嵌入式实时数据库管理系统的设计（华中科技大学计算机科学与技术学院,湖北武汉430074）??摘要：在嵌入式实时环境中，传统的数据库已经不能满足人们对数据处理实时的需求；而一般的嵌入式实时数据库由于受资源的限制只能偏向于某个应用，不能满足嵌入式环境复杂多变的情况。因此，介绍了一个基于QNX操作系统设计出来的基于组件的嵌入式实时数据库管理系统，讨论了该数据库如何实现事务的实时处理策略，描述了该系统的开发过程和现有的功能属性。??关键词：实时;事务;组件;数据库管理系统??中图法分类号：TP311.13文献标识码：A：10013695(2006)08019202??DesignofEmbeddedRealtimeDatabaseManageSystem??LIUYunsheng,DINGli(CollegeofComputerScienceTechnology,HuazhongUniversityofScienceTechnology,WuhanHubei430074,China)Abstract:Inembeddedrealtimeenviroment,theconventionaldatabaseisnotsatisfiedwiththeneedofmanagedatarealtime,butgeneralembeddedrealtimedatabaseisdevelopedforspecialapplication,notsuitedtothecomplexchangesinembeddedrealtimeenviroment.ThisPaperintroduceacompentbasedembeddedrealtimedatabasewhichisbasedontheoperationsystemofQNX,wediscribehowwedealwithtransactionswithdeadline,andthecharacteristicsoffunctionandthedevelopmentofarchitecture.??Keywords:Rrealtime;Transaction;Component;DBMS?お?近年来，对嵌入式实时数据库的研发越来越引起人们的关注。因为需要实时系统管理的数据量在不断增加，数据结构逐渐复杂化，所以需要一个有效的、结构化的数据管理系统。因此，在嵌入式实时系统中对数据的存储和操作需要数据库功能的支持，但是它一定要满足嵌入式和实时的要求。??在一个嵌入式实时系统中设计一个数据库管理系统有两方面值得注意，即时间和空间。进一步概括为：①功能性上实时需求的有效性；②功能性和数据库大小的平衡；③软件的开发代价。??为了应对这些挑战，我们提出了一个实时数据库平台，它是基于组件概念构成的。为了减少产品的代价，重用性是关键。嵌入式系统中的嵌入式实时数据库管理系统受到资源的限制，但我们可以选择能够满足我们需求的组件来构成一个系统。为了保证事务执行的实时性，我们将充分利用QNX进程调度及线程调度具有实时性的特点来保证高优先级的事务先执行。??1事务执行的实时性保障??嵌入式数据库系统中一般对事务的实时性提出了很高的要求，即要求事务在截止期内完成。实时性根据事务的性质可分为硬实时和软实时：硬实时事务指如果事务没有在截止期内完成就会对系统造成灾难性的不可恢复的影响；软实时事务指如果没有在截止期内完成，虽然也会对系统造成影响，但不会是灾难性的。??为了确保事务执行的实时性，同时考虑嵌入式环境下的资源有限性的特殊情况，我们采取以下措施。??1.1事务执行的优先级调度??定义1事务T=，id为事务的ID号，atime为事务的到达时刻，wtime为事务在最坏情况下必须完成的时刻。??定义2按照空余时间最短最优先的策略（LeastSlackFirst，LSF）分配优先级，优先级分配函数PRI=f（wtimeatime）。??将事务按照优先级分类，每个事务在请求执行时都会给它分配一个优先级，当一个高优先级的事务到来时就会挂起优先级比它低的事务抢先运行，而每次只允许系统中有一个事务执行，不允许两个优先级相同的事务并发执行，这就弱化了并发控制，避免了大量的数据上锁和解锁操作，同时也避免了由于事务并发操作而引起的事务回滚操作。在嵌入式环境中，内存资源极其宝贵，不允许对多个事务并发操作，避免了将大量的数据读入内存及数据换出操作（I/O操作），节约了内存资源，也缩短了事务执行的时间。??1.2提供了事务预处理??实时数据库系统中设计了事务预处理器，通过预处理器逐一分析含有数据库操作（ESQL）的各个程序模块，可预先得到事务要访问资源的信息及事务中各个操作的信息。下次在该事务执行时，可以预先把它所要访问的数据全部装入内存并在该事务执行时，不需要重新调用词语法分析程序，就可以直接利用预处理时保留的信息得到信息，传递给查询处理模块。??一般事务预处理是...