一種新型安全計算機數(shù)據(jù)庫更新機制的設(shè)計實踐探索

陳鳳萍

摘 要 當(dāng)前階段我國以及其他國家的所有數(shù)據(jù)庫在更新機制方面存在一個共同點，即缺乏信息的交互。為此，文章針對此種數(shù)據(jù)庫更新模式進行了分析說明，同時提出了一種新型安全計算及數(shù)據(jù)庫更新機制的設(shè)計概況。

關(guān)鍵詞 計算機數(shù)據(jù)庫；更新機制；設(shè)計

中圖分類號：TP3 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）04-0162-01

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，交通運輸工具在全球范圍內(nèi)有極大的普及趨勢，各個國家的私家車數(shù)量日益增加，如何解決越來越嚴(yán)重的交通擁堵問題是許多國家探尋的重點。基于此，文章提出了一種新型安全計算機數(shù)據(jù)庫更新機制的設(shè)計方案，為早日解決我國交通擁堵問題提出了新的想法。

1 新型安全計算機綜述

1）硬件條件概述。此種新型安全計算機即三取二安全計算機，其中包括ATP、ATO以及COMM三個單元。三個單元分工嚴(yán)密，ATP負(fù)責(zé)的部分是列車的自動保護方面，ATO負(fù)責(zé)的是列車的自動行駛方面，COMM負(fù)責(zé)的是列車與總部的通信聯(lián)系部分。

需要注意的是在此安全計算集中存在三個系，且ATP單元分布在每一個系中，并且三系中的各ATP系統(tǒng)通過以太網(wǎng)連接。ATO單元則分布在其中的第一系與第二系中，第三系只能夠沒有。COMM單元數(shù)量為三，并且每一個COMM都與其他系通過一定方式連接在一起。這些硬件設(shè)施之間存在一定的冗余關(guān)系，即當(dāng)安全計算機中的一個COMM單元工作時，另一個會處于備用狀態(tài)，一旦使用中的COMM系統(tǒng)發(fā)生故障，則另一個能馬上投入使用。

2）新型安全計算機數(shù)據(jù)庫更新需求綜述。此種新型計算機中應(yīng)用的軟件分為兩種，一種是平臺軟件，另一種是業(yè)務(wù)軟件。業(yè)務(wù)軟件主要負(fù)責(zé)的就是保障列車的安全運行，并且在ATP單元的業(yè)務(wù)軟件的各項功能能對列車進行自動化的保護，而在ATO單元上業(yè)務(wù)軟件則具體負(fù)責(zé)的是列車的自動運行。平臺軟件在新型安全計算機中則處于核心地位，主要的任務(wù)就是將硬件等物品進行封裝，同時完成對新型安全計算機中三系的周期同步，決定該三系的輸入輸出是否執(zhí)行，同時還負(fù)責(zé)列車與外部的通信方面的內(nèi)容。平臺軟件與業(yè)務(wù)軟件之間存在較強的交互性，兩者均使用一個存儲設(shè)施，為避免兩者同時訪問內(nèi)存造成的訪問速度低下等問題，對其進行了設(shè)置，限定在同一時間里只能有一個設(shè)備對存儲設(shè)施進行訪問。

3）新型安全計算機數(shù)據(jù)庫更新需求研究。ME端數(shù)據(jù)庫管理模塊交互設(shè)計為：ME端的數(shù)據(jù)庫管理單元具有調(diào)動內(nèi)存交換模式的能力，能通過一定的方式完成內(nèi)存的共享；在對數(shù)據(jù)庫進行共享時能清楚的了解數(shù)據(jù)庫此時的狀態(tài)；獲取之后還能完成信息的傳遞，將獲取的數(shù)據(jù)庫狀態(tài)信息傳達至自身管理單元；完成對數(shù)據(jù)庫狀態(tài)的判斷，判斷之后根據(jù)實際情況對數(shù)據(jù)庫進行評估，若發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫處于需要更新的狀態(tài)則發(fā)出指繼續(xù)進行下列步驟，若發(fā)現(xiàn)不需要更新，則重復(fù)上述步驟；雙口RAM模塊對AP端數(shù)據(jù)加載情況進行路由；上一階段路由的信息被引導(dǎo)至ME端中的OB數(shù)據(jù)管理單元；此管理單元依據(jù)路由而來的信息對AP加載狀況進行判斷，若其正常則接下來會進行常規(guī)的更新工作。

2 新型安全計算機數(shù)據(jù)庫更新機制

1）數(shù)據(jù)庫更新機制研究。在交通信號燈整體系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫占了其中的重要部分。所以數(shù)據(jù)庫對于列車的安全影響同樣會產(chǎn)生一定的影響，所以，保障數(shù)據(jù)庫的安全也是必須要考慮的問題。但是表決式的安全控制措施在數(shù)據(jù)庫中是不適用的，其主要原因是在進行表決時管理單元首先會對被表決的部分進行分析，然后開展表決。而數(shù)據(jù)庫，顧名思義就是部分或者所有書庫存儲的地方，包含的數(shù)據(jù)量少則幾十兆、多則幾百兆甚至更多，所以開展針對數(shù)據(jù)庫的表決效率將十分低下。同時若對數(shù)據(jù)庫開展在線表決的方式，將會對其它單元的正常工作產(chǎn)生嚴(yán)重影響，不具備操作性。如何高效同時高質(zhì)量地進行數(shù)據(jù)庫的安全保障是目前需要解決的重要問題。

2）改良數(shù)據(jù)包表決方式。當(dāng)利用內(nèi)容少，占用字節(jié)少的數(shù)據(jù)包將數(shù)據(jù)庫的整體情況進行反映時就能較容易的完成針對數(shù)據(jù)包的表決。此時需要解決的問題就是如何保證數(shù)據(jù)庫狀態(tài)包對數(shù)據(jù)庫狀態(tài)的如實反映。針對數(shù)據(jù)庫進行更新時可能發(fā)生的意外情況有兩類，一是發(fā)生丟包現(xiàn)象，二是數(shù)據(jù)存在問題。想要更高質(zhì)量地進行數(shù)據(jù)庫的更新，這兩方面的問題必須予以解決。針對這兩種問題，制定出了如下解決方案：①數(shù)據(jù)包采用編號，更好的對丟包問題實施檢測；②對數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)進行校驗，防止數(shù)據(jù)包中存在錯誤數(shù)據(jù)；③全面更新完成后對數(shù)據(jù)庫開展全面檢查，保證更新的全面性與正確性。

3 正確利用表決算法保證安全

在三取二計算機中，想要讓三系輸出實現(xiàn)同一種數(shù)據(jù)庫狀態(tài)時能利用的組合數(shù)為種；想要讓計算機中三系輸出中兩系不同能利用的數(shù)字組合有種；想要讓計算機中三系各不相同能利用的數(shù)字組合有種。所以這些可能一共有++種，計算可知，其結(jié)果為10，所以出現(xiàn)這些狀態(tài)的可能一共有10種。根據(jù)上述數(shù)據(jù)驚醒表格的制作，如表1所示。在系統(tǒng)進行表決時，會出項的狀態(tài)包括Sa、Sb、Sc三種，并且安全性順序在系統(tǒng)中的指向為Sa

表1 三系數(shù)據(jù)庫狀態(tài)組合與導(dǎo)向安全性表

通常情況下，表決以后進行的狀態(tài)輸出都會偏向安全側(cè)，那么在表決進行之后狀態(tài)輸出是否會產(chǎn)生偏向危險側(cè)的情況呢，以下展開了討論。

通常數(shù)據(jù)庫實際更新情況與數(shù)據(jù)庫狀態(tài)之間可能存在四種關(guān)系：①正常輸出，正常更新；②正常輸出，異常更新；③異常輸出，異常更新；④異常輸出，正常更新。根據(jù)這一情況進行了數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建，并利用一些已知條件對其最終結(jié)果進行了計算，得出的最終結(jié)果為3.32557×10-6。這一結(jié)果表明，發(fā)生表決結(jié)果偏向危險側(cè)的幾率非常小，幾乎可以忽略不計。

本文針對當(dāng)前應(yīng)用的計算機數(shù)據(jù)庫更新機制展開了討論，同時指出了其中存在的不足，并設(shè)計出了一種能有效解決這些不足的安全計算機數(shù)據(jù)庫更新機制，為計算機的數(shù)據(jù)庫更新方面提供了新的思路，旨在促進我國安全計算機技術(shù)的不斷向前發(fā)展。

參考文獻

[1]劉獨玉，羅彬.基于DataWind0W的數(shù)據(jù)管理與更新機制的研究與應(yīng)用[J].計算機應(yīng)用研究，2001（9）.