分布式實時數(shù)據(jù)庫中緩沖區(qū)管理和負載平衡算法研究.pdf

1、分布式實時數(shù)據(jù)庫是為了滿足20世紀(jì)八、九十年代開始出現(xiàn)的計算機集成制造、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)庫提出的新需求,并隨著計算機領(lǐng)域的發(fā)展和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的變革應(yīng)運而生的。分布式實時數(shù)據(jù)庫由于實際應(yīng)用的需求已成為目前研究的熱點。
　　 數(shù)據(jù)緩沖在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。由于內(nèi)存訪問時間遠遠低于磁盤訪問時間,在對事務(wù)進行處理時,若能直接從內(nèi)存中取到所需數(shù)據(jù)將會節(jié)省很多時間。許多分布式

2、實時數(shù)據(jù)庫為了滿足實時性的需要大多選取內(nèi)存數(shù)據(jù)庫來存儲數(shù)據(jù)庫的全部或部分工作版本。但實際上,實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是指數(shù)級增長的。當(dāng)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)容量過大時,將其都存放在內(nèi)存中是不現(xiàn)實的。因此,提供有效的緩沖區(qū)管理顯得尤為重要。本文在研究實時數(shù)據(jù)庫緩沖區(qū)管理算法的基礎(chǔ)上,針對分布式環(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)頁賦予了實時性質(zhì)(比如截止期、時間戳等),目的是為了在進行緩沖區(qū)替換時能選出合適的替換頁,提高實時事務(wù)的

3、緩沖區(qū)命中率,降低截止期錯失率。
　　 負載平衡技術(shù)是分布式系統(tǒng)中重點研究的內(nèi)容。分布式是相對集中式而言的,分布式環(huán)境中的各個結(jié)點可以并發(fā)或并行處理一個任務(wù)或多個任務(wù)。但是,因結(jié)點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)點負載不平衡的情況。負載平衡算法是針對這種情況提出的解決方案。目前有關(guān)負載平衡的算法很多,本文在研究相關(guān)算法的基礎(chǔ)上,結(jié)合分布式實時數(shù)據(jù)庫環(huán)境提出了基于網(wǎng)絡(luò)預(yù)測技術(shù)的負載平衡算法和基于數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)的負載平

4、衡算法。其中,使用網(wǎng)絡(luò)距離預(yù)測技術(shù)是為了給全局實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行負載分配和負載遷移時提供依據(jù)。通過使用預(yù)測的結(jié)點間的網(wǎng)絡(luò)距離來選擇實時網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中最佳實時事務(wù)處理結(jié)點和距離重載結(jié)點最近的輕載結(jié)點。通過這樣方式可以節(jié)省實時事務(wù)時間,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)的負載平衡算法則是分別使用了數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)復(fù)制和對等網(wǎng)絡(luò)中處理熱點數(shù)據(jù)的概念,通過在輕載的實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)點之間,在合適的時機將最近一段時間內(nèi)的熱點數(shù)據(jù)復(fù)制到距離源復(fù)制結(jié)點