文档介绍：湖南大学
硕士学位论文
嵌入式实时系统中实时数据库的研究
姓名:谢斌盛
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:黎福海
20030101
摘要随着微电了技术、通信技术、计算机技术、控制技术和半导体技术的飞速发展,以及怠⒔ㄖ怠⒁搅莆郎⒐赖雀餍幸挡棵哦灾悄芸刂埔G蟮牟欢咸高,嵌入式系统在最近几年内得到了越来越广泛的应用。工业控制、武器系统控制、航空航天等领域的多数嵌入式系统它们有个共『司的特性:对系统的响应时间有严格要求,这些系统也被称为实时系统。构建一个实时系统是一件很普通的事情,然而把它与数据库结合起来却不容易,斛为一般的数据库在反应时间方丽是不可确定的。对于单处理器环境,简单事务协议能为其提供可靠的硬实时服务,能作为数据库服务的基准。本义主要考虑怎样把该协议进行扩展以应川于并行环境中。根据研究的结果,『以推断虻ナ挛裥所提出的及时性在并行环境中很难得到保证。采用并行性引进了时限上的不确定性,这可通过限制可抢占性和增人事务的时序得到减少。木丈丰要完成些实时数据库的研究工作,从而提出一种思想:采用实叫系统的一些摹本理论如可渊度性、资源分配等来建立一种简单的数据库服务比皇鞘凳钡,提供一种合理的曜迹Vひ幌盗惺菘馐挛完成。根据这些理论,构造一种仿真模型。仿真结果表明这种模型可为软实时系统中的数据库服务提供基准。关键词:实时系统嵌入式简单的事务协议调度可行性分析笆
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引言在计算机技术和信息技术高速发展的今天,计算机和计算机技术大量应用在我们的常生活中。现代的计算机早已超出早期计算机的概念,广泛应用的嵌入式计算机闶瞧渲幸恢帧G度胧郊扑慊即嵌入式系统很难给其非卸ㄒ澹嘀干畈赜诠ひ迪低场⑽淦飨低郴蛞恍┗缫潜砩璞浮⑾费电了类产品内部,完成一种或多种特定功能的计算机系统,足软硬件的紧密结合体。具有软件代码小、高度自动化、响应快等特点,特别适合于要求实时的和多任务的应用体系。嵌入式实时系统是目前蓬勃发展的行、之’,专家预言嵌入式产品的明天如同慕裉臁近几年来,各个行业对嵌入式系统的兴趣越来越浓,其中不缺乏具有实时反应能力的系统,即实时系统。构建一个实时系统是一件很普通的事,然而把它与数据库结合起来却不容易,因为传统的数据库旨在处理永久性数据,其设计与开发卜要强调维护数据的完整性、一‘致性,提高系统的吞吐量和降低系统代价,根本考虑与数据及其处理相关联的定时限制,在反应时问方面是不可确定的。因此,只有将数据库与实时系统两者的概念、技术、方法与机制“完善”地集成在一起的实时数据库系统,才能同时支持定时性和一致性要求。所以,实时数据库系统猅就是其事务和数据都具有定时特性或显式的定时限制的数据库系统。系统的正确性不仅依赖于逻辑结果,而且依赖于逻辑结果产生的时问。近年来,逊⒄钩上执库研究的主要方向之一,受到了数据库和实时系统两个研究领域里的工作者的极大关注。数据库研究工作者的动机在于利用数据库技术的特点或优点来解决实时系统中的数据管理问题;实时系统研究工作者则致力于为实时数据库系统提供时间驱动调度和资源分配算法;实时数据库系统要对数据库的结构与组织、事务模型的结构与时限特征、事务的优先级分配、调度与并发控制、数据的时间一致性等一系列问题进行深入的研究与分析,利用实时系统和传统数据库系统中的有效技术和方法。本文主要完成一些实时数据库的研究工作,从而提出~种设想:采用实时系统的一些基本理论【】如可调度性、资源分配等来建立一种简单的数据库服务比皇鞘凳钡,提供一种合理的标准,保证
一系列数据库事务及时完成。本文按照如下的顺序进行组织:第一章:嵌入式实时系统的概述本章主要对嵌入式系统、实时系统、点、应用作了一个较为详细的概述。第二章:实时数据库的特性把实时数据库与传统数据库相比较,度原则和并发控制。第二章:司预见事务的调度为解决并发问题和保证事务的期限,各自的评价。嵌入式实时系统及其容错性的定义、特主要介绍了实时数据库的实时特点、调本章主要介绍了几种调度方法及对它们第四章:简单事务协议及其扩展主要叙述了作为数据库环境的基准的简单事务协议,并就提高系统的性能,给胁议增加一些受欢迎的特点。第五章:仿真本章主要仿真了两种模式:不具有资源预先声明的模式和资源预先声明模式并对其执行结果进行分析。
⒄本章从历史发展的角度,回顾了嵌入式系统和实时系统的发展历程,主要介绍了嵌入式系统、实时系统的定义和特点,并对嵌入式实时系统中的容错技术以及应用领域作了一个较为综合的概述。在慊际鹾托畔⒓际醺咚俜⒄沟慕裉欤扑慊图扑慊际醮罅坑τ迷我们的『I钪小O执募扑慊缫殉鲈缙诩扑慊母拍睿惴河τ玫那度式计算机闶瞧渲幸恢帧G度胧郊扑慊蛘呓星度胧较低常源于世纪年代,是一种不被用户所察