工控环境下实时数据库事务管理技术研究

摘要

随着计算机和数据通信技术以及网络的蓬勃兴起和迅速发展，信息技术对传统工业控制领域产生越来越大的影响。通过将计算机技术、控制技术、网络技术、管理技术等进行整合，提出了工业控制自动化系统的概念。实时数据库系统作为工控自动化的基础数据平台，为各类应用系统提供数据支撑，是工控系统建设的核心模块之一。 C/S结构的分布式实时数据库在工控领域得到了广泛的应用。用户能够通过服务器集中管理地理上分散的实时数据库，实现数据库逻辑上的统一。本文针对工控环境下C/S结构分布式实时数据库的事务管理技术进行了较深入的研究，以保证事务处理的实时性以及并发度。 针对事务的种类以及数量的不同，提出了定时调度策略结合“固定优先级-最小空余时间优先”(Time ＆ Fixed Priority-LeastSpare-time First，T&FP-LSF)的调度算法。该算法使得服务器在收到大量事务请求的情况下，能够根据事务的固定优先级来调度事务，以保证硬实时事务全部满足截止期，且大部分软实时事务在截止期内完成。实时数据库的并发控制机制也是事务管理技术的重要组成部分之一。本文根据事务在执行阶段和提交阶段的特点，结合调度算法与2PC提交协议来考虑，提出了分阶段的并发控制机制(GradingConcurrency Control Mechanism，GCCM)。分别给出了实时调度的主要模块以及基于Hash索引技术的并发控制技术的实现方法。 最后通过在仿真测试平台SW-Test上做的相关测试表明T＆FP-LSF结合分阶段的并发控制机制，能够使得系统有效减少事务的错失率以及事务重启率。