Computers are becoming more widely used in a large number of the complicated scientific applications such as aerospace and defense systems, nuclear reactor control, and computer integrated manufacturing(CIM) with their ever-increasing performance-price ratio. These applications require not only complex scientific processing/analysis but also real-time processing for their data to control external devices correctly. For such kind of applications, a database management system(DBMS) should support various characteristics such as the satisfaction of timing constraints, the management of both current data and their history, and the support of statistical analysis and a user-friendly interface. Databases managed by such DBMS are called cell controller databases.
In this thesis, we propose a real-time database system which satisfies timing constraints required in cell controller databases. The proposed real-time database system is designed by integrating two approaches, i.e., the main memory database approach and the feature optimization approach. A new storage structure and an access method suitable for the main memory databases are developed in order to support real-time processing. In addition, a concurrency control protocol and a recovery technique are proposed to meet the requirement of real-time processing in cell controller databases.
The management of temporal data is another major characteristics of cell controller databases. In this thesis, a multi-level index structure and a summary table for temporal databases in the cell controller environment are newly designed in order to decrease the time to access temporal data and to reduce the amount of data stored. We experimentally implement the proposed cell controller database system which supports a user-friendly interface and statistical analysis as well as real-time processing and the management of temporal data under a multiprocessor testbed running Unix System V, VMEexec real-time environment and X window system.
컴퓨터의 가격대 성능비가 향상됨에 따라 항공 우주 분야, 국방 분야, 원자로 제어 분야 그리고 컴퓨터 통합 생산 등의 복잡한 과학 응용에 점차 컴퓨터가 널리 사용되고 있는 추세이다. 이러한 응용에서는 복잡한 과학적인 계산과 분석을 해야할 뿐 아니라 외부 기기들을 올바로 제어하기 위해 데이타를 실시간으로 처리해야 한다. 따라서 이런 응용을 위한 데이타베이스 관리 시스템은 다양한 특성, 즉 시간 제약(timing constraint), 데이타의 이력 관리, 통계 분석 및 편리한 사용자 인터페이스 등을 지원하여야 한다. 이러한 데이타베이스 관리 시스템에 의해 관리되는 데이타베이스를 셀 컨트롤러 데이타베이스(cell controller database)라 한다.
이 논문에서는 셀 컨트롤러 데이타베이스에서 필요한 시간 제약을 만족시키는 실시간 데이타베이스 시스템을 제안한다. 제안된 실시간 데이타베이스 시스템은 두가지 방법, 즉 주기억장치 데이타베이스 방법과 특성 최적화 방법을 통합하여 설계되었다. 실시간 처리를 지원하기 위해 주기억장치 데이타베이스에 적합한 새로운 저장 구조와 액세스 방법이 개발되었으며, 주기억장치 응용에 적합한 새로운 동시성 기법과 회복 기법을 제안함으로써 셀 컨트롤러 데이타베이스에서 필요한 시간 제약을 만족시키고 있다.
이력 데이타의 관리는 셀 컨트롤러 데이타베이스의 또다른 주요 특성 중의 하나이다. 이 논문에서는 방대한 양의 이력 데이타베이스에 대한 액세스 시간을 짧게 하고 이력 데이타의 저장량을 줄이기 위해 공정 제어 응용에 적합한 다중 레벨 인덱스 구조와 요약 테이블을 설계하였다. 실시간 처리와 이력 데이타의 관리 및 통계 분석과 편리한 사용자 인터페이스 등의 다양한 특성을 지원하는 셀 컨트롤러 데이타베이스 시스템을 Unix 시스템 V, VMEexec 실시간 환경 그리고 X window 시스템을 운용하는 다중처리기 시스템에서 실험적으로 구현하였다.
