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随着空间技术的发展,在未来大型复杂航天器上将会有大量的空间应用,应用任务领域广泛、载荷种类繁多、在轨时间长(长达10年),数据类型多、数据量大、数据速率高(高达20-80Gbps)、信息处理差异大,对在轨处理数据、在轨决策支持、在轨故障诊断等具有一定的智能需求。为了满足在轨智能需求,对在轨原始数据、过程数据、推理数据、规则数据等高效地、可靠地管理成为了一个关键问题,传统的文件系统、磁盘数据库系统由于需进行大量I/O操作,无法满足实时性的要求,内存数据库因其工作版本位于内存,系统实时性高的特点,在未来的空间应用领域将会发挥巨大作用。
本研究基于此背景,前期针对空间数据管理系统实时性、可靠性、小型化等几个特点,研究并设计了Swallow空间实时内存数据库,在Swallow空间内存数据库的基础上设计了内存数据库的快速恢复机制,结合日志驱动修改、影子页面、模糊检查点的思想实现了内存数据库数据和日志的快速备份以及在内存数据库出现事务故障和系统故障时的恢复策略,解决了内存数据库因内存易失性而易发生系统故障造成数据大量损失的问题。本文首先介绍了研究的背景与意义,然后介绍了内存数据库及其恢复技术的研究现状;接着介绍了Swallow空间内存数据库的结构和以此为基础的恢复机制;最后搭建了实验验证平台对该机制进行了性能测试与评估;最后对未来内存数据库恢复技术的发展进行了展望。