實時 歷史資料庫和關係型資料庫的區別

2021-07-03 14:42:33 字數 3635 閱讀 7890

實時資料庫

實時資料庫是資料庫系統發展的乙個分支,它適用於處理不斷更新的快速變化的資料及具有時間限制的事務處理。實時資料庫技術是實時系統和資料庫技術相結合的產物。實時資料庫最起初是基於先進控制和優化控制而出現的,對資料的實時性要求比較高,因而實時、高效、穩定是實時資料庫最關鍵的指標。

早期實時資料庫的概念即我們所說的記憶體資料庫,其相當於資料中樞的作用,將廠級相互孤立的dcs資料有效整合起來,在廠級應用中某個dcs的資料可為其他dcs的工藝演算法提供資料支援,其有效解決了資料孤島問題,拓展了dcs的功能,因而,實時資料庫在先進控制和優化控制中起到了尤為重要的作用。

但早期的記憶體資料庫並不能有效的解決實時資料的細時間粒度壓縮儲存,工業模型物件數值屬性高度分類抽象,大容量資料的高效實時檢索及處理等關鍵問題。而實時資料庫在資料通訊、資料組織、資料儲存、資料檢索、資料訪問、資料處理、資料展現等方面的專業化及產品化,為構建基於大容量實時歷史資料之上的分析應用提供了便捷穩定的資料支撐,使應用系統可以從更高更深層次充分利用寶貴的生產實時歷史資料。

目前,實時資料庫已廣泛應用於電力、石油石化、交通、冶金、軍工、環保等行業,是構建工業生產排程監控系統、指揮系統,生產實時歷史資料中心的不可缺少的基礎軟體。

關聯式資料庫

關聯式資料庫,是指採用了關係模型來組織資料的資料庫。關係模型是在2023年由ibm首先提出,在之後的幾十年中,關係模型的概念得到了充分的發展並逐漸成為資料庫架構的主流模型。簡單來說,關係模型指的就是二維**模型,而乙個關係型資料庫就是由二維表及其之間的聯絡組成的乙個資料組織。關係型資料庫有著以下特點:

容易理解:二維表結構是非常貼近邏輯世界的乙個概念,關係模型相對網狀、層次等其他模型來說更容易理解。

使用方便:通用的sql語言使得操作關係型資料庫非常方便,程式設計師甚至於資料管理員可以方便地在邏輯層面運算元據庫,而完全不必理解其底層實現。

易於維護:豐富的完整性(實體完整性、參照完整性和使用者定義的完整性)大大降低了資料冗餘和資料不一致的概率。

目前,關聯式資料庫廣泛應用於各個行業,用於構築管理資訊系統,如erp,mis,eam等重要系統,是構建管理資訊系統,儲存及處理關係資料的不可缺少基礎軟體。

兩種資料庫之間的一些差別

?資料的組織方式

實時資料庫可以簡單地理解為它是這樣的資料庫:由測點資訊庫、實時資料庫、歷史資料庫三個資料庫組成。

測點資訊庫含有乙個測點基本資訊欄位的一張表,這個表以測點標籤作為關鍵字,對應一條測點基本資訊的記錄包含一條測點的基本配置資訊,如壓縮偏差,例外偏差,測點描述等。使用者可從此資料庫中查詢測點的基本資訊。實時資料庫是記憶體快照資料庫,反映了生產實時資料的時間戳、數值、質量等秒級變化。使用者可從此資料庫中查詢生產實時資料的實時資料值(值,時間戳,質量)。

歷史資料庫是含有乙個以測點名稱欄位和時間欄位為關鍵字的一張表,這張表的另外的乙個重要的字段就是數值字段,用來儲存測點的採集值,除了這些字段,還可以包含資料的狀態,資料質量欄位等。隨著時間的變化,不斷地將實時資料庫中的實時資料進行壓縮過濾,並更新磁碟歷史資料檔案中的表裡的資料。使用者可從此資料庫中查詢生產實時資料的歷史樣本值或歷史插值資料。

而對於關聯式資料庫則是根據各個實體之間的關係來設計資料表的。

?系統穩定性

由於實時資料庫記錄的是和生產相關的資料,並且和時間相關,所以要求其必須能夠長時間穩定執行,否則就會導致資料的丟失。目前一些實時資料庫已經具有快取資料的功能,當資料採集機器和實時資料庫伺服器之間通訊出現故障時,可以把採集到的資料快取到本地,當通訊恢復正常後,把快取的資料寫入到實時資料庫伺服器中,極大地保證了資料的完整性。

而對於關聯式資料庫來說,如果不是應用在關鍵業務,比如金融**等,對穩定要求一般來說不是很高。

?資料**

針對不同的型別的企業,實時資料庫的資料的**也不盡相同。主要**有dcs控制系統,資料採集系統(scada),手工錄入,關聯式資料庫等。這些資料的主要特點就是都和生產直接相關,並且大多數的資料都是數值型資料,比如裝置或介質的壓力、溫度、流量、位置、電壓、電流、功率等。

關聯式資料庫的**更加多樣。除了記錄數值資料外,也記錄描述性的資料,如姓名家庭住址等資訊。

一般來說,實時資料庫的資料**一般是裝置。而關聯式資料庫的資料**一般是來自於人。

?資料壓縮

實時資料庫因為儲存的資料量非常大,比如要採集10000點的資料,每5秒採集乙個資料,假設採集的都是32位浮點數,那麼一天的資料量(僅數值屬性不含時間屬性)就是10000*(60/5)*60*24*4/1024=675000k,大約675m的資料。由此可見資料量的龐大,而且占用磁碟的空間大,對資料的訪問速度也會降低。因此各個資料庫廠家大都開發出自己的資料壓縮演算法,對資料進行壓縮。常用的壓縮演算法可以分為三類:無失真壓縮,有失真壓縮,二級壓縮。其中,無失真壓縮一般以通用壓縮理論為基礎,採取huffman等經典的壓縮演算法;而有失真壓縮則更多地考慮了工業實時資料的特徵,而採取的一些特殊舍點演算法;二級壓縮技術,則是同時利用了這兩種資料壓縮技術。實時資料庫的無失真壓縮以通用壓縮理論為基礎。目前比較著名的有損壓縮演算法,有常用的旋轉門壓縮演算法,以及一些變通壓縮演算法(如在旋轉門演算法基礎上改用二次均方差作為偏差比較,以提高資料還原精度),這些演算法原理都比較簡單。

關係型資料庫則不會對資料進行壓縮。

?資料的訪問方式

實時資料庫一般有以下3種方式訪問資料

1)     使用自己的api,這種方式效率最高也最簡單。

2)     使用odbc或者oledb,這種方式不大常用,主要是給那些剛剛接觸實時資料庫或者以前對關係型資料庫了解的使用者使用的。

3)     使用opc方式訪問資料。opc是一種廣泛使用的工業標準,雖然效率不高,但是目前很多的廠家都支援。

關聯式資料庫訪問資料的方式是通過結構化查詢語言(sql)來訪問的。

?應用領域

過程控制系統是實時資料庫系統最重要的應用領域之一.在生產裝置執行過程中,實時資料庫實時記錄採集裝置的執行資料,隨時掌握裝置的執行狀況,並通過對生產過程的關鍵資料的監控和分析,對出現的問題及時處理,使生產的執行狀態保持安全平穩,當生產狀況發生變化時可以及時作出反映;通過對影響原材料用量的過程監視以及對水電汽的用量的監測分析,可以及時發現問題,特別對生產排程人員來說,可以及時地平衡物料**,減少單耗,提高經濟效益。

而關聯式資料庫的應用則廣泛的多,在各行各業基本都可以見到。大多數應用在管理方面,比如管理資訊系統(mis),客戶關係管理(crm)等。

?客戶端工具

實時資料庫由於目前並沒有統一的標準,各個實時資料庫客戶端工具基本上都是由廠商自己提供的,主要是資料展示工具,組態工具,管理工具等。因為主要是面向流程工業,所以實時資料庫都帶有組態和發布工具。

關聯式資料庫因為應用範圍廣泛,客戶工具相當豐富。除了廠商提供的工具外,第三方軟體廠商也可以為關聯式資料庫廠商開發客戶端工具。

兩種資料庫之間的整合趨勢

雖然實時資料庫和關聯式資料庫有著很多的不同,但是目前實時資料庫和關聯式資料庫整合的趨勢越來越明顯。將生產管理資訊系統中使用的關聯式資料庫和實時資料庫整合到一起,可以同時滿足控制和管理的要求,真正成為管理控制一體化的平台。例如,目前大多行業均利用實時資料庫與關聯式資料庫作為基礎資料庫軟體構建監控中心及資料中心的基礎資料庫。其中實時資料庫處理並儲存生產實時資料,關聯式資料庫處理並儲存業務關係資料。

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實時 歷史資料庫和關係型資料庫的區別

實時資料庫 實時資料庫是資料庫系統發展的乙個分支,它適用於處理不斷更新的快速變化的資料及具有時間限制的事務處理。實時資料庫技術是實時系統和資料庫技術相結合的產物。實時資料庫最起初是基於先進控制和優化控制而出現的,對資料的實時性要求比較高,因而實時 高效 穩定是實時資料庫最關鍵的指標。早期實時資料庫的...

實時歷史資料庫技術 提綱

2 時間壓縮 採用差值法,可以用unsigned short int 甚至unsigned char來存貯時標。毫秒可採用unsigned char來存貯。3 質量碼 因為質量值相對穩定的,可考慮統計方法,只存好的質量。3 模擬量的存貯 a 基於差值的方法,可用乙個unsigned short in...

關係型資料庫和非關係型資料庫

關係型資料庫 mysql oracle等 非關係型資料庫 nosql hbase,mongodb,redis等 優勢 可以在乙個表以及多個表之間做複雜的資料查詢 支援事務,保持資料的一致性。優勢 基於鍵值對,不需要經過sql解析,資料之間沒有耦合,易水平擴充套件。資料儲存在快取中,查詢速度快。可以儲...