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随着计算机网络、分布式计算技术的迅速发展,使得实时存取分布在网络不同结点上的信息成为可能,于是分布式实时数据库技术便应运而生。分布式实时数据库系统是分布式数据库系统和实时数据库系统相结合的产物,是事务和数据都可以具有定时特性或显式定时限制的分布式数据库系统。分布式实时数据库系统通常应用在军事、金融等关系到国计民生的领域,而对这样一些应用领域而言,系统高可靠性则显得尤为关键。分布式实时数据库系统可靠性研究涉及到故障可恢复性、系统容错性及安全一致性等多个方面。 为了更好地满足事务和数据的定时限制,分布式实时数据库系统通常需要内存数据库技术提供支持。提出了一种基于内存数据库技术的分布式实时数据库系统的体系结构及系统组成。在此基础上,给出了分布式实时事务处理模型。 为了确保分布式实时事务的原子性(构成分布式实时事务的各实时子事务要么都提交要么都不提交),构成分布式实时事务的各实时子事务必须遵循一定的提交协议共同完成提交活动,同时结合一定的恢复机制确保分布式实时事务故障的原子性(即使故障发生,分布式实时事务的原子性仍能被确保)。对分布式实时数据库系统而言,提交协议不仅要能确保分布式实时事务的原子性,还必须考虑到分布式实时事务的截止期要求,即提交协议必须是实时的。在分析了现有提交协议的基础上,提出了一种适合分布式实时数据库系统的提交协议:一阶段无阻塞实时原子提交协议(1PNBRACP)。 分布式实时数据库系统中数据和事务的定时限制及分布特性对故障恢复策略和技术提出了新的需求,在分析了分布式实时数据库系统中数据和事务的时限特征的基础上,给出了分布式实时数据库系统的故障恢复需求,进一步给出了分布式实时数据库系统的恢复正确性准则。 站点故障后迅速而有效的恢复对分布式实时数据库系统来说是至关重要的,提出了一种基于日志的“识时”系统故障恢复模式TCCRS。TCCRS采用了基于非易失性高速存储设备(Nonvolatile RAM)的分区短暂实时日志模式(PERT-NVRAM),以尽可能降低系统正常运行时日志的代价。在站点故障后的恢复策略上,采用了分类恢复策略,以尽可能地减少站点停止服务的时间。 为了确保介质故障后能迅速而有效地将全局数据库恢复到某个一致性状态,提出了一个确保分布式实时数据库全局一致性的全局备份策略并证明了其正确性。基于提出的全局备份策略,给出了一个有效的站点介质故障恢复方法。 传统的并发控制机制能防止并发事务在存取同一数据时可能造成的对数据库一致性的破坏,但对并发事务间合谋绕过系统安全策略进行隐蔽通信、非法存取信息以到达破坏数据库的一致性、正确性的问题,即安全一致性问题却无能为力。分布式实时数据库的安全一致性要求DRTDBS不仅能防止并发事务在存取同一数据时可能造成的对数据库的一致性的破坏,而且要能阻止并发事务间合谋利用并发控制的封锁机制绕过系统安全策略进行隐蔽通信。提出了一种在分布式实时环境下实现数据库安全一致性的并发控制协议,即安全实时并发控制协议,该协议在确保系统所需的安全的同时,仍能保证很好的实时性能。