞 邢春晓 张志强;NXDB与XEDB殊途同归[N];计算机世界;2003年
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