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实时内存数据库关键技术的研究与实现

Form: 论文之家作者：薛竹飙 Publish: 2007-3-2 Hits:-

【中文题名】

实时内存数据库关键技术的研究与实现

【英文题名】

Research and Implement of Key Technology in Real-Time Main Memory Database

【学科专业】

计算机应用技术

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2007-3-2

【中关键词】

实时数据库,内存数据库,索引,同步,并发,

【英关键词】

Real-Time Database,Main Memory Database,index,synchronization,concurrence,

【分类导航】

工业技术>自动化技术、计算机技术>计算技术、计算机技术>计算机软件>程序设计、软件工程>程序设计

【论文摘要】

随着计算机在社会各个领域的广泛应用,在非传统工程和时间关键型需求面前,传统数据库已不能满足要求。为此,将数据库系统和实时系统结合,出现对数据管理满足正确性和时限性的实时数据库。伴随半导体工艺的飞速发展,内存容量越来越大,将数据存放于内存加快访问速度的内存数据库普遍成为实时数据库的底层实现。因为实时限制的要求和内存不同于磁盘的存储特性,实时内存数据库在设计实现时与传统数据库存在较大差别。本文主要对实时内存数据库的空间管理、加载及同步、并发控制三个关键技术进行了研究设计,给出电信系统内的应用实现,从索引、同步和事务三方面进行性能测试,并比较分析了测试结果。空间管理中,首先归纳出三类核心对象,提出基于对象的组织结构,然后给出各类型索引实现并加以优化,将记录操作分为两个层次给出记录操作流程,并提出内存动态管理时带有反馈机制的内存池分配法。加载和同步时,选用具备缓冲队列的线程池模型来提高处理性能。启动加载采用基于关系主键的分阶段方法;对实时加载结合数据完整性进行考虑;在内存库和物理库之间同步中,分别给出它们的同步模型和操作流程,实现数据的一致性维护。并发控制中,阐述了可...

【论文题纲】

摘要	4-5
ABSTRACT	5-8
第一章绪论	8-11
1.1 论文背景	8
1.2 当前国内外的研究和应用现状	8-9
1.3 系统关键技术	9-10
1.4 论文的研究目标	10
1.5 论文的组织结构	10-11
第二章实时内存数据库介绍	11-15
2.1 实时内存数据库的产生	11-13
2.1.1 实时系统的概念	11
2.1.2 实时数据库的概念	11-12
2.1.3 内存数据库的概念	12-13
2.1.4 内存数据库与磁盘数据库的差异	13
2.2 实时内存数据库的体系结构	13-14
2.3 实时内存数据库的发展动向	14-15
第三章内存数据库的空间管理	15-35
3.1 存储结构	15-16
3.2 数据组织结构	16-29
3.2.1 传统的组织结构	16-17
3.2.2 本文基于对象的组织结构	17-21
3.2.3 常见的索引结构	21-27
3.2.4 本文对T 树及多维索引的优化	27-29
3.3 内存数据库的记录操作	29-30
3.4 动态内存管理	30-34
3.4.1 位图分配法	31
3.4.2 堆数组分配法	31-32
3.4.3 内存池分配法	32-33
3.4.4 本文对内存池分配法的改进	33-34
3.5 小结	34-35
第四章数据的加载和同步	35-46
4.1 线程池模型的设计	35-37
4.1.1 具备缓冲队列的线程池模型	35-36
4.1.2 线程的状态管理	36-37
4.2 内存数据库的启动加载	37-39
4.2.1 启动加载的顺序	37-38
4.2.2 本文启动加载的设计	38
4.2.3 一次加载的交互过程	38-39
4.3 内存数据库的实时加载	39-41
4.3.1 实时加载时的数据置换	39-40
4.3.2 本文对访问队列的考虑	40
4.3.3 实时加载的交互过程	40-41
4.4 内存数据库向物理库同步	41-44
4.4.1 传统的借助M2 层的同步模型	42
4.4.2 本文的批量同步模型	42
4.4.3 内存数据库失步记录的生成	42-43
4.4.4 向物理库同步记录的流程	43-44
4.5 物理库向内存数据库同步	44-45
4.5.1 本文物理库向内存库同步的模型	44-45
4.5.2 向内存数据库同步记录的流程	45
4.6 小结	45-46
第五章事务的并发控制	46-59
5.1 传统事务的并发控制	46-48
5.1.1 两段封锁协议及其扩展	47
5.1.2 基于时间戳的并发控制	47-48
5.1.3 乐观并发控制	48
5.2 实时事务的并发控制	48-58
5.2.1 两段锁的扩展	49-50
5.2.2 乐观并发控制的扩展	50-51
5.2.3 可推测并发控制	51-56
5.2.4 不同条件下并发控制的比较	56-57
5.2.5 短事务并发行为的串行处理	57
5.2.6 动态多粒度锁的设计	57-58
5.3 小结	58-59
第六章 RT-MMDB 在电信HLR 系统中的应用	59-67
6.1 HLR 概述	59-60
6.1.1 HLR 在移动通信中的位置	59
6.1.2 HLR 支持的功能	59-60
6.2 系统实现	60-63
6.2.1 系统性能目标	60
6.2.2 系统硬件部署	60-61
6.2.3 数据库部件软件框架	61
6.2.4 关键设计的进一步优化	61-63
6.3 RT-MMDB 性能测试	63-66
6.3.1 索引性能测试	63-64
6.3.2 同步性能测试	64-65
6.3.3 事务性能测试	65-66
6.4 小结	66-67
第七章结束语	67-69
参考文献	69-71
作者简介	71

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.356834



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