分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中緩沖區(qū)管理和負(fù)載平衡算法研究.pdf

1、分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是為了滿足20世紀(jì)八、九十年代開始出現(xiàn)的計(jì)算機(jī)集成制造、工業(yè)過程控制、空中交通管制、智能交通、股票交易監(jiān)控系統(tǒng)等新的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?shù)據(jù)庫(kù)提出的新需求,并隨著計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的發(fā)展和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的變革應(yīng)運(yùn)而生的。分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)由于實(shí)際應(yīng)用的需求已成為目前研究的熱點(diǎn)。
　　 數(shù)據(jù)緩沖在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。由于內(nèi)存訪問時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于磁盤訪問時(shí)間,在對(duì)事務(wù)進(jìn)行處理時(shí),若能直接從內(nèi)存中取到所需數(shù)據(jù)將會(huì)節(jié)省很多時(shí)間。許多分布式

2、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)為了滿足實(shí)時(shí)性的需要大多選取內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的全部或部分工作版本。但實(shí)際上,實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)是指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的。當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)容量過大時(shí),將其都存放在內(nèi)存中是不現(xiàn)實(shí)的。因此,提供有效的緩沖區(qū)管理顯得尤為重要。本文在研究實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)管理算法的基礎(chǔ)上,針對(duì)分布式環(huán)境提出了層次緩沖區(qū)替換算法。該算法使用了樹形結(jié)構(gòu),并給數(shù)據(jù)頁(yè)賦予了實(shí)時(shí)性質(zhì)(比如截止期、時(shí)間戳等),目的是為了在進(jìn)行緩沖區(qū)替換時(shí)能選出合適的替換頁(yè),提高實(shí)時(shí)事務(wù)的

3、緩沖區(qū)命中率,降低截止期錯(cuò)失率。
　　 負(fù)載平衡技術(shù)是分布式系統(tǒng)中重點(diǎn)研究的內(nèi)容。分布式是相對(duì)集中式而言的,分布式環(huán)境中的各個(gè)結(jié)點(diǎn)可以并發(fā)或并行處理一個(gè)任務(wù)或多個(gè)任務(wù)。但是,因結(jié)點(diǎn)處理能力不同或分配到的任務(wù)大小不同,容易出現(xiàn)各結(jié)點(diǎn)負(fù)載不平衡的情況。負(fù)載平衡算法是針對(duì)這種情況提出的解決方案。目前有關(guān)負(fù)載平衡的算法很多,本文在研究相關(guān)算法的基礎(chǔ)上,結(jié)合分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)環(huán)境提出了基于網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)技術(shù)的負(fù)載平衡算法和基于數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)的負(fù)載平

4、衡算法。其中,使用網(wǎng)絡(luò)距離預(yù)測(cè)技術(shù)是為了給全局實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行負(fù)載分配和負(fù)載遷移時(shí)提供依據(jù)。通過使用預(yù)測(cè)的結(jié)點(diǎn)間的網(wǎng)絡(luò)距離來選擇實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中最佳實(shí)時(shí)事務(wù)處理結(jié)點(diǎn)和距離重載結(jié)點(diǎn)最近的輕載結(jié)點(diǎn)。通過這樣方式可以節(jié)省實(shí)時(shí)事務(wù)時(shí)間,提高事務(wù)截止期完成比例。而基于數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)的負(fù)載平衡算法則是分別使用了數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)復(fù)制和對(duì)等網(wǎng)絡(luò)中處理熱點(diǎn)數(shù)據(jù)的概念,通過在輕載的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)點(diǎn)之間,在合適的時(shí)機(jī)將最近一段時(shí)間內(nèi)的熱點(diǎn)數(shù)據(jù)復(fù)制到距離源復(fù)制結(jié)點(diǎn)