大流量实时数据库架构分析与实现

摘要

实时历史数据库是工业企业自动化体系中的一个关键技术，研究和开发具有自主知识产权的实时历史数据库产品具有重大的理论研究和现实意义。在电力企业等流程工业中，实时数据是企业的重要数据资源，有效利用实时数据能为企业决策提供支持、提高企业管理水平和生产效率、增强企业的竞争能力以及提高企业的综合效益。 本论文是在与中国电力科学研究院下属某个公司合作开发的GDRTDB的基础上，从我国流程工业特别是电力企业的现状入手，充分考虑了实际需要，参考国内外相关领域的理论研究和实际产品，进行了理论和实践创新之后完成的。GDRTDB是一大型实时历史数据库系统，本文将对该数据库的总体设计和各个组件和功能模块进行详细的介绍。 第一、简单介绍了实时历史数据库研究背景和意义。在此基础上，对当前国内外主流的实时数据库进行了详细分析。 第二、参考当前主流的实时数据库系统，提出了GDRTDB的解决方案。并对GDRTDB实时数据库进行需求分析和总体设计。详细阐述了GDRTDB实时历史数据库系统的体系结构、基本功能和技术指标，重点突出架构思想的设计。 第三、详细介绍了GDRTDB实时数据库后台服务器的设计思想和实现。对后台服务器各个功能模块进行了详细介绍，尤其是网络模块设计与实现，标签点和站点的配置模块的设计与实现，权限模块的设计与实现，日志模块的设计与实现。重点突出后台服务器网络模块的设计和实现，在通过对当前主流的套接字模型进行彻底的分析以后，选择使用选择模型做为当前GDRTDB的网络模型，并针对其弊端，进行了彻底的改进。 第四、在对GDRTDB实时历史数据库系统的下位机各个功能模块进行简单的介绍后，重点突出实时数据的压缩算法设计。本文采用PI数据库正在使用旋转螺旋门算法，针对电厂实际需要，在原来算法的基础上，增加了开关量数据的压缩，以及数据压缩上传的最大延迟时间等改进办法。 第五、完成了GDRTDB的管理器、客户端动态链接库的设计，并对管理器的、客户端动态链接库中各个模块功能和模块之间的关系进行详尽的说明。 第六、对目录服务器提出了初步的构想，并对其功能模块进行初步的功能划分，对各个功能模块的之间的关系也进行了简单的说明。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

绪论

1.1课题背景

1.2国内外研究现状

1.3论文的主要工作、特色以及章节安排

第一章实时数据库背景知识介绍

1.1 PI数据库的介绍

1.1.1 PI的核心——历史数据管理

1.1.2 PI的C/S结构

1.1.3 PI的设计原理

1.1.4 PI的优势

1.1.5 PI的性能

1.1.6 PI的分布式结构

1.2 eDNA实时数据库的介绍

1.2.1 eDNA建构及组件构架

1.2.2 eDNA系统主要服务功能

1.2.3 eDNA系统中各服务的关系

1.2.3 eDNA接口软件

1.2.4 eDNA数据处理技术

1.3 ESP-iSYS实时数据库的简介

1.4小结

第二章GDReal实时历史数据库需求分析和总体设计

2.1 GDReal实时历史数据库的需求分析

2.1.1基本描述

2.1.2基本功能

2.1.3技术指标

2.2概述当前主流实时数据的总体架构

2.3 GDReal实时数据库的架构设计思想

2.4 GDReal实时数据库的模块划分

2.5 GDReal实时数据库的模块关系

2.6小结

第三章GDreal后台服务器设计与实现

3.1 GDReal后台服务器结构设计

3.1.1后台服务器功能模块关系

3.2 GDReal后台服务器网络及任务调度模块设计与实现

3.2.1主流的套接字I/O模型

3.2.2网络模块的设计要求

3.2.3网络模块描述

3.2.4网络模块的设计实现

3.3 GDReal实时数据库的标签点配置模块设计与实现

3.3.1标签点配置设计要求

3.3.2标签点模块描述

3.3.3标签点配置的设计与实现

3.4 GDReal权限管理模块设计与实现

3.4.1权限管理模块的设计要求

3.4.2权限管理模块的描述

3.4.3权限管理模块的设计

3.5 GDReal日志模块设计与实现

3.5.1日志模块的设计要求

3.5.2日志模块的描述

3.5.3日志模块的设计

3.6 GDReal并发机制设计与实现

3.6.1实时数据库中的并发控制

3.6.2 Windows操作系统的同步机制

3.6.3并发机制的设计与实现

3.7 GDReal磁盘历史数据库

3.8 GDReal内存数据库

3.9小结

第四章GDReal下位机功能模块的设计与实现

4.1 GDReal下位机功能模块设计描述

4.2 GDReal压缩算法设计与实现

4.2.1压缩算法的设计要求

4.2.2压缩算法的设计与实现

4.3 GDReal下位机的接口设计

4.4小结

第五章GDReal管理器的设计与实现

5.1管理器设计目的和要求

5.2管理器的设计

5.3小结

第六章GDReal客户端动态链接库的设计

6.1客户端动态链接库设计目的和要求

6.2客户端动态链接库的设计

6.3小结

第七章GDReal目录服务器的设计

7.1目录服务器设计目的和要求

7.2目录服务器的功能设计

7.3小结

第八章结论与展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果