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一 开宗明旨
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传统上的实时系统是在应用程序独立的结构中处理数据的(如室温、飞机坐标等) 。随着实时系统的演变， 他们的应用变得更加复杂，需要获得更多的数据，因而系统的有组织的数据管理方式就变得很有必要了。 数据库管理系统刚好能满足这一需求， 所以近年来人们对整合数据库和实时技术很感兴趣，这些努力的收获就是能提供实时限制的数据库运行的集成系统，通称实时数据库系统(RTDBS) 。
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与传统的数据库系统一样， RTDBS 有数据储存功能， 提供高效率的存储， 并且进行信息的读取和操作。然而， 作为实时系统的一部份， 其功能的实现受时限的制约， RTDBS承受着保证从容地符合系统时间要求的额外负担。
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要求处理海量数据和安排周密时间的例子，包括电话的按键(如把800这个号码转换成一个实际数字)、 雷达跟踪等等。 又如套利贸易，包括在不同市场上的多笔事务处理。 因为价格差通常是瞬息万变的，大量事务处理信息的自动搜寻和处理就对人们很有吸引力了。 要想把握住转瞬即逝的机会，必需及时做出买卖的决策， 通常时限都非常紧，以便用于事务处理的资金能从事务处理获利中得到很好的补偿。又如雷达系统通过监视航空器的图像或雷达标识然后把这些图像与已知的图像数据库相匹配，得出的结果就可以用来支持它系统行动， 例如选择作战策略。
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传统数据库系统不能满足这类型的应用，它与RTDBS 在许多方面存在差异。最重的是RTDBS有不同的效益目标、 准确性标准以及应用层面上的假定。与传统数据库不同的是， RTDBS的主要目标是快速地提供平均响应时间， 对RTDBS 的评估可以根据其错过事务处理时限的频率、 滞后事务处理的超时与延滞程度、由于错过时限数而导致的事务处理损失、数据外在一致性(实时数据如何真实反映外在世界的状态)业以及数据的同时性(数据值的读取应与外部世界事件的发生保持同步) [ 50 ] 。
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实时系统与时间限制有关的规格通常由应用程序设计师提供。 大多数情况下， 这些时间限制被看作是最后事务处理期限。此类有明确时限的事务处理称作实时事务处理。
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如上所述， RTDBS 可被视为支持实时事务处理的增值数据库系统。实时事务处理必须在它的最后期限之前完成以取得最大效益， 这很有难度， 如果事务处理不能满足最后期限要求则称作延时事务处理。
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实时数据库系统在处理延时事务处理时存在不同方式，这一问题就是一般所指的过载管理问题。延时事务处理可能给系统反馈正值、零值或者负值。
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若是正值， 即使此时完成延时事务处理获得的利益要比全值时小， 系统仍应尽可能完成事务处理。 但是系统应该降低此类延时事务处理的优先系数以便非延时事务处理能被优先处理。
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对于零值， 系统应该放弃此类延时事务处理以释放系统资源进行其它事务处理。
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最后一种情况，延时事务处理反馈为负值时， 系统应选择提高事务处理的优先系数尽快完成此类延时事务处理以最大限度的减少由于延时导致的损失。系统也可以通过降低事务处理的优先系数甚至放弃此类延时事务处理以便其它事务处理能更好的满足时限。至于采取何种措施则取决于应用需要的定义了。
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在极端的情况下，不支持延时事务处理的系统(如核电站控制)被认为是硬实时数据库系统; 否则， 如果延时事务处理被容许，即使不是人们所愿意看到的情况(如套利贸易)， 我们都认为它是软实时数据库系统。
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正如在[ 51 ]讨论的那样，当前的技术很难绝对保证事务处理能满足最后期限，因此RTDBS就主要被限定在了软实时系统。RTDBS 难以百分百的满足最后时限的几个因素主要包括:
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首先， 数据库事务处理的执行通常依赖于数据和信息源。 保证事务处理最后期限的实现要求极大丰富的资源以满足系统的最大负载。
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第二， 支持完全事务处理的众多数据库协议在运行过程中存在很大的不确定因素。以同步操作控制协议为例， 就经常会因为抢占资源而阻塞事务处理进程或者干脆重启事务处理。
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第三， 硬盘数据库系统与I/O子系统互动较深，问题也因此而生，譬如硬盘寻找时间变异， 缓冲管理和页面错误， 导致一般的事务处理和最坏的事务处理在执行时间上大相径庭。 所有这些都会增加事务处理执行的不可预见性。
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实时事务处理难以满足时限要求已是不争的事实， 针对多数RTDBS 被应用于为高度专业领域的情况， 特别技术也被用于改进系统的实时行为能力。 例如， 若数据库足够小，足以适配主存储器， 大多数I/O 操作都可以省去， 从而也避免了页面错误和I/ O 预设问题。在这个章节的稍后部分我们将谈论主存储器数据库系统。
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并且，一些实时系统可以对任务和事务处理进行预分析。事务处理和数据语义特征也被叫做Priori。对事务处理运行时间和资源需求的认知也许导致更加有效的预设和同步操控协议。以 [ 37 ] 为例，传统数据库系统受到的限制是很大的。 单独地检测他们是不切实际的， 串行性就被用作正确性标准了。但是， 因为实调系统有一定数量的进程，而数据库又是静态构造的， 所以为系统的正确性指定小量的但是至关重要的限制是可行的。 [ 37 ] * 这样就可以设计出兼容非串行但是一致性的安排的专业协议[ 33 ] 。
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二 事务处理模式
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在这个部分， 我们来看看实时事务处理的属性，讨论其事务处理设计的影响。我们将要特别讨论截止时间分配的问题， 以及如何借助语义信息来满足系统的时限约束。
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以下的事务处理信息类型可以获取， 也可用以在预定和同步操控:
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1时限约束。例如截止日期。
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2. 重要性。它评估的是事务处理满足其截止日期的重要性。不同的事务处理有不同的重要性。这里提请大家注意的是，错过紧迫的时限并不一定会对系统造成巨大的破坏。
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3 价值功能。与事务处理的重要性相关是其价值功能。
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事务处理的价值功能评估的是完成典型的价值功能的权重，如图1.所示:
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图1. 价值功能举例: 延时事务处理可能 a) 冲减正值; b) 0值; c) 负值; d) 增加负值。
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4. 资源需求。这包括I/O操作被执行的次数， 预计的CPU占用等等。
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