课程文献中心 更多>>

关键词： 数据库系统   事务处理   隔离级别   并发控制协议   负载生成   正确性验证   代码缺陷发现  

摘要： 数据库系统旨在提供一种有效、安全、一致和可靠的数据存储和检索方式。随着互联网的不断发展与普及,特别是移动互联网的兴起,数据规模呈现爆炸式增长的趋势,数据处理的需求也变得愈发多样化和复杂化。根据数据处理的需求可以大致分为以下三类数据库工作负载,在线交易处理(Online Transaction Processing,OLTP)、在线分析处理(Online Analytical Processing,OLAP)和混合工作负载(Hybrid Transactional/Analytical Processing,HTAP)。现实世界日益变化的数据处理需求驱动着数据库系统的设计和实现不断地发生演进和革新,数据库系统的内部实现代码也随之不断更新和迭代。在代码快速更新和迭代的过程中,完善数据库系统的正确性是数据库系统研发生态的关键环节,实现错误的数据库系统会给真实生产应用带来严重的后果。 数据库系统的隔离级别是用于在并行事务处理的过程中保证数据一致性和完整性的重要功能,错误的隔离级别实现会破坏数据库中数据的正确性。因此,探索一个面向数据库系统隔离级别的正确性评测方法具有重要研究意义。具体来说,研究隔离级别的正确性评测方法需要解决以下两个研究问题。第一,评测负载生成方法,生成有效评测隔离级别的工作负载,并输入到被测试的数据库系统;第二,隔离级别正确性验证方法,校验被测试数据库系统是否按照隔离级别的定义处理工作负载。然而,已有数据库系统的隔离级别评测方法缺乏一种有效、非冗余、定制化的隔离级别评测负载生成方法,也无法以一种通用、黑盒、高效的方式完成隔离级别的正确性验证任务。因此,围绕着数据库系统的隔离级别评测任务,本文针对上述两个问题进行深入的研究,主要工作和贡献总结如下: (1)OLTP数据库的隔离级别评测负载生成问题。隔离级别定义了存在数据访问冲突的事务之间的隔离程度。为了评测隔离级别,需要生成具有数据访问冲突的工作负载。然而,一个事务预期访问的数据可能会被其他并行事务修改,这可能导致该事务无法访问数据,从而无法参与冲突的形成。为了解决这一挑战,本文提出了一种轻量级方法,用于镜像数据状态,以确保每个生成的事务能够访问预期的数据,从而参与冲突的形成。其次,如果两个工作负载中数据访问冲突具有相似性,意味着它们对于评测隔离级别具有类似的效果。为了提高效率,需要尽可能生成具有不同冲突关系的工作负载。已有的研究方法是基于所有历史负载来搜索一个大于差异性阈值的新负载。然而,随着历史负载的增加,搜索的成本会显著增加。为了应对该挑战,本文提出两种负载编辑方法分别单调地演化负载中事务数量和冲突密度,以不依赖于历史负载的方式生成一系列具有一定差异性的负载。最后,在数据库系统中存在多种多样的隔离级别,数据库开发者往往通过禁止某些非可串行化异常的方式来定义隔离级别。因此,一种在工作负载中定制异常的方法是迫切需要的,以便检查系统是否按照隔离级别的定义禁止异常。然而,非确定性的并发控制协议使得数据访问的冲突关系无法预测,这阻碍了特定异常的形成。为了克服这一挑战,本文设计了一种可定制异常的工作负载生成方法,通过注入特定操作并编排事务执行顺序,以确定性地形成异常。实验效果表明本文提出的面向隔离级别的评测负载生成方法具有高效性、有效性和可扩展性。 (2)OLTP数据库的隔离级别正确性验证问题。现有的正确性验证方法可以分为面向内核的方法和面向工作负载的方法。第一种方法需要修改内核代码,不适用于闭源的系统。第二种方法依赖于简单的工作负载,不适用于更加复杂的工作负载。为了实现一种不依赖于内核和负载的验证方法,本文提出在客户端收集负载轨迹进行验证的方法。具体而言,负载轨迹包含了每个操作的执行时间区间,用于推断操作的执行顺序和事务之间的依赖关系,这种方法不仅对工作负载不敏感,也可适用于任意一个数据库系统。其次,数据库系统中存在多样化的隔离级别,这增加了通用验证方法的设计难度。为了解决该问题,本文将隔离级别的实现归纳为四种经典机制,包括一致性读取、第一写者优先、串行化见证者、互相排斥,这四种机制实现了典型商用数据库系统中所有的隔离级别。最后,与隔离级别相关的错误可能导致数据出现损坏,并且可能会被恶意攻击者利用。因此,为了尽早修复错误和降低数据损坏的风险,有必要及时验证在数据库上执行的每个事务。然而,现代数据库系统高吞吐的事务处理能力对隔离级别验证的效率提出了严峻的挑战。为了高效地验证隔离级别,本文首先设计一个两级流水线策略对运行负载产生的海量流式负载轨迹进行排序。基于排序后的负载轨迹,本文提出机制镜像的验证方法,该验证方法直接模拟数据库系统内部的并发控制协议,从而加快验证的效率。实验结果表明,上述方法在验证时间上的性能优于现有方法,最高可达到114倍。 (3)HTAP数据库的隔

关键词： 数据库   肺结核   胸外科   信息共享  

摘要： 目的 建立肺结核外科数据库系统,实现病例数据结构化、海量存储,促进与专科联盟医院数据共享与科研合作。方法 主要使用CouchBase为数据存储库,回顾性采集成都市公共卫生临床医疗中心2017年1月—2023年6月胸外科门诊、住院确诊和临床诊断肺结核及结核性脓胸患者的临床数据。基于数据库管理系统搜集放射科信息系统、医院信息管理系统、影像归档和通信系统、实验室信息管理系统等各系统数据,通过人工智能结构化病例数据融合微信患者用户端形成数据库系统。各医院数据经前置机外网数据传输,实现与专科联盟医院临床数据共享。结果 最终纳入124例患者,男86例、女38例,年龄43(26,56)岁。初步建立了肺结核外科数据库系统,包含门诊、住院与随访信息的结构化数据;其中随访界面可查看待随访、逾期未随访患者。所有结构化数据可以Excel文件导出,用于数据统计与分析;能满足不同课题需求,可将存储数据自动导入各种病例报告表对应条目。结论 肺结核外科数据库系统实现了病例数据的结构化存储,加快了科研产出效率,促进了与专科联盟医院数据共享与科研合作。

关键词： 数据管理平台   CFD   验证与确认   标模   可视化  

摘要： 为了满足CFD软件验证与确认的需要,针对当前搜集的各类标模,分析其中各类算例及算例包含的有效数据特征,提出一种基于ASAM-ODS(Open Data Service)的算例数据模型及覆盖完整算例数据的数据管理解决方案。采用自主可控国产关系型数据库,利用跨平台编程技术,搭建验证与确认数据库平台体系框架。实现基于模型的算例数据完整管理、基于不确定度分析的试验数据和仿真计算数据的比对、以及算例数据可视化在线展示等主要功能,最终完成了验证与确认数据库系统建设工作。为验证与确认体系的CFD软件自动化测试平台和可信度评价平台提供有效的数据支撑。

关键词： 新工科   CDIO   数据库系统   教学改革  

摘要： 针对当前应用型本科高校数据库系统课程教学中存在的理论与实践相分离、实践内容零散且有悖工程化原则、考核评价方式单一等与新工科工程人才培养目标不相符的问题,将基于OBE理念的CDIO工程教育模式深度融合于数据库系统课程对其进行改革探索。提出按照CDIO软件产品生存周期的实施对该课程的理论教学内容进行调整优化,并将理论教学与实践操作相结合,建立符合CDIO工程教育模式的理论与实践教学内容进度表;注重学生过程性学习评价,建立多元化考核评价体系等改革措施。教学实践表明:基于CDIO理念的数据库系统课程教学改革提升了教学质量、突出知识传授及能力培养,对培养学生解决复杂数据工程问题的能力具有重要的作用。

关键词： OBE   数据库系统原理   教学改革  

摘要： 通过分析数据库系统原理课程实际教学中存在的问题,提出将OBE理念融入课程教学改革中,从教学内容、教学手段、教学评价几方面优化课程体系,深化教学改革。目的是促进专业人才培养目标的达成以及综合能力的提升。

关键词： 岩体   渗流参数   数据库系统   统计模型   渗流分析  

摘要： 合理确定岩体的渗流参数是水利水电工程渗流分析和控制的基础,但受岩体非均质性和渗流状态的影响,岩体的渗流参数不仅类型多样,而且变异性强,部分渗流参数甚至难以通过现场试验确定。通过收集数万组室内和现场渗流试验数据,开发了岩体渗流参数数据库系统,研究了各类岩体渗流参数的统计特征,建立了岩体渗流参数的统计模型,并简要对比了岩体渗透系数取值的分区法和分布法对工程渗流场的影响。结果表明:河谷区岩体的渗透系数在数值上服从对数正态分布,其均值和对数标准差随埋深的变化规律可分别采用幂函数和Logistic函数描述;在非达西流态下,岩体的惯性渗透系数与渗透系数在统计上服从3/2幂次关系;在非饱和状态下,岩体van Genuchten模型参数的置信上限可通过渗透系数估计,进而可通过反演分析确定其代表性取值。研究成果对于水利水电工程岩体渗流参数的类比、分析和确定具有重要意义。

关键词： 数据库管理系统   微课   应用实践  

摘要： 数据库管理系统是是一门实践性较强的课程,由于数据库管理系统教学过程中存在的一系列问题导致学生学习缺乏积极性与主动性,严重影响了课程的教学效果。而微课教学作为当下一种新兴的教学方法,解决了数据库管理系统教学过程中的许多问题。文章将微课应用于《数据库管理系统》课程教学中,归纳整理了数据库管理系统微课知识点框架体系,并以知识点“数据库的创建”为例进行了微课程教学设计、教学课件及脚本的设计,更好地促进数据库管理系统微课的建设与应用实践。

关键词： 数据库系统  

ISBN: (纸本)9787121469879

摘要： 本书包括9个模块, 分别为部署数据仓库环境、创建数据仓库文件、管理仓库表中的数据、管理分区表中的数据、分析和导出仓库数据、应用函数统计分析、迁移平台数据方法、调优数据仓库性能、数据仓库应用实战。编者秉持“以提升学生能力为本”的编写理念, 基于工作过程导向重构课程体系, 采用情景导入式和问题导入式教学模式, 联合企业遴选4个不同应用场景的大数据分析项目, 设计24个循序渐进的任务, 按照“学习目标→任务分析→技术准备→任务实施→任务小结→模块总结→实践创新→检测反馈”结构编写, 引导学生“照样做”“模仿做”“独立做”“创新做”。

关键词： 数据库系统  

ISBN: (纸本)9787121467448

摘要： 本书介绍了利用国产达梦数据库管理系统对项目数据进行分析、设计、创建和管理。具体内容包括：云商城数据库的环境部署、云商城数据库设计、云商城数据库的创建与管理、云商城数据库数据表的创建与管理等。

关键词： SQL语言  

ISBN: (纸本)9787302645610

摘要： 本书分为8个部分，共18章。第1部分(第1-3章)介绍MySQL的基础知识；第2部分(第4-6章)介绍MySQL的基本操作；第3部分(第7、8章)介绍MySQL高级查询函数；第4部分(第9、10章)介绍MySQL数据表分区；第5部分(第11、12章)介绍视图、存储过程、字符集排序规则的说明和使用；第6部分(第13-15章)介绍MySQL数据查询优化；第7部分(第16、17章)介绍MySQL数据运维和读写分离架构；第8部分(第18章)介绍MySQL数据操作实战。