EMS系统中实时数据库关键技术研究及实现

摘要

实时数据库是实时系统与数据库技术有机结合的新型数据库，它具有时间约束性。在时间关键型的应用中传统数据库技术已不能满足需求，实时数据库技术成为研究热点。随着电网规模的不断扩大，电力系统对节能发电调度和资源优化配置的要求也越来越高。现有的电网调度自动化系统无论是在可靠性、稳定性还是可扩展性方面都面临着严峻的考验，而实时数据库能为系统提供关键支撑，其架构及性能会直接影响到系统的整体性能。因此有必要对实时数据库的功能架构、索引技术和并发控制策略方面展开研究。
　　 本文围绕EMS系统中的实时数据库关键技术展开深入的研究与分析，主要工作如下：
　　 1)介绍了实时数据库的理论概念和研究现状，分析了实时数据库的重要性，结合EMS系统的特点，以内存数据库为底层支撑，设计了EMS-RTDB的功能架构。
　　 2)对已有的索引技术进行了研究和分析，在内存中数据存取、指针移动较为快速，内存空间利用率要求较高，传统的索引技术一般难以满足要求。本文针对T树索引进行了改进，在原有的节点结构中加入后继指针和尾指针，提出了T-st树索引，设计了相应的算法，使范围查询、插入和删除等方面的性能有较大提高。根据EMS系统应用需求的不同，实时数据库操作一般包括范围查询和随机检索。基于此，本文实现了两种方案，实现可配置选择，一种是基于T-st树索引的方案，另一种是基于桶散布哈希索引的方案，测试表明它们具有较高的时间性能。
　　 3)对已有的并发控制协议进行了研究和分析，结合EMS应用的特点，设计了EMS-RTDB系统中的多粒度锁机制和多种锁模型，并且进一步引入有序共享机制，以满足数据一致性的要求。然后实现了这种多机制相结合的并发控制策略，测试表明它能较好地满足EMS系统要求。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录、注释表

声明

第一章绪论

1.1课题研究背景和意义

1.2实时数据库研究现状

1.2.1实时数据库的发展

1.2.2实时数据库的理论特征

1.2.3实时数据库的关键技术

1.3研究内容

1.4论文结构

第二章EMS实时数据库的功能架构

2.1 EMS系统基础平台介绍

2.1.1基础平台的功能架构

2.1.2实时数据库的核心地位

2.2 EMS-RTDB功能架构

2.2.1底层支撑

2.2.2架构设计

2.2.3功能设计

2.3本章小结

第三章EMS-RTDB的索引技术研究及实现

3.1经典索引算法分析

3.1.1基于树形结构的索引

3.1.2随机类哈希索引

3.1.3分析比较

3.2典型数据库中的索引方法

3.3双索引方案设计及实现

3.3.1 T-st树索引的设计及实现

3.3.2 T-st树索引的实验分析

3.3.3桶散布哈希索引的设计及实现

3.3.4哈希索引的实验分析

3.3.5方案选择

3.4本章小结

第四章EMS-RTDB的并发控制技术研究及实现

4.1并发控制协议分析

4.1.1锁式并发控制

4.1.2乐观的并发控制

4.1.3其它并发控制协议

4.1.4分析比较

4.2典型数据库中的并发控制策略

4.3并发控制方案设计及实现

4.3.1多粒度锁与有序共享机制相结合

4.3.2并发控制机制的实现

4.3.3实验分析

4.4本章小结

第五章总结和展望

5.1论文工作总结

5.2进一步研究展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文