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實時數據是監控系統最基本的資源，而實時數據庫則是作為整個監控組態環境數據處理和管理的核心。實時數據庫與基于傳統數據庫技術的數據庫在原理、實現技術、功能和系統性能方面有很大的不同。<BR> <BR> <BR> 傳統的數據庫系統旨在處理永久、穩定的數據，強調維護數據的完整性、一致性，其性能目標是高的系統吞吐量和低的代價，并不考慮有關數據及其處理的定時限制，所以，傳統的數據庫管理系統(DBMS)不能滿足這種實時應用的需要。而傳統的實時系統(RTS)雖然支持任務的定時限制，但它針對的是結構與關系很簡單、穩定不變和可預報的數據，不涉及維護大量共享數據及它們的完整性和一致性，尤其是時間一致性。<BR> <BR> <BR> 實時數據庫，其數據和事務都有顯式定時限制，系統的正確性不僅依賴于事務的邏輯結果，而且依賴于該邏輯結果所產生的時間。但實時數據庫并不是數據庫技術和實時系統兩者的簡單結合，它在概念、理論、技術、方法和機制方面具備自身特點。<BR> <BR> <BR> 一、實時數據庫的特征<BR> <BR> 實時數據庫的一個基本特征就是與時間相關性。實時數據庫在兩方面與時間相關：<BR> <BR> 1. 數據與時間相關<BR> <BR> （1） 時間本身就是數據，即從“時間域”中取值，如“數據采集時間”；<BR> �。�2）數據的值隨時間而變化。與數據值變化相聯的時間，可以是現實對象狀態的實際時間，即“真實”或“事件”時間；也可以是即數據庫中相應數據值變化的時間，即“事務時間”。實時數據的導出數據也是實時數據，與之相聯的時間自然是事務時間。<BR> <BR> 2. 實時事務有定時限制<BR> <BR> 定時限制中比較典型的是“截止時間”。對于實時數據庫，其結果產生的時間與結果本身一樣重要，一般只允許事務存取“當前有效”的數據，事務必須維護數據庫中數據的“事件一致性”。另外，外部環境的反應時間要求也給事務施以定時限制。在實時數據庫中，數據隨外部環境狀態的變化而快速變化，其數值只有在一定的時間內才是有意義的。故系統除了維護數據庫內部狀態的正確性、相容性外，還必須同時維護內部狀態與外部環境實際狀態的一致性，以及數據用來決策或推導新數據時在時間上的相互一致性。<BR> <BR> 二、實時數據庫使用的技術<BR> <BR> 力控監控組態軟件的實時數據庫，吸取了DCS實時數據庫設計思想，支持并發處理，具有分布式網絡的功能，并在實時數據、實時事務及內部緩存處理等方面有其自身特點。<BR> <BR> 1. 實時數據模型<BR> <BR> 包括：數據結構、數據操作和完整性約束三部分。<BR> <BR> �。�1）數據結構。數據結構是所研究的對象類型的集合。這些對象是數據庫結構的基本組成部分，一般可分為兩類，一類是與實體類型有關的對象，一類是與實體間聯系有關的對象。因此數據結構就是描述這類對象類型。一個模型的數據結構應該是簡單的、基本的、易于被用戶理解的，而且還要有足夠強的表達能力。<BR> �。�2）數據操作。數據操作是指對數據庫中各種對象類型的實例（值）允許操作的集合，其中包括各種操作的規則。對實時數據庫的操作主要包括數據更新和查詢兩大類。數據模型要定義這些操作的確切含義、操作規則以及實現的方法。<BR> 數據結構是對系統靜態特性的描述，數據操作是對系統動態特性的描述。<BR> （3）數據的完整性約束。約束的定義進一步給出了關于數據模型的動態特性的描述和限定。如果僅僅限定對特定的數據結構執行特定的操作，那么仍有可能破壞數據的正確性。為此，常常把那些具有普遍性的問題歸納起來，形成一組通用的約束規則，只允許在滿足規則的條件下對數據庫進行更新、保存歷史數據，這就排除了破壞數據正確性操作的可能性。<BR> <BR> 在上述三方面內容中，數據結構是表達實時數據庫模型的最重要方面。<BR> <BR> 2. 實時事務的模型與特性<BR> 傳統的事務模型不適用于實時數據的處理。在實時數據庫中，采用復雜事務模型，即嵌套、分裂/合并、合作、通信等事務模型。實時事務間有多種交互行動和同步，存在結構、數據、行為、時間上的相關性，以及在執行方面的相互依賴性。<BR> <BR> 3. 實時事務的處理<BR> 實時數據庫中的事務有多種定時限制，其中最典型的是事務截止期要求，即能控制事務的執行順序。所以，需要根據截止期和緊迫度來標明事務的優先級，然后按優先級進行事務調度。另一方面，對于實時數據庫事務，傳統的可串行化并發控制不太適合實時事務處理特點，實時事務處理中允許“放松的可串行化”或“暫緩可串行化”并發控制。<BR> <BR> <BR> 4. 數據存儲與緩沖區管理<BR> 傳統的磁盤數據庫的操作是受I/O限制的，其I/O的時間延遲及其不確定性對實時事務是難以接受的。因此，實時數據庫中數據存儲的一個主要問題就是如何消除這種延遲及其不確定性。這需要底層的“內存數據庫”支持，因而內存緩沖區的管理就顯得更為重要。管理目標是高優先級事務的執行不應受I/O操作問題而受到阻礙，并要解決以下問題：<BR> <BR> <BR> (1) 保證事務執行時，只存取“內存數據庫”，即其所需數據均在內存；<BR> (2) 如何給事務及時分配所需緩沖區；<BR> (3) 必要時，如何讓高優先級事務搶占低優先級事務的緩沖區。<BR> <BR> 5．分布式支持<BR> <BR> 力控實時數據庫，即是實時的，又是分布式的。它負責整個應用系統的實時數據處理、歷史數據存儲、統計數據處理、報警處理、數據服務請求處理、與過程的雙向數據通訊等任務，并支持各網絡節點數據庫基于網絡服務程序的分布式網絡應用。<BR> <BR> 三、實時數據庫的應用<BR> <BR> 實時數據庫無縫地集成了數據庫與定時性，兼顧了常規數據庫處理能力和實時處理技術需求；集成了實時數據庫的監控組態軟件，適應多種工程或過程及時間關鍵型的應用，在自動化建設、信息高速公路及信息產業的建設中有著廣闊的應用前景。<BR> 利用實時數據庫可以完成以下應用： <BR> <BR> 1. 記錄實時過程的歷史數據，用于過程存檔、歷史數據查詢、事故分析、系統建模等。<BR> <BR> 2. 連接各種類型的自控設備，配以監控界面，實現自動監控。 <BR> <BR> 3. 通過數據庫網絡通訊功能構建分布式應用系統。 <BR> <BR> 4. 運行在控制系統的上位機中，在數據庫上運行先進控制軟件、優化控制軟件和其它用戶應用程序，在客戶機上運行各種界面監控軟件，實現可擴展的先進控制或優化控制的目標。 <BR> <BR> 5. 連接多種控制系統和設備，實現車間級、分廠級及總廠級實時數據綜合利用和管理。 <BR> <BR> 6. 配合關系數據庫管理系統，構建生產指揮調度系統及其它管控一體化系統。 <BR> <BR> 7. 通過數據的Web功能，利用Internet/Intranet資源，在瀏覽器上訪問生產過程數據。 <BR> <BR> 8. 完全的開放功能，以實時數據庫為平臺進行再次開發。
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