实时历史数据库是工业企业自动化体系中的一个关键技术，在电力企业等流程工业中有着广泛应用。本文是在与中国电力科学研究院下属某公司合作开发的GDREAL实时历史数据库系统的基础上，进行了理论和实践创新之后完成的。GDREAL是一大型实时历史数据库系统，本文所涉及的磁盘历史数据库和实时内存数据库是GDREAL的重要组成部分。论文以磁盘历史数据库的开发为背景，分析了磁盘历史数据库设计中的问题，对制约历史数据库发展的瓶颈——磁盘I／O、文件的索引和数据的组织结构等进行了深入的研究，提出了一种新的磁盘存储结构是——Z树结构，减少了磁盘I／O操作次数，极大地提高了磁盘存储性能；采用文件组的方式，设计了一个高效的文件集管理系统；对写入页面的大小和查询性能做了分析。论文以实时内存数据库的开发为背景，分析了实时数据的存储流程，完成了实时内存数据库和历史数据缓冲区的设计和实现：为了避免内存碎片和减少动态内存分配和释放的开销，设计了一个内存池，将动态内存分配改为预先分配；结合历史数据的特点，设计实现了基于双队列的内存页面LRU淘汰算法，将之用于历史数据缓存页面的管理；采用断点续传机制，很好地实现了大量数据的分批返回。论文详细介绍了实时历史数据库的事务和并发控制，结合传统的事务并发控制协议，区分实时事务和非实时事务，设计了基于优先级继承的有序共享的两段锁协议。