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第1章 绪论1

1.1实时数据库的发展1

1.2实时应用特征与要求4

1.3数据库与实时系统7

1.4传统数据库与实时数据库8

第2章 实时系统基础11

2.1实时系统概述11

2.2实时系统模型18

2.3实时数据库系统模型23

2.4实时调度24

2.5通信与同步26

2.6系统负载29

第3章 实时数据库特征与技术30

3.1实时数据库的时间30

3.2实时数据特征31

3.3实时事务定时性34

3.4系统运行特征37

3.5实时数据库主要技术39

第4章 实时数据模型43

4.1实时数据表示43

4.1.1时间表示43

4.1.2数据与时间的关系44

4.1.3实时数据结构45

4.2实时数据对象46

4.2.1映像对象47

4.2.2导出对象47

4.2.3不变对象48

4.3时间一致性限制48

4.4时间限制50

4.5实时关系代数52

4.6 E-R-T模型54

第5章 实时数据库管理系统59

5.1概述59

5.2 RTDBMS的功能特性61

5.3 RTDBMS的系统模型62

5.4 RTDBMS的系统结构64

5.5 RTDBMS执行模型68

5.6 RTDBMS的特殊问题70

第6章 实时事务75

6.1实时事务语义75

6.2现代事务模型78

6.2.1现代事务模型的特征78

6.2.2分段事务79

6.2.3链式事务80

6.2.4分裂与合并事务81

6.2.5多层事务81

6.2.6嵌套事务82

6.2.7长寿事务83

6.2.8合作事务85

6.3嵌套实时事务88

6.3.1动机88

6.3.2嵌套实时事务定义89

6.3.3嵌套实时事务处理规则91

6.3.4嵌套实时事务的内部依赖性92

6.4实时事务的特性93

6.5实时事务之间的相关性95

6.5.1数据相关性96

6.5.2结构相关性97

6.5.3行为相关性98

6.5.4时间相关性98

6.6实时事务的执行依赖性101

6.6.1基本依赖101

6.6.2复合依赖103

6.6.3依赖之间的关系103

6.6.4依赖的特性105

6.7实时事务的分类107

第7章 实时事务处理111

7.1概述111

7.1.1实时事务处理体系结构111

7.1.2实时事务处理任务112

7.1.3实时事务处理过程115

7.2实时事务的状态变迁116

7.2.1实时事务管理原语117

7.2.2实时事务的状态118

7.2.3状态变迁118

7.3实时事务执行的经历模型120

7.3.1与实时事务相联的事件120

7.3.2经历121

7.3.3事务经历中事件的发生124

7.4实时事务的正确性125

7.4.1概述125

7.4.2结果正确性125

7.4.3行为正确性126

7.4.4结构正确性128

7.4.5时间正确性129

7.5实时事务并发的正确性标准131

7.5.1传统可串行化的局限性131

7.5.2非传统可串行化的正确性标准132

7.6性能指标135

第8章 实时事务调度138

8.1概述138

8.1.1实时事务调度概念138

8.1.2实时事务调度参数139

8.1.3实时调度目标141

8.1.4实时调度分类142

8.2实时事务截止期指派146

8.3实时事务优先级分派149

8.4静态表驱动调度154

8.5速率单调调度156

8.5.1典型算法156

8.5.2扩展研究158

8.5.3截止期单调调度160

8.6基于截止期的调度160

8.6.1 DEDF调度161

8.6.2 AEDF调度163

8.6.3 AEUDF调度164

8.7基于紧迫性的调度165

8.7.1 LSF调度165

8.7.2 LASF调度165

8.8基于价值的调度166

8.8.1 CDVID调度167

8.8.2 VBED调度168

8.8.3 VHAED调度168

第9章 实时数据库的并发控制171

9.1引言171

9.2锁式实时并发控制172

9.2.1一般2PL算法评述172

9.2.2优先级2PL算法174

9.2.3优先级继承175

9.2.4有条件的优先级继承176

9.2.5数据优先级177

9.3时标排序178

9.3.1 TO基本原理178

9.3.2操作重叠与可恢复性问题179

9.3.3基于优先级的TO181

9.4乐观并发控制182

9.4.1基本OCC183

9.4.2 OCC-BC185

9.4.3 OCC-PA185

9.4.4 OCC-PW186

9.4.5 OCC-PW50187

9.5多影子并发控制188

9.6多版本并发控制190

9.6.1 MVCC的基本思想190

9.6.2 MVCC-TO191

9.6.3 2V2PL191

9.6.4 MV2PL194

9.7ε-可串行化并发控制195

9.8 δ-可串行性并发控制202

9.9 Q一致性可串行化并发控制204

第10章 实时内存资源管理208

10.1超载控制208

10.1.1超载的后果208

10.1.2超载控制209

10.1.3接纳控制211

10.2实时内存分配214

10.2.1实时内存分配特征214

10.2.2实时内存分配方式215

10.2.3实时内存分配策略216

10.3实时磁盘1/O调度218

10.3.1实时事务1/O操作分析218

10.3.2实时1/O请求的特性220

10.3.3实时磁盘1/O调度算法220

10.4实时数据库缓冲管理222

10.4.1数据缓冲模型222

10.4.2实时缓冲区管理策略设计223

10.4.3 P-LRU算法223

10.4.4 P-LRU-A算法225

10.4.5 P-LRU-I算法225

第11章 实时内存数据库管理227

11.1内存数据库概述227

11.1.1内存数据库的发展227

11.1.2 MMDB与DRDB的比较分析228

11.1.3内存数据库的关键问题231

11.2实时内存数据库定义232

11.3内存数据库组织234

11.3.1存储空间结构234

11.3.2物理数据组织234

11.4 MMDB的Hash存取方法237

11.4.1桶散布Hashing237

11.4.2可扩展Hashing237

11.4.3线性扩展Hashing239

11.4.4多目录Hashing242

11.4.5多层目录Hashing242

11.5 MMDB的图式存取方法243

11.5.1内存数据库图243

11.5.2 MM-DBG的物理实现245

11.5.3 MM-DBG的维护246

11.5.4 MM-DBG的查询247

11.5.5 MM-DBG的性能分析250

11.6 SB-树索引存取方法252

11.6.1内存索引结构分析253

11.6.2 SB树结构253

11.6.3 SB-树的查找254

11.6.4 SB-树的维护255

11.6.5性能分析256

11.7 M-DB的数据装入259

11.7.1数据装入的要素与原则259

11.7.2基于相亲度的数据装入260

11.7.3数据装入算法264

第12章 实时数据库恢复266

12.1实时数据库恢复特征266

12.2实时数据库恢复原理268

12.3实时数据库恢复一般模型272

12.4实时恢复算法276

12.4.1 PASLAR算法276

12.4.2 SENLAR算法278

12.4.3 PENLAR算法279

12.4.4 PEANLAR算法279

12.5实时内存数据库恢复280

12.5.1 RTMMDB恢复结构模型280

12.5.2提交处理281

12.5.3记日志282

12.5.4 RTMMDB检验点操作285

12.5.5 M-DB重装287

第13章 主动实时数据库289

13.1主动实时数据库概述289

13.1.1动机与应用要求289

13.1.2发展历史290

13.1.3主动机制的应用领域291

13.1.4集成主动机制到实时数据库293

13.2主动实时数据库概念295

13.2.1实时主动能力296

13.2.2实时主动机制296

13.2.3执行控制299

13.3 ARTDB的体系结构299

13.4实时事件301

13.4.1实时事件概念301

13.4.2事件的类型303

13.4.3事件的操作305

13.4.4事件表达式与复合事件309

13.5实时的事件探测309

13.5.1实时事件探测的特征310

13.5.2事件探测的一般模型311

13.5.3基本事件探测313

13.5.4时间事件探测处理313

13.5.5复合事件探测处理314

13.6实时触发器319

13.6.1实时触发器概念319

13.6.2状态条件及其评价321

13.6.3触发器活动323

13.6.4实时触发器的时间326

13.7实时触发器管理327

13.7.1触发器的管理327

13.7.2触发器执行模型329

13.7.3触发器控制流330

第14章 主动实时内存数据库332

14.1 ARTS-DB的特征332

14.2 ARTs-DB的系统结构332

14.3 ARTs-DBL语言335

14.3.1 ARTs-DBL的数据说明336

14.3.2 ARTs-DBL的事务说明337

14.4 ARTs-DB的存储数据管理338

14.4.1 ARTs-DB的内存组织结构338

14.4.2 ARTs-DB的内存管理339

14.4.3 ARTs-DB内存数据库管理341

14.4.4 ARTs-DB内外存数据交换342

14.5三段式实时事务预处理346

14.5.1编译时静态预分析347

14.5.2初启时动态预分析348

14.5.3运行时动态预处理349

14.6 ARTs-DB事务调度350

14.6.1子事务说明351

14.6.2被触发事务的优先级分派351

14.6.3事务调度的EED算法354

14.7 ARTs-DB事务的互斥与同步355

14.7.1线程级互斥量356

14.7.2主-从式并发控制机制356

14.7.3实时事务的同步361

参考文献362