關于計算機數據庫管理研究的論文開題報告
21世紀進入信息高速發展的時代,隨著互聯網事業的不斷發展,計算機數據庫技術逐漸為大多數人所接受并廣泛使用。下面是學習啦小編為大家整理的關于計算機數據庫管理研究的論文開題報告，供大家參考。
關于計算機數據庫管理研究的論文開題報告篇一
《 淺析數據庫管理技術 》
通常情況下，數據庫系統都是一個安全性較高的并且有較強網絡安全措施的大型系統。但是，就算是采用了多種方式保駕護航，仍然會有部分病毒通過內網和外網交互的時候進入系統內部，從而威脅到系統的安全。沒有完美的系統，數據庫也不例外。數據庫自身潛在著很多安全風險。第一，數據庫系統沒有為操作系統提供原版的特性。第二，數據庫技術還沒有完全成熟，在性能與操作上存在缺陷，甚至會影響到數據庫自身的安全性。
數據庫管理技術
(1)規范的操作。在數據庫的實際應用過程中，由操作應用帶來的安全風險，對于計算機數據庫安全的影響可以通過規范的操作來加以控制。由數據庫操作引發的問題主要表現在計算機病毒的引入、后門程序、操作系統補丁更新不及時。都是由于計算機數據庫用戶的安全意識和安全管理措施不當導致的。規范對用戶的管理可以有效的杜絕此類現象的發生。定期為數據庫打補丁。加強用戶對于數據庫應用的安全意識，做好各種安全防范，保證系統安全。
(2)定期備份。數據庫應用系統往往涉及很多重要數據和機密數據。這些數據一旦丟失，后果會很嚴重。在數據庫技術中，備份恢復技術是實現數據庫系統安全運行的重要技術。在實際的生產應用中數據庫系統免不了發生系統故障、斷電等意外，這時如果沒有備份，重要數據將遭到損壞。為防止數據丟失、文件損壞，數據庫需要做到定期備份。這樣，當發生意外導致的數據庫故障時，可以利用最新的一次數據備份，將數據庫恢復到備份時的狀態，以確保數據的完整性和系統的一致性。
(3)提高硬件可靠性。確保硬件設備供電的可靠性，適當準備備用電源。提供多個備用數據庫，當主數據庫運行的時候，備用數據庫記錄主數據庫的信息。當主數據庫發生故障的時候，備用數據庫馬上啟用。保證事物的連續性。還可以準備適當的預留服務器。當設備出現問題的時候可以及時更換到備用數據庫上。
(4)用戶訪問控制。為了充分保證數據庫數據的保密性，需要對訪問的用戶進行認證。以保證系統數據的安全，避免非法入侵。用戶認證技術主要依靠數據庫連接和HTTP協議兩部分，通過判斷用戶輸入口令驗證用戶的真實性。而對于可以訪問數據庫的用戶們，他們的權限也不完全相同。以oracle數據庫為例，可以通過設置各種不同的角色，對不同的角色賦不同的權限。再將不同的角色付給不同的用戶，就可以有效的控制不同用戶的訪問權限，這樣做對數據庫的分級管理幫助巨大。一般情況下DBA擁有最高管理權限，而對于一般人員，為了避免數據丟失。可以只賦予瀏覽部分數據的權限。避免普通用戶的誤操作損害到數據。
數據庫管理技術的展望
數據庫技術的發展與應用越來越廣泛，人們對計算機數據庫管理技術的關注度也變得越來越高。數據庫管理技術伴隨著計算機行業的發展而不斷發展。計算機行業中的很多新技術也率先應用到了數據庫領域中。從而提高了數據庫管理技術。同時數據庫理論的研究也增強了數據庫的穩定性。數據庫管理技術在實際生活中有著這么廣泛的應用，必將得到更多的重視。數據庫大大便利了人們的生活，有利于數據的管理。數據庫管理技術存在的問題隨著信息技術的發展也將一一得到解決。
關于計算機數據庫管理研究的論文開題報告篇二
《 數據庫出版產業的關系分析 》
愛思唯爾科學出版公司是世界范圍內最大的科學技術信息多媒體出版商，到目前為止以及與世界上超過500個學會和協會建立了合作關系，其旗下的ScienceDirect、Scopus、EI等數據庫都是廣受歡迎的學術信息產品。以ScienceDirect全文數據庫為例，其現在已有超過2500種的同行認可的高質量期刊和11000多種電子圖書，并且有超過900多萬的文獻資料提供全文服務，內容涵蓋了物理、數學、計算機、醫學、工程技術、商業管理、社會科學等幾乎所有學科領域【4】。施普林格公司創建于1842年，是當今世界上第二大學術期刊出版公司。目前，SpringerLink數據庫可訪問的期刊種數有1810余種，其中可訪問的全文的期刊為1300余種，全文年限最早可以回溯至創刊時期。其期刊的學科范圍包括：行為科學、生命科學、商業與經濟、化學和材料科學、計算機科學、地球和環境科學、人文社會科學等。威利父子公司(JohnWiley&Sons)是有近200年歷史的國際知名的專業出版機構，在化學、生命科學、醫學以及工程技術等領域學術文獻的出版方面頗具權威性。目前WileyOnlineLibrary上共有超過1500種電子期刊、1萬多種在線書籍以及超過400多萬的文章可供訪問【5】。
美國化學學會成立于1876年，現已成為世界上最大的科技協會。ACS所出版的期刊超過40種，內容涵蓋了24個主要的化學研究領域。其期刊被ISI的JournalCitationReport(JCR)評為“化學領域中被引用次數最多的化學期刊”。ACSJournals數據庫中內容全面，包含每一種期刊的創刊號到最新一期的所有全文內容，多達11,000期ACS刊物，50萬篇以上的文章，2500萬頁化學信息，日期能夠回溯到1879年。英國物理學會成立于1873年，現在全球范圍內擁有34000多名會員，通過政府與民間的專家交流成為物理學研究的主要傳播者。截止到2009年初，IOP出版45種電子期刊向CALIS集團成員開放，其中42種被SCI收錄，40種有影響因子。出版學科包括：應用物理，計算機科學，凝聚態和材料科學，物理總論，高能和核能物理，數學和應用數學、數學物理，等。截止2006年底，英國物理學會在全球范圍內擁有3.4萬名會員。
美國EBSCO公司是一家具有60多年歷史的大型信息服務專業公司，其開發了近100多個在線文獻數據庫，涉及自然科學、社會科學、人文和藝術等多種學術領域。其中兩個主要全文數據庫是：AcademicSearchPremier(ASP)和BusinessSourcePremier(BSP)。其中，學術期刊集成全文數據庫(ASP)是全球最大的多學科的數據庫，收錄有關社會科學、人文、教育、計算機科學、工程、物理、化學、語言文學、藝術、醫學等領域的4700多種全文期刊，包括3600多種專家評審期刊;其中有100多種期刊回溯至1975年甚至更早。美國ProQuestInformationandLearning公司也是一家著名的數據庫中間集成商，其產品AcademicResearchLibrary為綜合性學術期刊數據庫，收錄了2974種綜合性期刊和報紙的文摘、索引，其中2020種是全文期刊，被SCI收錄的核心全文期刊達到189種。其涵蓋的學科包括：商業與經濟、教育、社會科學與歷史、計算機、科學、工程技術、傳播學、法律、軍事、醫學等領域。可檢索到1971年來的文摘和1986年來的全文。
國外期刊數據庫供應鏈上各方關系分析
1供應鏈上各方關系梳理
圖1清楚的表示了一般情況下期刊數據庫出版行業信息資源的供需關系，但在實際的市場中，由于數據庫出版商性質的不同，各個主體間的關系還存在一定的差異。對于傳統出版巨頭而言，其本身就擁有眾多高水平學術期刊和穩定的作者團隊，這樣一個有機的利益整體就免除了出版商和期刊社、作者談判交涉等復雜環節的困擾，使他們在第一時間獲取最“新鮮”的學術信息資源，從而在行業競爭中取得領先地位。以愛思唯爾為例，其旗下的兩千多種期刊覆蓋了社會科學、自然科學、生命科學、醫學等32個學科領域，并且這些期刊絕大多數都具有很高的學術水平，確保了其資源質量和競爭實力。施普林格同樣如此，其在建立初期就奠定了在農林、醫藥、工程、法律等學科上的領先優勢。這讓他們與用戶進行價格談判時多數大獲全勝。不僅如此，這些機構還利用自己的先天優勢不斷開創新刊物兼并優秀期刊或小出版商，從而進一步擴增自己的資源實力，最終形成了以出版巨頭為主導行業格局。值得注意的是，在這種關系中單個作者由于需要依托出版集團的頂級期刊和國際平臺以增強自己學術成果的影響力，不得不接受版權轉讓的協議，從而喪失了話語權。與出版巨頭走“大而全”的道路不同，科學學會因為針對的只是特定的學科所以采納的是“小而精”的路線。其將分散在不同國家或地區的科研力量聯系起來，一方面增強了該學科的學術交流和影響力，另一方也在向用戶出售科研成果議價時獲得更為有利的位置。這種由學界牽頭形成的組織讓信息生產者具有優勢地位，出版商在該組織中扮演的是類似銷售部門的角色。這種現象在一些較為成熟的大學科上尤其明顯。美國化學學會基本上壟斷了該學科的頂級期刊，譬如整個化學學科被引率最高的《美國化學會志》和影響因子最高的《化學評論》。在“多學科化學”類期刊銷售中，美國化學會出版的期刊總份額達到48.4%，遠遠高于愛思唯爾的4.6%和施普林格的2.5%，使得其在該學科有著不可撼動的地位【6】。由于這些學會往往壟斷了特定學科的優秀學術資源，其與用戶討價還價時也常常采用相對強勢的態度。相較于出版巨頭和科學學會具有的天然資源優勢，數據庫集成商在資源獲取方面則顯得較為不利，其必須與作者、期刊社甚至其他出版商進行頻繁的溝通交流，以建立合作關系。與此同時，其必須在資源的廣泛化、服務的個性化以及價格的合理化上提升自己的競爭力。而客戶關系的經營更是其打入市場，擺脫競爭對手糾纏的重要手段。
2供應鏈上各方博弈策略分析
下面將以數據庫出版商為核心，分別從橫向和縱向分析出版商與用戶、作者和期刊社以及出版商之間的博弈關系。
(1)出版商與用戶之間的博弈。如今，期刊數據庫已成為高等院校和科研機構進行學術研究不可或缺的資料來源。面對如此巨大的需求市場，出版商一方面通過提供各種優惠措施和幫助服務吸引新用戶試用進而購買自己的產品，另一方面則對自己產品產生依賴的忠實用戶不斷提價獲取巨額利潤。
愛思唯爾公司就是運用這種“以退為進”的營銷策略的典型。愛思唯爾集團在2000年以低價將自己的數據庫產品推入中國市場，當時只要求每個高校用戶每年最少訂購兩萬美元的紙質期刊，在此基礎上再付費3萬美元左右，便可獲得ScienceDirect整個數據庫的使用權。低門檻戰術的運用使得愛思唯爾迅速占領了中國市場。調查顯示，僅中國的2500多所大學中，就有80%以上訂購了愛思唯爾數據庫，大多數高校每年為此花費60多萬美元;而中科院系統每年購買愛思唯爾產品的經費總計為600多萬美元。當用戶產生使用習慣后便開始提價。
據統計，憑借其在國際科技期刊及其全文數據庫的壟斷地位，愛思唯爾公司對中國用戶的購買價格平均每年提高越18%。針對這種不合理的供需關系，早在2007年，由北京大學、浙江大學等全國著名高校代表組成的“中國高等教育文獻保障系統(CALIS)”就與愛思唯爾公司進行了價格談判，但最終宣告失敗。2010年9月3日，中國科學院國家科學圖書館館長張曉林與北京大學圖書館館長朱強代表國內33家圖書館，在北京發布《致國際出版商的公開信》和《致中國科技文獻讀者的公開信》，呼吁廣大教育科研人員積極支持中國圖書館界抵制個別國際出版商的大幅度漲價。愛思唯爾之所以能在談判桌上如此強勢就在于其產品ScienceDirector已成為中國科研人員使用頻率最高的數據庫之一，且具有其他同類數據庫無法替代的地位。
愛思唯爾科技部中國區總裁張玉國曾表示，每年中國科研工作者全文下載的100篇科技論文中，就有59篇是從愛思唯爾推出的ScienceDirect數據庫上下載的。盡管機構用戶試圖通過聯盟的形式來進行抗爭，但自己剛性的科研需求無法終止，使得談判很大程度上淪為一種“道德勸說”，并無法改變議價能力薄弱的尷尬處境。當然，面臨數據庫出版商不合理的要價，用戶并非只有坐以待斃這一條路。此前曾有臺灣高校通過對愛思唯爾采取“三不政策”(不投稿、不任編輯、不評論文章)的“聯合抵制”策略，最終迫使對方降價的成功案例。2004年，美國斯坦福大學學術委員會在一份決議中，“強烈建議全體教員，尤其是高級教員，不要為漫天要價的出版商和期刊投稿、編輯或審稿”。
同一年，康奈爾大學停訂了大約200種愛思唯爾旗下的期刊，決定不再打包購買該公司的產品。用戶的反彈對愛思唯爾的要高價的行為起到了一定的遏制作用。不過，整體看來，用戶在供應鏈上還是處于弱勢地位。由于數據庫出版商往往“捆綁搭售”“整體打包”等方式進行銷售，用戶不但無法自主選擇所需的信息產品，還必須需承擔購買多個數據庫所帶來的重復建設和無用資源建設的費用。
除此之外，也有部分出版商采用會員制、分層定價等方式來進軍全球市場。美國化學學會就對研究機構或圖書館等定價較高，會員價格要低很多，為研究機構的15%左右;其在不同地區的價格也不盡相同，網絡版會員年定更是在100美元以下。用戶想要不被動接受出版商制定的游戲規則，就必須建立起一套有效的機制團結聯合起來，增強需求方對市場的影響力。
(2)出版商與作者、期刊社之間的博弈。作者、期刊社與出版商一方面有著相互依存的利益聯結，另一方面也存在既合作又斗爭的微妙關系。美國化學會2005年修訂的對出版期刊版權的規定指出，任何在美國化學會期刊、書籍和其他出版物上發表的文章及其所有權都歸美國化學會所有。作者稿件被錄用之后必須填寫關于版權聲明的模板，這使得作者在發表成果的同時也必須一同將網絡出權利拱手交出。
學者大多希望能在這些頂級期刊上發表論文以提升學術聲望，這反過來更加鞏固了這些出版巨頭的壟斷地位【7】。由于期刊電子化的成本較低，但復制加工出售后卻可以獲得巨額利潤，這也是威利父子公司2007年科技出版部門利潤率能達到45.5%的重要原因。但學術界也不愿完全淪為出版商牟取暴利的工具，伸張學術成果應對全民開放共享理念的人士大有人在。出于對不合理的價格政策的不滿，1999年以來陸續有愛思唯爾旗下著名期刊的編輯集體辭職。
最早辭職的是《邏輯程序設計雜志》的全體50位編委，在長達16個月的抗議后，他們選擇離去，并在一家較低價格的出版社創辦了新雜志《邏輯程序設計的理論與實踐》。相似的一幕發生在2003年，著名期刊《算法雜志》的編委會集體辭職，創立了《算法匯刊》。最令愛思唯爾頭疼的一次辭職發生在2006年，力主降價未果后，數學界頂尖期刊之一《拓撲學》的編委全體遞交辭呈。他們投身倫敦數學會旗下，另組《拓撲學雜志》，該刊訂價遠低于《拓撲學》。2008年，法國巴黎高等師范學校宣布，將歷史悠久的《高等師范學校科學紀事》從愛思唯爾手中收回，不再交由其出版牟利。這迫使出版商必須做出戰略調整，思考如何與作者和期刊社建立良好的互動關系，并找到企業社會責任與盈利目標之間的平衡點。
由此可見，與期刊社和作者保持良好的互動關系是出版巨頭的重要課題。施普林格集團就非常注意作者隊伍的培養與維系，其作者團隊中有超過150人獲得過諾貝爾獎，這些分散在各個學科的學術領軍人物正是數據庫信息資源質量的最好保證。鑒于國外多數國家對知識產權保護非常嚴格，而期刊社擁有論文的版權，施普林格專門為此成立了版權部和學術交流部來解決數據庫產品的版權問題，這讓作者、期刊社與出版商建立起互動的橋梁，為各方都帶來了實際利益。與此同時，幾乎所有的出版商都在世界各地建立了分支機構或服務聯絡處，以求增強與一線科研工作者之間的聯系，同時密切觀察各地該行業發展狀況。
國際合作也是出版商拉近與作者、期刊社距離常常采用的措施之一。英國物理學會先后與中國、美國、國際原子能組織等國家地區和國際組織進行合作，創辦了數十種國際合作期刊。愛思維爾也與中國學者進行深入的合作，包括2005年啟動的中國編委計劃、中國作者支持計劃以及英文論文潤色、論文寫作培訓和講座等服務，受到了國內學術界的歡迎。
(3)出版商之間的博弈。兼并收購是各個行業擴展市場份額的重要手段之一，國外學術期刊數據庫出版行業也不例外，其奉行的依然是“弱肉強食”的叢林法則，規模效應的在競爭中的優勢十分明顯。愛思唯爾集團的發展壯大正是伴隨著不斷的收購與兼并活動。20世紀80年代，馬克斯維爾公司(Maxwell)的培格蒙出版社(Pergamon)被愛思唯爾收購，這不僅使得愛思唯爾的出版內容更為豐富，更增強了其在英國市場中的份額。
1990年《柳葉刀》(TheLancet)這本在醫學界享有盛譽的期刊納入愛思唯爾旗下，這讓愛思唯爾在醫學出版領域的實力更為堅強。除此之外，愛思唯爾集團還融合了里德公司，并收購了美國哈考特(Harcourt)出版集團的大部分產品讓其綜合實力進一步增強，從而奠定了愛思唯爾行業“巨無霸”的地位。威利父子公司也于2006年并購了英國著名的出版商布萊克維爾，增強了其與愛思唯爾和施普林格這樣的強勁對手爭奪市場的實力。
而由于一般學術機構訂閱經費有限，往往會優先選擇涵蓋期刊最多的數據庫作為采購的對象，這就進一步導致該行業市場被少數出版巨頭所把持。出版商在市場中實力的高低如何歸根到底是產品和服務的比拼。每個出版商都試圖在保持原有優勢的同時凸顯自身的特色。隸屬美國化學會的《美國化學會會志》積極推動文獻的網上發表和電子化，使得文章被錄用后4個工作日就可上網，這比印刷版本提前3至6周，大大提升了其數據庫產品的時效性和競爭力。作為中間集成商的EBSCO公司，旗下AcademicSearchPremier數據庫是當今全世界最大的多學科學術期刊全文數據庫，幾乎覆蓋了所有的學術研究領域。
不僅如此，這個數據庫提供了8043種期刊的文摘和索引;4591種學術期刊的全文;其中100多種全文期刊回溯到1975年甚至更早;其提供的眾多文獻是無法在其它數據庫中獲得的。目前，采用智能移動終端已經可以瀏覽其數據庫的內容。愛思唯爾集團在電子產品和數據庫建設方面一直走在行業的最前沿。其于1991-1995年實施的TULIP計劃正是后來ScienceDirect數據庫大獲成功的重要鋪墊，并得到了其競爭對手的肯定和認可。而后推出的EI、Scirus、Scopus等數據庫產品更是讓其獲得更多用戶的青睞。當面臨網絡時代關于開放存取、數字資源、電子版權等新興的問題時，愛思唯爾也早早做好了應對準備。
當然，數據庫出版商之間也不是壁壘森嚴的“零和游戲”。行業內部互通有無，相互合作的案例也時有發生。2009年底，美國EBSCO公司就向愛思唯爾集團收購了“worldtextiles”數據庫【8】。盡管這在一定程度上使得EBSCO的實力增強，但仍不足以影響愛思唯爾的霸主地位。這些出版商還會憑借寡頭壟斷的優勢達成潛在的價格聯盟，常常對產品價格進行不合理的調漲。除此之外，也有部分出版商會聯合起來進行版權斗爭，針對網絡中散播盜版數字圖書資源的網站或個人進行訴訟，維護其核心利益。
討論
1國外期刊數據庫市場模式的利弊分析
國外學術期刊數據庫出版行業發展時間相對比較長，已經形成了較為穩定的經營模式和市場格局。這種以寡頭企業占據主要地位為特征的行業現狀在有著巨大優勢的同時也存在著無法避免的缺陷。
(1)優勢方面。首先，大型出版集團擁有更強的實力能夠將分散的學術資源集成起來，形成高水平高質量的信息產品，便于科研工作的需要。其次，處于企業生存的壓力，各個出版商都會不斷激勵自己進行技術和產品創新，以在市場上謀求一席之地，為該行業的發展注入了不竭的動力。最后，出版巨頭將信息生產源頭進行整合，形成一個整體，縮短了供應鏈，降低了信息資源生產和流通的成本。
(2)缺陷方面。第一，出版商寡頭對高額利潤的貪婪追逐嚴重危害了用戶的利益，也違背了科研工作者發表科學成果的初衷，這不利于世界科學的進步與發展。第二，寡頭企業紛紛爭奪各種學術信息資源并對客戶強行“捆綁銷售”，帶來信息資源的重復建設和資金浪費。第三，高漲的數據庫訂閱費用使得科技機構無力承擔，阻礙科學研究的進行，最終會嚴重影響科研產出，進而對該行業的發展帶來致命的打擊。
2對我國期刊數據庫市場建設的思考與建議
我國學術期刊數據庫出版行業起步較晚，產業規模較小，存在著市場結構不盡合理、產品同質化過高等問題，在汲取國外行業的相關經驗的基礎上，應該從以下幾個方面著手進行改進：第一，加強政策扶持和直接投資力度，推動科技出版產業的發展，鼓勵多元化的出版組織形式。第二，采取有效的市場干預和引導，避免進行寡頭壟斷局面，維持自由競爭的行業態勢。第三，盡快出臺相關的法律法規，推動數字知識產權保護，切實維護科技工作者的權益，進而帶動該行業的健康向前發展。第四，積極開展開放存取模式的探索，最大程度上去除科學研究資料來源的障礙壁壘。
結語
本文從供應鏈的視角出發，針對國外學術期刊數據庫供應鏈上各個主體間的關系進行了詳細分析，著重探討了數據庫出版商與其他主體間的博弈策略，得到了以下結論：國外學術期刊數據庫市場具有被寡頭企業把持的特點，出版商巨頭憑借其強大的資源和平臺在行業競爭與用戶談判時都具有相對優勢的地位;另一方面由于出版巨頭通過壟斷優秀學術資源牟取暴利不僅傷害了用戶的利益，也對行業的健康發展帶來的不利影響。
關于計算機數據庫管理研究的論文開題報告篇三
《 電網調度實時數據庫的架構 》
實時數據庫系統
傳統的實時數據庫將實時數據集中存儲在一臺服務器上，使用者通過實時數據庫系統對外提供的訪問接口對實時數據操作。分布式實時數據庫系統是實時數據庫技術與網絡技術兩者相互滲透和有機結合的結果[6]。分布式實時數據庫系統在體系結構上與集中式實時數據庫系統有很大的不同，具有數據分布性、邏輯整體性等特點[7]。數據分布性是指實時數據庫通過數據分片，將實時數據存儲在不同的計算機節點上，使用者不需要關心數據的物理位置分布情況，通過服務器間的數據定位，完成對實時數據的透明訪問;邏輯整體性是指這些存儲在不同節點的數據在邏輯上是互相關聯的，從邏輯上形成一個數據整體。分布式實時數據庫采用全局統一管理和區域分片自治管理結合的原則，由系統根據實際需要將數據進行合理的分片，并通過冗余備份、數據同步等手段來保證數據的完整性和一致性。分布式實時數據庫結構如圖1所示。廣域分布式實時數據庫系統的數據分布性從局域網內不同服務器上的數據分布，擴展到廣域網絡內不同系統間的數據分布，各系統上的數據由本地實時數據庫管理系統管理，具有高度的自治處理能力，能夠自主地完成本地業務。廣域分布式實時數據庫將分布式實時數據庫擴展到廣域系統內，它把廣域網絡內各個獨立的實時數據庫系統邏輯整合成一體化的大型分布式實時數據庫系統，如圖2所示。
廣域分布式實時數據庫體系架構
目前的實時數據庫系統一般采用數據集中式存儲和處理技術，已不能滿足大電網調度中海量數據的實時處理以及分布式存儲、廣域化全局計算的需求。為了更高效、更穩定地支撐智能調度業務，需要改變現有實時數據庫的體系架構，研究和設計適用于廣域電網調度的分布式實時數據庫體系架構。廣域分布式實時數據庫系統由分布于廣域范圍內多套調度系統間的實時數據庫系統所組成，通過統一的數據操縱和訪問機制，實現對各實時數據庫系統數據的透明訪問，使得廣域分布式實時數據庫在使用上可視為一個完整的數據庫，而實際上分布在地理分散的多個電網調度系統中。廣域分布式實時數據庫系統架構采用面向服務的體系結構，自下而上包括文件系統層、數據處理層、網絡連接層、數據定位層與應用層，由應用程序接口(API)服務接口、廣域實時數據庫數據定位系統、系統內實時數據庫服務處理系統等組成。廣域分布式實時數據庫體系架構如圖3所示。該架構中，文件系統層的作用包括存放分布式實時數據庫實體、處理廣域系統間數據冗余備份和數據同步等;數據處理層負責處理具體的數據訪問請求和數據發布，以及數據加密和冗余系統間數據同步;網絡連接層負責處理系統間數據安全認證，以及局域網絡、廣域網絡連接管理;數據定位層負責廣域數據定位、結構化查詢語言(SQL)解析，以及廣域數據索引的建立和管理;應用層包括電網調度自動化系統各個上層業務應用，應用可以通過調用API接口或SQL來訪問實時數據庫，訪問的方法包括請求應答與訂閱發布，是廣域分布式實時數據庫系統的最終使用者。
廣域分布式實時數據庫系統架構的關鍵技術
廣域分布式實時數據庫體系架構可以解決調度自動化系統中數據存儲和訪問的瓶頸問題、調度系統間的數據交互與共享問題，提升信息處理、計算、存儲和共享的能力，提高系統運行速度和處理能力，更好地為大電網一體化運行服務。該架構的研發需要重點研究和掌握廣域數據標識、廣域數據分布式存儲、廣域數據服務定位、廣域冗余備份與數據同步、廣域數據安全訪問等關鍵技術。
1電網設備唯一標識方法
目前實時數據庫系統中設備標識(關鍵字)僅在本系統內唯一，無法滿足廣域范圍系統內調度系統間的數據分布式存儲和共享交互的需求，需要設計一種在廣域系統內唯一的關鍵字實現方法，關鍵字需要增加標識數據所屬區域的信息，用于標識廣域分布式實時數據庫系統中的系統區域。這樣，在整個電網調度自動化系統中，每個設備對應一個廣域范圍內唯一的設備標識。引入了廣域設備唯一標識后，每個子區域的實時數據庫只存儲本區的記錄，從而實現廣域數據的分布式存儲。另外，這種關鍵字的設計也可用于數據定位，廣域分布式實時數據庫系統通過對關鍵字的解析可以直接定位到該記錄所屬系統，完成廣域數據資源定位。
2電網設備統一命名方法
廣域分布式實時數據庫系統內各個系統間的數據交互方式除了按設備關鍵字交互之外，還可以按設備名稱交互。按設備名稱交互的方式在很大程度上依賴于廣域范圍內電網設備的規范化命名，保證電網設備名稱全系統唯一，這也是整個調度技術支持體系內數據流暢通的基礎。廣域分布式實時數據庫系統中設備的統一命名方法可以參照國家電網公司頒布的《電網設備通用數據模型命名規范》，電網設備命名結構如下：電網.廠站線/電壓.間隔.設備/部件.屬性。通過這種命名規范，對于一個給定設備名稱，可通過“電網”定位到數據所屬系統;通過“廠站線”、“電壓”、“間隔”、“設備”、“部件”定位到子區域中對應的數據;通過“屬性”定位到該數據的屬性值。
3實時數據分布式存儲技術
廣域分布式實時數據庫的分布式存儲分為2個部分：廣域系統間數據分布式存儲和局域系統內數據分布式存儲。對于前者，為適應調度系統層次化運行管理的現狀，可以按照數據物理存儲位置不同，將實時數據庫中的表進行分布式存儲。由于調度系統中對于實時數據庫的訪問絕大多數是來源于本地，因此，在存儲時要把調度系統內的數據都存放到本地，同時可在其他調度系統中建立本系統數據的冗余備份。廣域分布式實時數據庫的數據表在物理分布上形成一個多層次樹狀結構。該樹的每個結點，對應系統中的一個調度系統的實時數據，該結點的子結點對應下級調度系統的實時數據，父結點對應上級調度系統的實時數據，兄弟結點對應平級調度系統的實時數據。以斷路器(breaker)設備表為例，廣域分布式存儲結構如圖4所示。對于后者，可參考MongoDB[8]等分布式數據庫的分布式存儲方法，選用關鍵字或者設備統一命名作為分布存儲的鍵值，將數據在各個服務器上按照負載均衡動態透明分布式存儲。
4實時數據服務定位技術
廣域分布式實時數據庫服務的定位系統需要對實時數據傳入的實時數據關鍵字信息進行解析，從給定的信息獲取該實時數據所在的區域信息，如果請求本系統內部的實時數據，則可以通過實時數據庫本地系統內的局域網獲取;如果訪問異地系統的實時數據，則先判斷出該數據所在的具體系統，通過定位服務獲取詳細的網絡信息，最終從遠方系統獲取相應數據，使得廣域系統內的各個實時數據庫系統組成一個類似的“實時數據庫云”，在廣域范圍內實現對實時數據的透明訪問。一種可行的廣域數據定位實現方法是通過設備關鍵字或設備名字進行定位。不同系統的實時數據在存儲時被標上整個廣域系統內唯一的設備標識或設備名稱，API接口根據應用傳入的設備標識或設備名稱快速定位到電網設備所屬系統。
5實時數據索引技術
數據庫索引是提高數據查詢效率的重要途徑，目前實時數據庫系統中的索引技術有B+樹索引和適用于不同用法的HASH索引[9]等。在廣域分布式存儲的環境下，索引不僅是提高查詢效率的手段，也是廣域數據快速定位的方法。廣域電網設備唯一標識為系統提供按關鍵字定位的方法，廣域設備統一命名為系統提供按設備名稱定位的方法，廣域分布式數據索引為系統提供按除關鍵字、設備名稱之外的某些屬性定位的方法。此外，利用索引技術可以為數據檢索建立一種緩沖機制，即建立設備統一命名和廣域設備關鍵字之間的一種緩沖索引。在使用上，應用層采用設備統一命名訪問實時庫，而不是使用相對晦澀的關鍵字，實時庫底層數據訪問采用關鍵字檢索數據。這種訪問方法對于應用層程序來說更方便，并且通過緩存索引又能夠保證訪問的效率。
6實時數據冗余備份技術
在廣域系統中，不僅要在系統內不同服務器間構建冗余節點，還要在系統間構建系統級的冗余機制。廣域系統間的實時數據庫冗余備份技術需要實現2套或多套系統之間單、雙向備份。以國調、“三華”電網調度為例，可以采用“1+3”互為備份機制，構建“一體化互備”系統，如圖6所示。
7實時數據同步技術
廣域系統間的數據同步方式分為實時同步和準實時同步。實時同步要求各個冗余系統之間滿足數據的強一致性[10]，這種同步方式容易受廣域系統之間的網絡環境影響，并會降低各個系統之間的自治性，一般情況下不考慮實時同步方式。準實時同步允許各節點之間的同步異步進行，當某節點發生變化時，其他同步節點可以有一定的時間延遲再同步此變化，這樣就可以減少由于異常因素引起的操作失敗，提高了系統可用性。根據分布式系統的CAP定理[11]，分布式系統無法同時滿足一致性(consistency)、可用性(availability)和分區容忍性(partitiontolerance)。對于整個廣域電網調度系統，可用性的保證毋庸置疑;分區容忍性保證某個子系統在斷網的情況下系統能夠正常使用，這種情況出現頻率較高，也需要保證;在保證可用性和分區容忍性的前提下，只能通過采取部分犧牲“一致性”的方法來維持CAP之間的平衡。廣域分布式實時數據庫系統在每個系統內部不同冗余節點之間的數據同步可以利用目前單一系統內部的同步方式，而冗余系統之間的數據同步在同步方式上選取準實時同步方式，從數據同步的結果上來看，并不要求數據的強一致性，而只是要求數據的弱一致性以及最終一致性[12]。
8實時數據安全訪問技術
廣域分布式實時數據庫為廣域系統間多套電網調度自動化系統服務，需要研究廣域環境下多套系統間的數據安全訪問技術。目前，電網調度自動化系統已構建了3級縱深安全防護體系，不同系統間通過認證裝置加密認證訪問。廣域系統間的數據安全訪問應構建于電網調度自動化系統之上，采用加密、授權、認證等技術手段實現廣域系統間的數據安全訪問。
應用展望
隨著特高壓互聯大電網的建設，電網一體化安全穩定運行的要求越來越高，電網調度廣域分布式實時數據庫系統的應用有著重要的意義。1)廣域分布式實時數據庫系統可以滿足大電網“一體化”運行的需要。目前，在國/網/省一體化、省/地一體化、地/縣一體化等系統的建設中，一體化應用已經體現出巨大的優勢，包括一體化狀態估計、一體化網絡分析和一體化調度員仿真等。廣域分布式實時數據庫可以為這些一體化應用提供新的實時數據存儲和訪問方式，使得在多個系統之間實時數據的共享更為快捷和高效。2)廣域分布式實時數據庫可以滿足電網調度系統容災備份的需要。國內近年來自然災害頻發，這對電網調度系統的冗余互備能力提出了更高的要求。目前各級調度都在加強備用調度的建設，以提高電網調度的容災能力。廣域分布式實時數據庫的冗余互備功能能夠極大地提高廣域范圍內調度系統之間的互備能力，從而實現調度系統不受地域限制的應用訪問，提高備用系統的可靠性，進而提高整個廣域網內電網調度系統的穩定性和安全性。
結語
本文分析了電網調度自動化系統實時數據庫只能在一個系統的局域范圍提供實時數據服務，無法支持系統間廣域范圍的實時數據存儲和共享的現狀，介紹了分布式實時數據庫系統的特征，提出了一種適應智能電網發展、滿足互聯大電網“一體化”運行需要的電網調度廣域分布式實時數據庫系統架構，討論了其關鍵技術，給出了應用示例。本文提出的廣域分布式實時數據庫系統體系架構在設計上采用面向服務體系結構，是目前實時數據庫系統的廣域分布式延伸，在廣域數據分布式處理上滿足調度系統多級管理需求。該架構可以解決各級電網調度自動化系統間實時數據交互和共享問題，提高系統間冗余備份能力，從而提高調度特大電網的能力，保證電網安全穩定運行。
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