Математическое и программное обеспечение информационных систем реального времени с гетерогенной средой распределенных СУБД

• Автор: Рыков, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 185 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Проблематика алгоритмизации процессов управления транзакциями в распеределенных информационных системах.
1.1 Методы обеспечения изоляции параллельных транзакций, их атомарности и надежности.
1.2 Модели управления транзакциями в распределенных гетерогенных информационных средах.

1.2.1 Обеспечение глобальной сериализуемости транзакций

1.2.2 Обеспечение надежности хранения информации

1.3 Анализ объектноориентированных технологий построения распределенных информационных систем

1.3.1 Технология ССЖВА построения РИС

1.3.2 СОМтехнология построения РИС.

1.4 Анализ современных технологий доступа к данным

1.4.1 Технологии доступа к данным СЮВС и ВОЕ
1.5 Цель работы и задачи исследования
Глава 2. Реализация задач управления транзакциями в распределенных информационных средах
2.1 Построение распределенных информационных систем на базе ССЖВА.
2.1.1 Выбор реализации технологии СОЮЗА.
2.2 Технология доступа к данным ООВС.
2.2.1 Выбор технологии реализации доступа к различным СУБД
2.3 Построение математического обеспечения системы управления транзакциями на основе графа ожиданий.
2.3.1 Сериализация транзакций в условиях СУБД реального времени.
2.3.2 Построение ориентированного двудольного графа ожидания транзакций
2.4 Анализ и выбор скриптового языка для координирования транзакций и инструмента разработки приложения .
Глава 3. Структура системы управления транзакциями в распределенной информационной системе реального времени
3.1 Общие правила и определения
3.2 Сервис имен в I i
3.3 Сервис менеджера баз данных 0.
3.3.1 Описание структуры
3.3.2 Интерфейсы библиотеки .
3.3.3 Описание алгоритма работы сервиса менеджмента баз данных
3.3.4 Описание работы объекта класса ivi.
3.3.5 Описание создания объекта класса ii.
3.3.6 Алгоритм управления однофазными транзакциями, используя менеджер баз данных
3.3.7 Описание создания объекта транзакции.
3.3.8 Вывод об использовании данной реализации сервиса .
3.4 i i координатор распределенных транзакции на основе языка запросов
3.4.1 Структура
3.4.2 Описание АР функционала для работы с библиотекой .
3.4.3 Внутренний алгоритм инициализации библиотеки
3.4.4 Список регистрируемых функций библиотеки в интерпретаторе А
3.4.5 Алгоритм выполнения распределенной
транзакции в среде выполнения библиотеки
3.4.6 Выполнение локальной транзакции в контексте алиаса одной СУБД внутри библиотеки
3.4.7 Описание использования слушателя результата.
3.4.8 Описание использования параметрического процессора
3.4.9 Функциональный I уровень библиотеки для использования в других языках программирования
3.5 Описание графического приложения i программной системы
3.5.1 Синтаксический анализатор запросов
3.5.2 Описание алгоритма подсветки синтаксиса запроса.
3.5.3 Описание работы параметрического процессора в контексте графического приложения.
Глава 4. Программное обеспечение системы управления транзакциями в гетерогенных информационных системах
4.1 Назначение разработанной программной системы.
4.2 Модульная структура программной системы
4.3 Условия применения программы.
4.4 Установка и запуск сервиса имен
4.5 Установка и запуск сервиса
4.6 Установка и запуск сервиса i i.
4.7 Описание опций запуска сервиса.
4.8 Описание интерфейса графического приложения i.
4.9 Описание синтаксиса языка запросов .
4. Стандартные библиотеки для расширения функционала
Библиотека для взаимодействия с базами данных
4. Результаты практического использования
программного обеспечения управления транзакциями в гетерогенных информационных системах.
Заключение.
Список литературы


Обозначим эти свойства аббревиатурой АСИД в соответствии с первыми буквами названий соответствующих свойств. Свойство атомарности означает, что либо результаты всех операторов, входящих в транзакцию, отображаются в базе данных БД, либо воздействие этих операторов полностью отсутствует. Свойство согласованности означает, что транзакции переводят одно согласованное состояние базы данных в другое без обязательной поддержки согласованности во всех промежуточных точках. Свойство изолированности означает, что выполняющиеся транзакции не видят друг друга. Это подразумевает, что, если даже будет запущено множество конкурирующих друг с другом транзакций, любое обновление определенной транзакции будет скрыто от остальных до тех пор, пока эта транзакция не завершится. В соответствии с вышеописанными свойствами транзакций можно разделить на группы методы обеспечения этих свойств. Первая группа состоит из методов обеспечения изоляции параллельных транзакций, а вторая группа состоит из методов обеспечения атомарности и долговременности транзакций. К настоящему времени разработано достаточно большое количество алгоритмов, методов и подходов в рамках каждой из этих групп. Описанию этих техник и посвящены следующие несколько подразделов. Важно заметить, что идеи параллелизма, как и идеи атомарности и долговременности транзакций, в некоторой степени не зависят оттого, является ли СУБД реляционной или какойлибо другой. Однако большая часть как теоретической, так и практической работы в этой области выполнялась именно в контексте реляционных СУБД. Методы обеспечения изоляции параллельных транзакций, их атомарности и надежности. Одним из основных требований к современным СУБД является поддержка мульти режима транзакций, который означает возможность одновременной обработки в СУБД нескольких транзакций с доступом к одним и тем же данным в одно и то же время. Как известно, в такой системе для корректной обработки транзакций без возникновения конфликтных ситуаций необходимы методы контроля выполнения параллельных транзакций. Без использования таких методов в СУБД могут возникать такие ситуации, как потеря результатов обновления, грязное чтение, неповторяющееся чтение и фантомы . В реашзации метод управления параллельными транзакциями определяет поведение планировщика. Основная задача планировщика заключается в своевременном обнаружении и разрешении конфликтов между выполняющимися транзакциями. СУБД должна выбрать метод его разрешения. По методам разрешения конфликтов планировщики можно разделить на те, которые используют в качестве основного метода разрешения конфликтов блокировки, те, которые откатывают одну из конфликтующих транзакций и те, которые используют версионные механизмы для разрешения конфликтов. Двухфазный протокол синхронизации i, 2 использует блокировки для разрешения конфликтов между конкурентными транзакциями. Этот протокол достаточно широко применяется в коммерческих СУБД. Обозначим ix для операции изменения элемента данных х, транзакцией Т,. Аналогично, ,x для операции чтения х. В том случае, когда нет необходимости указывать конкретный тип операции, используем обозначения ix и ix . Каждая такая операция поступает на вход 2РЬпланировщику. В зависимости от типа операции и уже обработанных запросов производится определение выполнения операции или же блокировка транзакции до того момента, когда конфликт будет разрешен. В 2 операция записи конфликтует с любой операцией другой транзакции над тем же элементом данных. Операции чтения совместимы между собой. Когда 2РЬиланировщик получает запрос на операцию Р,х, он проверяет, конфликтует ли данная операция хотя бы с одной из запланированных ранее. Если нет, то транзакция становится обладателем соответствующего захвата, и операция выполняется. Если да, то выполнение транзакции приостанавливается до тех пор, пока она не сможет получить доступ к требуемому элементу. Если планировщик захватил элемент х в какомлибо режиме доступа, то он не может отпустить захват как минимум до тех пор, пока физическая операция, соответствующая запросу не завершится.