嵌入式实时内存数据库ARTs-EDB的故障恢复策略研究

论文摘要

嵌入式数据库系统是一种新兴发展的数据库技术,它以目前成熟的数据库技术为基础,针对嵌入式设备与系统的特点,结合实际的应用需求,主动实现对嵌入式设备上的数据的存储,组织和管理。实时数据库中的数据和事务都具有显式的定时限制,系统的正确性不仅依赖于逻辑结果,更依赖于逻辑结果产生的时间。实时数据库的高性能要求以内存数据库作为底层支持。内存数据库系统很好的满足了各种应用系统的实时数据需求。ARTs-EDB是华中科技大学自行研发,拥有自主知识产权的嵌入式主动实时数据库。它集成了传统数据库,实时数据库和主动机制。ARTs-EDB是以内存数据库作为底层支持。在内存数据库系统中,外存数据库作为恢复的备份而存在。为了能在数据库系统发生故障之后将数据库恢复到一个一致性的状态,恢复子系统需要进行记日志、做检验点、备份和故障后重装等活动。关于日志策略,每个事务都有单独的活动日志区,只记录事务的Redo日志,并采用合适的日志协议,减少了日志占有的空间和记录日志的工作量;关于检验点策略,采用满足活动一致性的模糊检验点技术;关于重装策略,采用基于数据优先级的重装策略,为不同特性的数据分配不同的重装优先级,优先装入紧急事务的数据和高优先级的数据,从而可以在尽可能短的时间内让系统进入工作状态,满足实时事务的运行;关于备份策略,采用动态的增量备份方式,并记录备份过程中的日志,由数据库副本和日志共同组成一个完整的备份。介绍了嵌入式实时内存数据库发展情况和技术特征,针对恢复的技术做了全面的分析,并结合自行研制开发的主动实时数据库管理系统ARTs-EDB,在分析了ARTs-EDB的总体结构的基础上,提出了ARTs-EDB所采用的恢复机制的实施策略。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 内存数据库技术
• 1.3 内存数据库对实时事务的支持
• 1.4 数据库恢复的国内外研究现状
• 1.5 论文研究的主要内容
• 2 ARTS-EDB 的系统结构
• 2.1 ARTs-EDB 的体系结构
• 2.2 ARTs-EDB 的功能及其进程结构
• 2.3 ARTs-EDB 的系统特性
• 2.4 ARTs-EDB 的内存组织
• 2.5 本章小结
• 3 ARTs-EDB 恢复子系统的结构设计
• 3.1 ARTs-EDB 中的故障类型
• 3.2 影响恢复机制的主要因素
• 3.3 恢复子系统的系统环境
• 3.4 恢复子系统的组成
• 3.5 ARTs-EDB 的恢复模型
• 3.6 本章小结
• 4 ARTs-EDB 恢复的基础设施
• 4.1 数据库日志概述
• 4.2 ARTs-EDB 日志
• 4.3 检验点技术概述
• 4.4 ARTs-EDB 的检验点设置
• 4.5 本章小结
• 5 ARTs-EDB 故障的恢复处理
• 5.1 事务故障的恢复处理
• 5.2 系统故障的恢复处理
• 5.3 系统故障后的数据库重装
• 5.4 备份和介质故障恢复
• 5.5 本章小结
• 6 总结与展望
• 致谢
• 参考文献