面向对象数据库中一个集成语义的并发控制机制

面向对象数据库中一个集成语义的并发控制机制

胡文涛[1]2003年在《面向对象数据库中一个集成语义的并发控制机制》文中指出近几年来,面向对象数据库(OODBS)被许多高级应用程序所采用。OODBS是类和这些类的实例的集合。在OODBS中,类和实例都被称为对象。数据库系统的一个重要特点就是能对共享数据进行操作,也就是说,数据库系统(包括OODBS),允许多个用户同时访问共享数据。并发控制能够管理数据库的并行访问,这样它便能够保持数据库的一致性。由于OODBS的复杂性,OODBS的并发控制比传统数据库的要复杂。并发控制中的复杂性不应该降低OODBS的性能,即是,OODBS的并发控制在满足数据库一致性要求的时候,要保持性能。为了有良好的性能,一个并发控制应该提高方法间的并发度,以便更多的事务能并行运行,并且同时降低加锁开销。为了解决面向对象数据库中并发控制机制的并发度与加锁开销的关系问题,通过引入直接访问向量、运行间信息和语义可交换性,提出一个将语义可交换性与前两者结合起来的方案,提高了面向对象数据库的实例访问方法间的并发度,并且减少了加锁开销。能更早地满足请求方法的锁请求。引入嵌套事务模型,给出一个其和嵌套方法调用结合的加锁方案,并试着给出一个集成单个类上的访问方法和类层次的锁定的总的加锁机制。

董云卫[2]2004年在《工作流管理系统的事务建模研究》文中提出以Internet为代表的信息技术的快速发展和成熟应用改变着企业的商业环境,使商业运行节奏越来越快,企业的价值链更加紧密和多样,这种改变引导软件技术和软件产品的发展方向:异构性、事务能力和分布性。事务工作流管理系统是一个实现企业应用集成的技术手段和工具平台,它不但能够把不同的应用流程、不同的应用功能集成起来,在工作流运行平台的支持下,有效地自动执行和管理这些应用。而且利用事务工作流的事务管理功能,保证这些被集成的应用中的每一次计算的正确性,进而保证全系统的正确性。研究工作流事务管理模型就是为了满足现代企业应用的新需求而开展的。 本文在总结了面向数据的数据库事务管理模型的基础上,对目前采用的面向过程的事务模型进行了全面的分析,提出了乐观嵌套事务模型。该模型基于多数据版本、并发控制理论,借用时间戳的概念,通过对不同事务中活动类型的分类,较好地解决了长执行事务和协同事务的可靠性和正确性问题,提高了工作流运行的效率。乐观嵌套事务模型把嵌套事务、工作流模型和并发控制协议有机地结合在一起,定义了较为完整的事务操作原语及其语义,对事务调度进行了形式化描述,从理论上证明了该模型的正确性:可串行化、无联级回退和无死锁。乐观嵌套事务模型克服基于补偿或代理机制的高级事务模型的致命缺点:假设所有的补偿事务的执行一定能够成功提交,开辟了一条研究工作流事务管理的新思路。 本文对乐观事务模型的原语语义和工作流操作的语义进行研究、对比,给出了乐观事务模型到工作流模型的映射,并提出了叁种从工作流程定义转换成事务工作流过程定义的表示方法:前序表示法、后序表示法和混合表示法。这种转换使得事务工作流执行过程中,其操作原语和乐观事务模型的操作原语是一致的,工作流活动的转移控制与乐观嵌套事务模型的子嵌套事务的生成过程及其表示方式也是一致的。 本文采用了一种面向方面的软件体系结构实现工作流事务管理,并给出了基于面向方面软件体系结构的事务工作流管理系统的软件体系结构和实现方法,为事务工作流产品的开发和应用提供了一条新思路。 本文依据以上的理论基础给出了支持事务管理的事务工作流管理系统synchroFLOW-T的实现方法:采用面向方面的软件体系结构,把工作流应用的系统需求分离成:流程关注、事务关注、参与者关注和工作流活动等四方面需求关注,分别对这四个关注进行实现,并对这些实现进行编织,系统的设计和实现在相应的工具支持下简单、易行,软件的复用性大大增强,系统地维护和演化能力大大提高。

任怡[3]2005年在《分布异构环境中事务工作流技术的研究》文中认为工作流技术是实现业务过程自动化的一种有效手段,事务处理技术对于提高WfMS(Workflow Management System)的可靠性,保证分布、异构的复杂业务过程的正确性具有重要作用。分布、异构环境中的大规模工作流应用具有结构复杂性、长期运行性、执行依赖性、并发执行性、结果补偿性、功能替代性等特点,因此,与具有ACID特性的传统事务相比,工作流应用中的事务通常生命周期较长、操作粒度较大、恢复属性多样且应用语义丰富。为解决传统事务面临的挑战,人们提出了多种高级事务模型及方法,但由于工作流应用的上述特点,这些技术仍然不能很好地处理如何保证工作流的事务特性的问题。 为了更好地解决上述问题,在20世纪90年代,人们将高级事务处理思想与工作流技术相融合,衍生出事务工作流(transactional workflow)技术,该技术对于支持分布、异构、复杂的关键业务过程的自动化、推动其迈向实用具有重要意义,成为十年来事务处理和工作流领域的研究热点之一。 事务工作流的正确性保证包括定义时和运行时两方面。为了准确刻画事务工作流,更好地描述其定义时和运行时的特征,对其进行合理建模是非常必要的;另外,异构环境中事务工作流的恢复属性具有多样性,不同属性的组合失配会导致有关事务特性不能得到保证,因此需要对事务工作流进行定义时的良构性判定。在此基础上,一个事务工作流的执行要能够将系统从一个一致性状态转换到另一个一致性状态,并且还要满足语义原子性要求,这就需要在运行时从并发控制和失效恢复两方面提供正确性保证。 本文针对事务工作流技术已有工作的某些不足,在相关模型及其合理性判定、并发调度、失效恢复以及实现框架几个方面进行了比较深入的研究,用定义良好的语义、算法和机制来提高工作流管理系统的正确性和可靠性,并将其进一步延伸并应用到基于Web Services的事务工作流环境中,从而能够更好地支持大规模、分布、异构、长期运行的复杂业务过程。主要工作包括: 1.深入研究了事务处理技术的起源和发展,总结了并发控制与恢复两个核心技术的研究现状,探讨了平坦事务模型的各种表现形式,研究了加入应用语义而形成的各种扩展事务模型和事务工作流,分析了相关技术的最新研究进展,包括随着跨组织业务过程集成技术的发展而得到普遍关注的开放松耦合Web Services环境中的事务处理技术,结合已有的研究成果,展望了事务处理技术未来的研究方向。 2.针对目前模型研究的不足,提出了事务工作流的过程模型TWPM。该模型支持事务恢复模式和事务恢复策略的声明,以区分事务性的和非事务性的子过程,描述不同活动可能具有的不同恢复属性;给出了面向事务工作流的执行状态转换图,可更好地描述事务工作流的执行特征;通过描述含非事务性组成的事务工作流的成功和失败语义,定义了语义原子性的概念;提出将语义原子性、可串行性和可恢复性作为事务工作流执行时的正确性准则。在TWPM模型的基础上,提出

安静斌[4]2007年在《面向分布构件平台的持久化技术研究》文中提出面向对象的程序语言、基于关系模型的数据库技术以及软件构件技术是当前构建大型信息系统应用的主流支撑技术。面向对象的程序语言为软件的开发提供了基本的工具,关系数据库则负责大量数据的持久存储和高效的检索更新,而软件构件技术则为大型应用的开发、部署、运行提供了平台。面向对象和面向构件的开发模型和数据库系统所使用的关系模型存在着“阻抗失配”问题,这导致了软件系统设计开发的过程变得不连贯,大大增加了开发的成本和系统运行、维护的成本,降低了信息系统的可靠性、可维护性和可伸缩性。为了解决上述的问题,人们提出了各种对象持久化和对象关系映射的解决方案,成为上世纪九十年代数据库技术、面向对象技术、程序语言设计以及软件工程领域研究人员共同关注的问题和研究热点。近期,随着软件构件技术的发展以及反射、面向方面的开发方法等思想在程序语言、中间件以及分布构件平台的应用,“阻抗失配”问题再次引起人们的关注,对象的持久化也成为构件开发和运行平台设计中一个重要问题。构件平台持久机制的设计必须满足正交性、透明性的要求,同时又要提供高效的查询能力和优异的性能。本文在分析现有各种对象持久化解决方案的基础上,重新探讨阻抗失配问题的实质,对对象持久化所要解决的问题、要达到的目标和面临的困难进行深入地分析,在此基础上,基于反射机制提出了一个新的面向分布构件平台的对象关系映射框架,并设计和实现了CCM构件平台的持久化机制。本文主要的工作与创新点包括:1.全面深入的研究了二十多年来在解决“阻抗失配”问题和对象持久化方面取得的成果,总结分析了它们的特点与不足,重新探讨了问题的根源和本质,提出了一组针对对象持久化系统的评估体系,对现有的主要对象持久化系统进行了比较和评价。在此基础上结合分布构件平台持久化技术的需求,提出了构件平台持久框架设计的原则和目标。2.结合反射技术在程序语言、中间件以及分布构件平台的应用,提出基于反射机制的、支持运行时对象关系映射的对象持久化框架StarORM,并从反射模型的角度分析了StarORM的体系结构和设计原理。3.对象关系数据库系统以及对象关系映射系统中,在多个相互引用的对象之间的导航操作导致客户端与后端数据库系统之间的读取操作大幅度增加,从而产生严重的性能问题。本文提出了一种基于多级访问模式的对象预取算法,实验表明该算法较大幅度地提高了对象持久化系统的访问效率和可用性。4.程序语言中的同步控制机制与数据库中的事务模型间的不匹配是程序语言与数据库之间的不匹配的一个重要方面,也是对象关系映射系统设计中的重要问题。本文对此问题进行了深入的研究,提出了一种基于并发控制的事务管理框架,使得程序语言中的并发控制机制、构件平台的事务管理框架能够与对象持久化系统更有机地结合起来。5.设计和开发了StarORM对象关系映射框架的原型系统,并在StarORM基础上,设计实现了StarCCM构件平台的持久化框架,包括容器管理的持久化、自管理的持久化、实体构件的实现框架。综上所述,本文结合反射理论对持久化技术中面临的几个关键问题进行了探索,取得了一定的成果。测试和实际应用表明,本文提出的对象持久化系统模型具有更高正交性和透明性,明显降低了“阻抗失配”,对于提高面向对象和面向构件的软件开发的效率具有理论和应用价值。

边旭兴[5]2016年在《科学哲学视域下Petri语用网研究》文中研究指明互联网发展到Web 3.0之后,以大规模不确定性网络计算和语义网为核心的技术特征已难以满足日益多元化的用户需求。语用化的发展趋势越来越受到互联网智能领域研究人员的青睐,相关的语用理论与语用技术的研究业已形成明确的问题域。以语用网(Pragmatic Web)为核心的全球性研究阵营已经形成,如何发展语用技术成为互联网能否实现下一次技术飞跃的关键问题。Petri网的发明人卡尔·佩特里(C.A. Petri)在“网论的语用维度(The Pragmatic Dimension of Net Theory)"一文中指出:“在符号学领域或者发送接受信息的通信科学领域,语用学显然是整个科学的无限部分,它超越了根深蒂固且充分形式化了的句法学和语义学的局限;超越了句法学和语义学那种正确组成句子及其标准意义的局限。”由此可见,在语用方面,网论从一开始就吸收了语用学理论,它要求所有资源都是受限的,测量固有着某种不精确性,行为和决定是不完全独立的,错误观念作为某种“语用”态度是存在的,等等。因此,Petri网从一开始就是语用的,或者说为实现语用而服务的。本论文在系统介绍Petri网的历史发展脉络的基础上,着重分析了Petri网从语义网向语用网的转向,从科学哲学的视野揭示了在互联网日益智能化的今天,语用方法论研究已成为人工智能领域的必要的理论基础。海量资源库是互联网的一大优势,网络服务是新时期提升互联网应用效率的一个关键问题。网格作为一种新型分布式系统,有助于协调各种软硬件及数据资源来共同完成一项工作,这种并行的、并发的且分散的协作系统,相比传统的顺序计算而言,是计算机思维的一种根本性变革。作为一种离散的并行系统,Petri网用直观的图形表征方式来描述异步并发事件,通过有向连接图,Petri网用库所、托肯和变迁等方式实现对资源及其数量的描述,并在引发规则下用变迁来实现引发驱动状态的演变,从而达到反映系统动态运行过程的目的。因此,Petri网所蕴含的系统论思想,在网络服务从数据抽象向过程抽象的转移过程中,将计算机编程的封装性、继承性、多态性有机地结合了起来,同时促进了网络服务的系统化和模块化。这不仅有助于用图形表征向用户提供易于理解的系统模型,更推动了对模型进行相应的形式分析及验证。相关关系是Petri网模型构建的基础,在并行程序设计中,Petri网所关注的语境依赖性使得编程者的关注点从事务的全局状态转移到局部状态,从单个独立事务转移到过程型事务,因此,Petri网更加关注计算机建模所面临的不确定性问题。在Petri网与语用网协同发展的过程中,语用抽象系统的形式化和语用主体边界的模糊性所带来的复杂性问题,使得我们必须关注作为一种自组织系统的Petri语用网逐步累积的关系状态和当前的外部环境信息。本论文认为,在语用网理论尚未取得突破之际,用Petri网特有的网论去弥补其理论上的不足,是语用网和Petri网各自获得自身突破的有效途径。在这种探索过程中,如何将二者的理论优势发挥出来,在语用的基底上寻求融合的有效途径,便成为这一理论探索能否取得成功的关键所在。由此,Petri语用网的提出便具备了应有的现实需求与理论基底。

耿玉水[6]2013年在《面向集团企业的数据集成模型构建方法研究》文中认为在我国当前的经济环境中,集团型企业具有举足轻重的作用。大型企业往往组织结构形态复杂、具有多级下属分支机构、人员众多而且隶属关系复杂、业务分布在多个行业、经营地域分布广、管理模式多样、需要全方位的协同工作等特点。集团企业的大量信息散落在不同的子公司、不同部门、人员等处,信息的来源复杂,信息量非常大,整合性很差,为企业的生产管理的决策带来具大的挑战。随着云计算的落地生根和技术的发展成熟,企业管理型应用向云计算环境下移植和部署的大背景下,集团企业迫切需要通过多数据源以及多数据中心的协作,实现将现有不同信息系统中分布且异构的数据集成起来。数据集成能够简化企业的业务流程和工作成本,实现企业从数据中获取商业利益的目的。所以数据集成已成为企业的一项战略性工作,是提高企业核心竞争力的重要基石。通过数据集成可以使集团成员企业共享分布式数据,使新业务的开拓,集团领导的监管,风险的防范成为可能。本文提出了云计算下基于本体的异构数据集成模型,该模型基于本体理论,按照云环境特点构建,支持各种传统存储和云存储的数据集成,满足企业用户对高并发访问以及对海量数据高效存储的需求,同时还要满足集团企业对存储数据高扩展性和高可用性以及对数据事务一致性的需求。完成集团企业信息化应用在云上的部署和迁移,促进企业信息化的发展和提升。本文工作和主要贡献包括以下几点:(1)从云计算和云存储的理论和模型出发,面向大规模的数据密集应用,提供面向用户透明的异构数据集成和访问接口服务;(2)通过将云计算环境下异构数据集成所需要的各种基本服务分层的组织起来,为用户将现有异构数据应用向云计算环境的迁移与集成提供一种更高级的抽象服务,并可以将用户的异构数据应用无缝的映射为云计算环境下统一的数据服务和行为;(3)根据用户需要,提供云计算环境下各种业务应用数据的集中管理和统一处理,实现异构数据统一的检索与处理,以及业务应用所需的异构数据之间的实质性关联与映射;(4)本文提出的模型能够实现对云计算环境中各种关系型以及非关系型异构数据的智能集成,满足用户高并发、高负载、高速处理海量数据的复杂多表关联查询请求。因此,集团企业通过数据集成能够获取业务所需的及时且准确的信息,帮助企业进行预先控制和集成管理。集团企业实现了高度的数据集成,才能够真正对成员企业和个人进行有效监控,保证业务执行的及时和准确,提高企业的服务质量和工作效率,促进人力资源的统一调配,充分发挥企业海量数据的商业价值。

袁锋[7]2005年在《基于资源优化的制造过程建模与仿真研究》文中指出21世纪世界各国制造业都面临个性化的客户需求和全球化的市场竞争环境。为了赢得市场和客户,现代制造业正在努力研究开发和应用实施先进制造技术和现代集成制造系统,实现企业跨越式发展。先进制造技术提出了多种制造模式,每种制造模式都十分强调制造过程模型。实际上制造过程模型是过程建模、过程分析、过程重组和过程管理的核心技术。 对制造过程模型的研究可以从多个方向来开展工作。目前已经提出了许多制造系统的企业建模集成体系结构,这些体系结构中都建立了由过程视图和其他多个关联视图所组成的多视图模型。在过程视图也有了事件驱动过程链或工作流方法等各种制造过程建模方法。通过集成一些过程仿真分析工具,还可以对制造过程模型进行优化和重组,使得制造过程的各项性能指标得到提高。最后开发软件系统以支持这些优化的制造过程模型,使用工作流管理系统来实例化运行。 本文围绕制造过程模型这一核心技术,在上述制造过程模型的多个研究方向上,进行了深入的研究,主要工作如下: (1)基于制造企业建模和业务过程工程,提出了集成制造过程建模体系结构IMPM。IMPM主要专注于制造过程视图模型,其他多个关联的视图模型只是作为辅助的支持。在IMPM中,通过增加对象重构性维,全面引入面向对象技术和面向重构技术。IMPM采用UML业务建模,对UML元模型进行了扩展,用元对象设施MOF定义新的业务建模元素,用对象约束语言OCL来限定扩展业务建模元素的语义。IMPM使用这些新的业务建模元素对各个视图进行业务建模,从而为制造过程建模研究打下坚实的理论基础。 (2)IMPM在过程视图模型中,提出了面向对象的事件驱动过程链oEPC。oEPC使用IMPM中扩展的形式化业务建模元素,松散地基于Petri网的并发执行语义,采用多种复杂的过程逻辑控制节点,实现对实际制造过程进行业务过程建模。由于oEPC基于形式化语言,因此oEPC过程模型可以被各种UML建模工具所理解,可以映射到其他建模工具或编程语言中。 (3)oEPC过程模型通常描述的是制造系统当前的业务流程,需要对这些制造过程模型进行分析和优化。通过建立面向对象的制造过程仿真工具,能够模拟oEPC制造过程模型的实例运行,生成制造过程仿真数据。通过分析仿真数据来改进过程方案,实现制造资源的优化配置。 (4)在优化分析的制造过程模型基础上,设计和实现了可重构制造管理系统RMES的子系统制造过程管理系统MPMS。MPMS基于Windows DNA的多层体系结构,采用基于组件开发模式和XML网络数据传输等关键技术,提高了制造数据的可重用性和多

戴华珍[8]2008年在《网格环境下实时数据库的面向方面建模》文中研究指明网格技术是让人们可以自由使用地理位置上分散的资源,而不用关心它的具体实现方法。网格的目标是实现对地理上广泛分布的大量异构资源进行共享。随着网格技术和实时数据库系统的日益发展,越来越多的实时、异构、分布的数据库系统需要资源共享,在网格环境下如何对实时数据库系统建模是一个非常值得研究的问题。本文的主要工作根据实时数据库的特征,运用新提出的开发方法ACCORD,对实时数据库建模,主要的研究工作如下:首先,本文从基本概念、基本要求、主要特征以及体系结构等四个方面介绍了网格的相关理论;详细的介绍了实时数据库的基本理论,着重介绍了实时数据库相比传统的数据库特殊的实时特性,事务特性,及其悲观并发控制算法和乐观并发控制算法;同时对网格环境下的实时数据库的优势和问题以及设计目标和功能需求做了简单的介绍。其次,简单的介绍了软件开发方法的发展过程,分别介绍了面向过程开发方法、面向对象开发方法、基于构件的开发方法。从这些传统的开发方法的不足:不能很好的解决横切关注点的有效分离,造成代码的分散、混乱和难以维护等引入一种新的能满足动态变化的需求的面向方面的软件开发方法AOSD(Aspect-oriented System Development)开发方法。比较详细的介绍了面向方面技术的关注点、通知、连接点、类型间的声明、方面、编织等相关概念,和面向方面建模(AOM:Aspect-oriented Modeling)的相关理论,及其通过UML扩展机制来满足面向方面的建模的相关方法。最后,充分利用了前面介绍的面向方面开发方法和基于构件的开放方法来解决复杂的实时数据库系统的建模,提出了一个新的概念ACCORD(aspectualcomponent-based real-time system development),并以汽车控制系统为例运用ACCORD来完成系统多个方面的建模。分析了系统的应用背景和体系结构,把系统分解成五个基本的组件(用户接口管理组件、调度管理组件、事务管理组件、索引管理组件、内存管理组件)和叁个方面包(并发控制方面包、日志和恢复方面包、QoS方面包),并运用UML的扩展机制对其进行建模分析。

马明[9]2002年在《高性能面向对象数据库ONet服务端存储管理的设计与实现》文中研究表明本文首先通过介绍面向对象数据库的产生背景,发展和现状,比较了其和传统关系型数据库在基本特性、开发方式、适用领域、性能上的区别,指出了面向对象数据库更合适用于有数据类型丰富,数据间联系密切等特征的非传统型工程应用领域。 文中概要的描述了我们首次按ODMG标准,尝试研发的面向对象数据库管理系统原型——TR-OODB,它基于Wisconsin-Madison大学研制的非定长记录存储底层SSM(ShoreStorage Manager)实现。TR-OODB使用对象服务器模式,采用CORBA作为C/S通信方式。这样的实现造成客户/服务器之间只能采用对象粒度进行通信,服务器事务与用户态线程一一对应等弊端,系统整体运行效率不高。 通过总结TR-OODB开发的成功经验和不足之处,我们从底层存储开始,进行了新一轮的面向对象数据库管理系统——ONet的研发。为了提高系统性能,ONet服务端有两个关键设计:1)系统的客户机与服务器之间以页面为单位传送数据,即页面服务器模式;2)采用把数据库事务和操作系统执行实体(线程)分开的被动事务模式。合理设计的ONet服务端存储管理层,使之自然的应用Windows NT/2000 I/O完成端口线程池技术实现了服务端的多线程机制。文中重点讨论了ONet服务端存储管理的设计原则、详细设计和各个相关模块的实现。最后本文还论述了ONet客户端实现中的若干关键技术问题和该系统发展的构想。

参考文献:

[1]. 面向对象数据库中一个集成语义的并发控制机制[D]. 胡文涛. 哈尔滨理工大学. 2003

[2]. 工作流管理系统的事务建模研究[D]. 董云卫. 西北大学. 2004

[3]. 分布异构环境中事务工作流技术的研究[D]. 任怡. 国防科学技术大学. 2005

[4]. 面向分布构件平台的持久化技术研究[D]. 安静斌. 国防科学技术大学. 2007

[5]. 科学哲学视域下Petri语用网研究[D]. 边旭兴. 山西大学. 2016

[6]. 面向集团企业的数据集成模型构建方法研究[D]. 耿玉水. 天津大学. 2013

[7]. 基于资源优化的制造过程建模与仿真研究[D]. 袁锋. 东北大学. 2005

[8]. 网格环境下实时数据库的面向方面建模[D]. 戴华珍. 广东工业大学. 2008

[9]. 高性能面向对象数据库ONet服务端存储管理的设计与实现[D]. 马明. 浙江大学. 2002

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面向对象数据库中一个集成语义的并发控制机制
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