章實時數(shù)據(jù)庫原理企業(yè)信息化課件

Click to edit Master title style,,Click to edit Master text styles,,Second level,,Third level,,Fourth level,,Fifth level,,*,,*,,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,,南京工業(yè)大學(xué),實時數(shù)據(jù)庫原理,實時數(shù)據(jù)庫的產(chǎn)生,實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),實時數(shù)據(jù)庫,設(shè)備數(shù)據(jù)接口,實時數(shù)據(jù)應(yīng)用,簡介,PHD,實時數(shù)據(jù)庫,提 綱,實際應(yīng)用的需要,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,?,,實時數(shù)據(jù)庫,技術(shù)的發(fā)展,d = f(t),dv,：當(dāng)前值,dt,：采樣時間,de,：有效期（采集頻率）,,data,time,data,,,,,,,time,當(dāng)前值,采樣時間,采樣頻率,實時數(shù)據(jù)庫的產(chǎn)生,RealTime Database,,RealTime Operating System,Database,應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系,(,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),),,,,DBMS,,,,,,應(yīng)用程序,1,應(yīng)用程序,2,數(shù)據(jù)庫,…,關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),在,用戶觀點,下，關(guān)系模型中數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)是一張二維表，它由行和列組成。,,,關(guān)系模型的基本概念,關(guān)系（,Relation,）,,一個關(guān)系對應(yīng)通常說的一張表。,,元組（,Tuple,）,,表中的一行即為一個元組。,,屬性（,Attribute,）,,表中的一列即為一個屬性，給每一個屬性起一個名稱即屬性名。,關(guān)系模型的基本概念,主碼（,Key,）,表中的某個屬性組，它可以唯一確定一個元組。,域（,Domain,）,屬性的取值范圍。,分量,元組中的一個屬性值。,關(guān)系模式,對關(guān)系的描述,關(guān)系名（屬性,1,，屬性,2,，,…,，屬性,n,）,學(xué)生（學(xué)號，姓名，年齡，性別，系，年級）,關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）,實體及實體間的聯(lián)系的表示方法,實體型,：直接用關(guān)系（表）表示。,屬性,：用屬性名表示。,一對一聯(lián)系,：隱含在實體對應(yīng)的關(guān)系中。,一對多聯(lián)系,：隱含在實體對應(yīng)的關(guān)系中。,多對多聯(lián)系,：直接用關(guān)系表示,。,,,關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）,例,1,學(xué)生、系、系與學(xué)生之間的一對多聯(lián)系：,,學(xué)生（學(xué)號，姓名，年齡，性別，系號，年級）,系,(,系號，系名，辦公地點,),,例,2,系、系主任、系與系主任間的一對一聯(lián)系,,關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）,例,3,學(xué)生、課程、學(xué)生與課程之間的多對多聯(lián)系：,,學(xué)生（學(xué)號，姓名，年齡，性別，系號，年級）,課程（課程號，課程名，學(xué)分）,選修（學(xué)號，課程號，成績）,,關(guān)系數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(續(xù)）,關(guān)系必須是規(guī)范化的，滿足一定的規(guī)范條件,最基本的規(guī)范條件：關(guān)系的每一個分量必須是一個不,可分的數(shù)據(jù)項。,,2.,關(guān)系模型的數(shù)據(jù)操縱,查詢、插入、刪除、更新,數(shù)據(jù)操作是集合操作，,操作對象和操作結(jié)果都是關(guān)系，,即若干元組的集合,存取路徑對用戶隱蔽，用戶只要指出“干什么”，,不必詳細(xì)說明“怎么干”,4.關(guān)系數(shù)據(jù)模型的存儲結(jié)構(gòu),表以文件形式存儲,,,有的,DBMS,一個表對應(yīng)一個系統(tǒng)文件,,實時數(shù)據(jù)庫的定義,,實時數(shù)據(jù)庫就是其數(shù)據(jù)和事務(wù)都有顯式定時限制的數(shù)據(jù)庫。,,系統(tǒng)的正確性不僅依賴于事務(wù)的邏輯結(jié)果，而且依賴于該邏輯結(jié)果所產(chǎn)生的時間。,,,,實時數(shù)據(jù)庫的功能,一般,DBMS,的基本功能：,永久數(shù)據(jù)管理，包括數(shù)據(jù)庫的定義、存儲、維護(hù)等。,有效的數(shù)據(jù)存取，各種數(shù)據(jù)操作、查詢處理、存取方法、完整性檢查。,事務(wù)管理，事務(wù)的概念、調(diào)度與并發(fā)控制、執(zhí)行管理。,存取控制安全性檢驗。,數(shù)據(jù)庫的可靠性恢復(fù)機(jī)制。,RTDBMS,的特有功能,數(shù)據(jù)庫狀態(tài)的最新性，即盡可能地保持?jǐn)?shù)據(jù)庫的狀態(tài)為不斷變化的現(xiàn)實世 界當(dāng)前最真實狀態(tài)的映像。,數(shù)據(jù)值的時間一致性，即確保事務(wù)讀取的數(shù)據(jù)是時間一致的。,事務(wù)處理的實時性，即確保事務(wù)的及時處理，使其定時限制尤其是執(zhí)行的截止期得以滿足。,,,實時數(shù)據(jù)庫的技術(shù)問題,實時數(shù)據(jù)模型,實時數(shù)據(jù)語言,實時事務(wù)的模型,實時事務(wù)的處理,緩沖區(qū)管理,數(shù)據(jù)存儲管理,恢復(fù)機(jī)制,用戶及權(quán)限管理,系統(tǒng)及數(shù)據(jù)安全管理,集群服務(wù)器支持,實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu),,實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu),Device Driver,實時數(shù)據(jù)應(yīng)用工具,CIMIO Server,數(shù)據(jù)應(yīng)用,數(shù)據(jù)管理,數(shù)據(jù)收集,數(shù)據(jù)源,數(shù)據(jù)采集和發(fā)送,CIMIO Client,,,,,實時數(shù)據(jù)庫,DBES,DBEC,,,數(shù)據(jù)提供,數(shù)據(jù)接收,實時數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu),實時應(yīng)用程序,實時事務(wù)管理,安全管理,并發(fā)控制,調(diào)度,實時數(shù)據(jù)管理,日志管理,數(shù)據(jù)恢復(fù),數(shù)據(jù)操作,實時,I/O,管理,緩沖區(qū)管理,歷史數(shù)據(jù),,,,,,,,,數(shù)據(jù)源,,功能模塊,用戶管理,磁盤（文件）管理,任務(wù)（進(jìn)程）管理,數(shù)據(jù)的輸入輸出,數(shù)據(jù)壓縮和解壓縮,數(shù)據(jù)存儲,,Data I/O,Data Compress,&Extract,Task(Process) Manage,Disk(Files) Manage,User Manage,Data Store,實時數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu),,,,靜態(tài)數(shù)據(jù),（數(shù)據(jù)庫組態(tài)信息）,,,內(nèi)存數(shù)據(jù),系統(tǒng)運行,狀態(tài)信息,,動態(tài)數(shù)據(jù),實時數(shù)據(jù),一段時間的實時數(shù)據(jù),,歷史數(shù)據(jù),緩沖區(qū),,啟動,主進(jìn)程,(,初始化及管理,),,數(shù)據(jù)接受,CIMIO,,實時數(shù)據(jù)處理,保存報警數(shù)據(jù),保存事故追憶數(shù)據(jù),保存歷史數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)提供,（,DBES,）,歷史,,數(shù)據(jù),事故追憶數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)應(yīng)用,數(shù)據(jù)采集,系統(tǒng)進(jìn)程,數(shù)據(jù)文件,內(nèi)存中數(shù)據(jù)的管理,內(nèi)存中的數(shù)據(jù),,靜態(tài)數(shù)據(jù),,動態(tài)數(shù)據(jù),,內(nèi)存管理,,數(shù)據(jù)緩存,,程序緩存,,內(nèi)存和磁盤數(shù)據(jù)的交換,,系統(tǒng)進(jìn)程管理,數(shù)據(jù)操縱,數(shù)據(jù)庫的操作（包括數(shù)據(jù)的插入、刪除、修改和查詢等）,查詢優(yōu)化,數(shù)據(jù)庫控制（包括完整性、安全性控制等）,觸發(fā)器管理,事件探測,復(fù)合事件處理和發(fā)信號,條件的監(jiān)視與評價,被觸發(fā)活動的執(zhí)行處理,事件管理,各種事件操作（開始、中止、掛起、恢復(fù)、結(jié)束等）,實時優(yōu)先級分派,實時調(diào)度算法,實時并發(fā)控制策略,,,歷史數(shù)據(jù)處理過程,讀取,組態(tài)信息,啟動,獲得,實時數(shù)據(jù),創(chuàng)建歷史,數(shù)據(jù)文件,數(shù)據(jù)壓縮,寫壓縮后的數(shù)據(jù),至數(shù)據(jù)文件,滿,建立,索引文件,N,Y,系統(tǒng)的安全性保障,用戶及權(quán)限管理,,,,數(shù)據(jù)安全,userserver,,數(shù)據(jù)壓縮,有規(guī)律數(shù)據(jù)　　　邏輯壓縮,在一段時間內(nèi)，相鄰的數(shù)據(jù)在精度允許范圍內(nèi)，常常會滿足某種線性規(guī)律，如果我們利用這個規(guī)律，就可以對采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理，不必要逐點保存。,,無規(guī)律數(shù)據(jù)　　　物理壓縮,數(shù)據(jù)的變化是隨機(jī)的，無規(guī)律可尋。如設(shè)備發(fā)生故障時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。,,,,數(shù)據(jù)壓縮,111,110,109,108,107,106,105,104,103,102,101,100,00,：,00,：,00,00,：,05,：,00,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,數(shù)據(jù)壓縮,111,110,109,108,107,106,105,104,103,102,101,100,00,：,00,：,00,00,：,05,：,00,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,數(shù)據(jù)壓縮,111,110,109,108,107,106,105,104,103,102,101,100,00,：,00,：,00,00,：,05,：,00,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,數(shù)據(jù)壓縮,111,110,109,108,107,106,105,104,103,102,101,100,00,：,00,：,00,00,：,05,：,00,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,備份與恢復(fù),系統(tǒng)設(shè)置（組態(tài)信息）的備份與恢復(fù),,,數(shù)據(jù)的備份與恢復(fù),,手工,,自動,,設(shè)備數(shù)據(jù)接口,Collecter,Router,Hisaver,RTDB,CIMIO,Client,CIMIO,Server,,歷史數(shù)據(jù)文件,Monitor,Device Driver,數(shù)據(jù)源（設(shè)備）,DCS,,PLC,,SCADA,、,HMI,,常規(guī)儀表、智能儀表,,在線或離線分析儀器,,巡檢儀,,幾種常見的數(shù)據(jù)接口,OPC,,DDE,、,NETDDE,,RS-232 422 485,,TCP,,UDP,流程圖,Aspen process explorer,Surpass Tools,趨勢圖,,EXCEL,數(shù)據(jù)集成,,與關(guān)系數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)交換,Aspen ERP-Connect,,WEB,訪問方式,Aspen web.21,SQL,支持,Aspen SQL Plus,常見的實時數(shù)據(jù)庫,AspenTech InfoPlus.21,OSI PI,HONEYWELL PHD,Surpass CART(Compress And RealTime),,Wonderware InTouch => InSQL,Intellution iFix => iHistorian,三維力控,ForceControl => PCAuto,北京亞控 組態(tài)王,,,PHD的安裝,PHD的安裝,PHD的安裝,,,,,,,,,,運行,build_db,結(jié)束,!,