（电路与系统专业论文）基于IEC+TC57公共信息模型的时间序列数据存储与访问[电路与系统专业优秀论文].pdf

原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立 进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含 任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出 重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责 任由本人承担。 论文作者签名：i 眦 日 期：j 壁互坤夕 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校 保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被 查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编 入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文 和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：喜蝴师签名：_ 主趁日 期：趔 山东大学硕十学位论文 摘要 本文研究的是基于i e c 6 1 9 7 0 国际标准的新一代能量管理系统( e m s ) 中的 时间序列数据访问( t s d a ) 的相关问题。时间序列数据访问是能量管理系统 ( e m s ) 最基本的服务之一，它提供时间序列数据( 历史数据) 的访问、存储以 及数据回放和订阅服务。本文深入研究t s d a 的信息模型以及公共接口，提出了 符合规范的t s d a 服务器的实现模型，并通过分层的服务器构架设计，实现了服 务器的多存储。 历史数据服务器最重要的问题是存储问题，本文提出分层结构，使得服务器 的实现逻辑与持久化完全解耦。考虑到“保护已有投资”原则，该t s d a 服务器 实现了两种存储方式：i e s 6 0 0 历史数据库方式和基于p i 实时数据库方式。i e s 6 0 0 历史数据库将历史数据存储于关系数据库o r c a l e 中，采用时分分离的数据结 构，t s d a 采用接口适配实现了t s d a 数据库访问接口对i e s 6 0 0 历史数据库的 使用，使i e s 6 0 0 系统增加t s d a 接口支持时无需再设计另外的存储方案，保护 了已有投资。另一种是以实时数据库p l 作为磁盘数据管理系统，这种实时数据 库的优点在于能够高效管理时间序列数据，但p i 非关系数据库，无法进行关联 操作，并且只能以数据点为存储单位，数据点本身只能存储单个数据值。本文对 于以上问题提出了相应的解决方案，从而既利用了p i 对历史数据的高效管理， 又满足了t s d a 数据库接口的要求。对以上两种存储的支持证明了分层结构设计 的优越性。 为验证t s d a 服务器的可用性，对其功能以及性能进行了测试，在论文中给 出了相应的测试报告。 t s d a 服务器是基于e s l a b 开发的e f c 库( c + + ) ，其平台为a c e t a o c o r b a 平台，系统的源代码是采用标准c + + 编写，因此也是跨平台的，从而真 正实现了异构系统中的“即插即用”。 关键宇i e c 6 1 9 7 0c i mc i st s d ah d a i sp i 实时数据库历史数据库 山东大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h i sa r t i c l em a i n l yd i s c u s s e st h ep r o b l e m sa b o u tt h et i m es e r i e sd a t aa c o e s s ( t s d a ) i nt h en e x tg e n e r a t i o ne m s w h i c hi sb a s e do nt h ei e c 6 1 9 7 0 t s d ai so n eo f t h em o s ti m p o r t a n ts e r v i c e si ne m s ，a n di tc a np r o v i d es e r v i c e ss u c ha sd a , s t o r a g e ， p l a y b a c ka n ds u b s c r i b e t h et s d a i n f o r m a t i o nm o d e la n dt h ec o m m o ni n t e r f a c ea t e b e i n gs t u d i e di n t h i sa r t i c l e t h ea r t i c l ea l s op u tf o r w a r dat s d a s e r v e ri m p l e m e n t m o d e lw h i c hi sd e s i g n e di ns e v e r a ll a y e r s d i f f e r e n tw a y so fs t o r a g ei m p l e m e n ta r e g i v e na tt h ee n d o n eo ft h em o s ti m p o r t a n tp r o b l e m sf o rah i s t o r ys e r v e rt oc o n c e r na b o u ti st h e w a yo fs t o r a g e m u l t i l a y e r ss t r u c t u r e sm a k ei tp o s s i b l et oi m p l e m e n tt h es e r v e r i n t e r n a ll o g i c a la n dt h es t o r a g ei n d e p e n d e n t l y s ot h a tw ec a ni m p l yt h es t o r a g ei n d i f f e r e n tw a y sw i t h o u tc h a n g i n gt h ei n t e r v a lc o d eo ft h es e r v e r c o n s i d e r i n g p r o t e c t i n gt h ef o r m e ri n v e s t m e n t ，t s d as e r v e r ss t o r a g ei si m p l e m e n t e di nt w ow a y s o n ei sb a s e do nal e g a c ys y s t e m ，i e s 6 0 0 ，w h o s ed a t ai ss t o r e di no r a c l e a r i t h m e t i c i ss u p p o s e dt om a pt h et s d ai n t e r f a c et ot h ei e s 6 0 0h i s t o r yd a t ap r o c e s s i n gs y s t e m t h eo t h e ri sat o t a l l yn e wd e s i g n ，w h i c hi sb a s e do nar e a lt i m ed a t a b a s es y s t e m n a m e dp i p ii se f f i c i e n ti n r e a lt i m ed a t ap r o c e s s i n gb u ti ti sn o tar e l a t i o n s h i p d a t a b a s e ，s oi ti sn o tc o n v e n i e n tt om a pt oo om o d e l a n das o l u t i o ni sg i v e nt o r e s o l v et h i sp r o b l e m t e s tr e s u l td a t ao ff u n c t i o nt e s t sa n dp e r f o r m a n c et e s t so ft s d as e r v e ra r eg i v e n a tt h ee n do ft h ea r t i c l e ，t os h o wu s a b i l i t yo ft h et s d as e r v e r t s d as e r v e ri s d e v e l o p e di nc + + a n db a s e do i le f c ( r 邑s l a bf o u n d a t i o nc l a s s e s ) m i d d l e w a r e p l a t f o r mi sc o r b a , a n di ti ss o u r c e l e v e li n d e p e n d e n ts y s t e mt h u si tc a np l u ga n d p l a y ( p n p ) i nh e t e r o g e n e o u ss y s t e m k e y w o r d1 e c 6 1 9 7 0c i mc i st s d ah d a i sp ir e a l t i m ed a t a b a s eh i s t o r y d a t a b a s e 3 山东人学硕士学位论文 第1 章绪论 1 1 背景 能量管理系统( e m s ) 是电力企业用于电网经济和安全运行管理的一种计算 机应用系统，其组成主要包括计算机、操作系统、支持系统、数据收集、能量管 理和网络分析。广义的e m s 还应包括调度员培训模拟系统( d t s ) 【矧。 新一代能量管理系统的一个重要特征是采用i e c 6 1 9 7 0 等国际标准。采用公 共信息模型( c o m m o ni n f o r m a t i o nm o d e l ) ，c i m 来替代目前广泛采用的私有数 据模型进行应用之间的数据交互是遵循标准的一个基本要求。国际标准i e c 6 1 9 7 0 ( 草案) 是i e c ( 国际电工技术委员会) 第5 7 技术委员会第1 3 工作组( i e c t c 5 7 ，w g l 3 ) 编写的能量管理系统( e m s ) 应用程序接口( a p i s ) 规范。6 1 9 7 0 系列标准采用一个互联现有应用系统的集成框架，来实现电力自动化系统两种 层次上的集成：控制中心环境中各应用的集成以及各独立系统的集成。实现集成 最根本的问题是标准化，公共信息模型( c i m ) 和组件接口规范( c o m p o n e n t i n t e r f a c es p e c i f i c a t i o n ，c i s ) 是6 1 9 7 0 标准化的主要部分。 标准要求采用面向对象的建模技术统一模型，采用c o r b a 等组件模型实现 分布式系统的互操作，但可灵活实旌。如先实现控制中心多厂家应用软件和应用 系统的应用级“即插即用”，今后进一步在组件化应用软件和应用系统之间实现 组件级的”方法共享”。其目的是使运行在控制中心环境中由不同厂家开发的e m s 应用可以依据标准进行互相交换数据、共享信息同时能够使原有系统通过依据 符合标准的封装与新的应用系统实现互联，这就降低了开发的成本以及投入的时 间。一个基于c i m c i s 的e m s 系统的各个组件主要提供以下服务：通用数据访 问【2 】( g d a ：g e n e t i cd a t a a c c e s s ) ，高速数据访问【4 】( h s d a ：h i g hs p e e dd a t a a c c e s s ) ，时间序列数据访问( t s d a ：t i m es e t i e sd a t a a c c e s s ) 。 国际上已经进行了6 次基于c 1 m c i s 的互操作实验，国内也已经成功举办 了6 次互操作实验，其中第6 次互操作实验主要集中于高速数据访问( c i s h s d a ) 接口测试。 山东大学硕士学位论文 1 2 主要研究内容 本文主要研究i e c 6 1 9 7 0 的4 0 7 部分，时间序列数据的访问，即t s d a 服务 器的研究及实现。其研究主要内容为： 1 t s d a 服务器i d a i s 信息模型的研究 2 t s d a 服务器h d a l s 接口研究 3 t s d a 服务器构架设计 4 数据存储方式研究及存储访问接口设计 i e c 6 1 9 7 0 的4 0 7 部分并没有给t s d a 建立新的内存模型，而是直接引用了 o m g 的工业系统的历史数据访问( h i s t o r i c a ld a t aa c c e s sf r o mi n d u s t r i a ls y s t e m s s p e c i f i c a t i o n ，h d a i s ) 规范。因此需要对h d a i s 的信息模型与接口进行研究， 在此基础上提出t s d a 服务器的设计方案并进行实现。历史数据的存储是本文研 究的重点。不同存储的实现方式直接决定了服务器的性能，高效可用的存储访问 接口是使t s d a 服务器能适应各种存储设旌的关键。本文对不同存储进行了研究 和性能比较。 6 山东大学硕士学位论文 第2 章t s d a 信息模型研究 2 1 基本概念 c l m 公共信息模型( c i m ，c o m m o ni n f o r m a t i o nm o d e l ) 是一个抽象的模型，描 绘典型情况下e m s 信息模型中所包含的公用电力企业中所有的主要对象。模型 包含了这些主要对象的公用类和属性以及它们的关系。6 1 9 7 0c i m 已经扩展为 t c5 7a m ，涵盖了电力系统管理信息模型中所包含的所有主要对象。完整的 c i m 模型较大，其中包含了核心包、量测包、发电包等1 0 个包，总共2 5 1 个类 【3 】。本文涉及的类包主要是核心包和量测包。 c i s c 1 s 规定了组件之间的通用接口，这使各种组件之间互联以及实现组件接入 “即插即用”成为可能。c i s 规定一些接口，应用程序可以用这些接口来促进和其 它独立开发的组件的信息交换。这些接口包括通用数据访问( g d a ：g e n e r i cd a t a a c c e s s ) 接口、高速数据访问( h s d a ：h i g hs p e e dd a t aa c c e s s ) 接口、时间序 列数据访问( t s d a ：t i m es e r i e sd a t a a c c e s s ) 接口等。 对于标准的实现，可以通过两种方式。根据标准的对组件级的软件进行全新 的开发。这样接口的性能可以最大程度的得到保证，但是全新的开发需要大量的 投资。为了保护已有投资，也可以对已有系统进行封套( w r a p p e r ) ，使已有系统 通过适配也符合接口规范，从而实现与c i m c i s 系统的对接。这样做虽然成本 较低，但是无法充分发挥c i m c i s 的特性，在性能上依赖于原有系统。 2 2g d a 通用数据访问( g d a ) 服务是最基本的服务，它为来自独立提供方、访问 c i m 数据的应用程序提供了一种通用的面向请求应答的数据访问服务。 g d a 提供的主要服务为： 读访问 写访问 改变通知事件 7 山东大学硕七学位论文 i e c 6 1 9 7 0 4 0 3 部分给g d a 作用的定位为：“应用程序将通用数据访问 ( g d a ) a p i 作为一个初始化进程或一个偶然的信息同步步骤的一部分来使 用。”除此之外，g d a 也提供一个后台模式独立查询功能，可以用来简化c i m 数据仓库的创建。在面向请求应答g d a a p i 范围之外，其它c i s 方法用于满足 运行系统中应用程序的高性能、实时交互需求和基于事件订阅机制的通用数据交 换。 h s d a 高速数据访问( h s d a ) ，提供在线实时数据的高速数据访问服务。h s d a 服务器首先从g d a 服务器获取数据，然后根据用户定义的视图将数据重新组织 以层次的结构展示出来。展示的层次结构是由数据之间的关联而决定的。因此， 这就为用户提供了一个可视化的信息展示的方式。此外，h d s a 还提供数据订阅 服务，即提供一种信息的及时发布机制。 2 3t s d a 时间序列数据访问( t s d a ) 服务是基本的服务之一，其规范为 i e c 6 1 9 7 0 4 0 7 。4 0 7 部分本身没有制定历史数据访问接口规范，接口规范结合并 引用了o m g ( 对象管理组织) 的工业系统历史数据访问( h d a i s ：h i s t o r i c a ld a t a a c c e s sf r o mi n d u s t r i a ls y s t e m s ) 规范和o p c 的历史数据访问规范。因此，可以 将时间序列数据访问定位于历史数据访问。o m gh d a i s 依赖于o m gd a f 和 o p ch d a 规范。o m gh d a i s 是一个用c o r b a 作为平台的平台特定模型 ( p s m ) ，o p ch d a 是一个用m i c r o s o f tc o m 作为平台的p s m 。i e c6 1 9 7 0 - 4 0 7 规范以技术无关方式描述功能，是一个平台无关模型( p i m ) 。因此它在一个可 被用来创建p s m 或引入到其他已存在的p s m ( 即h d a i s 和o p ch d a ) 的层次 解释功能性。其主要依存的文档o m gh d a i s 和o p ch d a ，也就成为实现者主 要参考的文档。 由于历史的原因，不同行业用的过程控制系统经历了不同的发展路线。电力 系统用的控制系统已经在u n i x 基础上发展起来，而大多数其它行业用的过程 控制系统是在w i n d o w s 基础上发展起来的。o p c 已经成为基于视窗的控制系统 的主导标准。对于基于u n i x 的系统，用公共对象请求代理架构( c o r b a ) 接 口定义语言( i d l ) 定义的d a i s h d a i s a p i 已经开发出来了。d a i s h d a i s 是 8 山东大学硕士学位论文 建立在o p c 基础上的，这样可以得益于o p c 的成功，而且能够容易地桥接到 o p c 。根据这个意图，对象管理组织( o m g ) 1 9 9 7 年开始开发一个和o p c 功 能一样，但是基于c o r b a 的接口。t s d a 具有源于o m gh d a i s 和o p c h d a 的功能，用一种技术中立的方法描述，因此，t s d a 意图成为一个平台独 立模型( p i m ) 。 有了o m gh d a i s 定义的标准的历史数据访问接口规范，便可以实现一个 能够以一种标准的途径与其它应用( 或组件) 交换信息和或访问公开可得数据 的历史数据服务器。本课题的主要目的就是实现一个符合o m gh d a i s 标准的 历史数据服务器。 t s d a 的基本服务就是高效的数据传输。小数量的信息以很短的延迟传输， 大量数据也在短时间内被传输只是可能有稍长一点的延迟。支持时间序列数据的 延迟是作为其它系统的实时数据提供者的s c a d a 系统的典型需求。非s c a d a 的其它系统可同样受益于t s d a 的特征。t s d a 很适合短延时及大量消息传输。： i e c 6 1 9 7 0 4 0 7 时间序列数据访问( t s d a ) 规范给出了高效信息交换的一般化的 接口。考虑到高效数据交换在网络间传输，t s d a 规范还考虑了由局域网造成的 延迟。 在一个公用事业操控系统中，历史数据作为过去及未来时间序列数据仓库的 企业数据仓库( u d w ) 是很重要的组件。u d w 作为客户组件的服务器典型地，t 霉 这样一个系统有下列组件( 见图2 1 ) ： 过程仪表：提供传感器数据和执行能力 远程终端单元( r t u ) 、过程控制或变电站控制系统：读取传感器数 据和控制执行器 过程通信单元；连接r t u 或变电站控制系统 s c a d a 子系统：为操作员、应用或其它系统提供处理过的传感器数 据和执行能力 基于模型的管理系统，如能量管理系统( e m s ) ：使用s c a d a 子 系统来延伸处理和控制 图形用户界面 存储时间序列数据的u d w 9 山东大学硕士学位论文 系统架构如图2 - 1 所示。 图2 1 控制系统架构 图2 2 t s d a 服务器和客户端 u d w 和可能的客户端如图2 2 所示： 数据源记录数据如同s c a d a 记录实时数据，e m s 记录计算结果数据， g u i 记录人工输入的数据： 客户，如g u i ，获取数据以发现、展示、更新、修正 客户，如分析程序，获取数据用于分析和或作为计算的数据 u s w ，典型地包含计算功能以利用已经存储的时间序列数据创建新的结 1 0 山东大学硕士学位论文 果数据。 t s d a 支持订阅和读写操作。订阅的概念示于图2 3 。 建立 i 客户端 l it 丁阅li 通过庐 1 li 服务器 返回数据 图2 3 订阅操作 一个订阅涉及一个发布数据的服务器和多个进行订阅以接收数据的客户端。 这个服务器对它的客户端没有先验的知识，当一个客户端创建一个订阅时服务器 才知道它们。一旦建立了一个订阅，当数据被更新时，服务器就回调客户端。 在客户和服务器间双向传送的时间序列消息其有效载荷组成为： 一个项标识：唯一标识服务器中的i t e m 时标数据，每个值的组成为： _ 一个数据值 该数据值的质量码，即该值是否可靠。如果该值是坏的，这个质量 还要指出该值为什么坏的理由。默认的质量码是“g o o d ”，即该值 是合格的 一个时标，如果是过去的值，指示该值是何时记录，或者是该值是 未来的一个计划值 如果一个带时标的值可以替换一个已经存在的值，从客户传递到服务器的消 息也可包含附加信息，也就是说应当创建一个项修正值。 历史数据服务器向客户端应用程序提供了历史数据访问服务。这里的历史数 据，即时间序列数据，是指在某一时间段内测量或计算得到的能量管理系统某一 状态变量的时间序列值。通过服务器提供的服务，客户端可以了解服务器中所有 的数据节点以及数据项( 数据节点和数据项都是o m gh d a i s 所定义的术语) ， 了解服务器所支持的信息模型，同步或异步读取历史数据，而且，客户端还能够 通过订阅的方式回调服务器的事件驱动数据传输接口。 山东人学硕十学位论文 图2 4 t s d a 服务器访问顺序图【1 l 2 。4h d a l s 信息模型 本章从h d a i s 接口角度描述数据模型，如图2 - 5 所示。 n o d e 表示对象，节点在节点树中是以层次结构组织的。一个节点对应 于现实世界中的一个对象( 例如t a n k _ 2 0 0 , t r a n s f o r m e r _ 3 ，m e a s u r e m e n t _ 1 0 0 等) 。每个节点都有一个类型( t y p e ) ，这个类型描述了本节点代表的对象的 种类( 例如t a n l 【类，t r a n s f o r m e r 类，m e 咖r c l n e n t 类等) 。一个节点还可 以具有多个属性值，我们称其为项。项在节点树中属于叶子节点。对于一个 量测( m e a s u r e m e n t ) 节点，其典型的项有量测值( m e a s u r e dv a l u e ) ，极限 值( l i m i tv a l u e s ) 等。类型还规定了本类型节点都具有哪些属性( p r o p e r t y ) ， 以及子节点的类型限制。 山东大学硕士学位论文 图2 二5 h d a i s 信息模型【6 1 项对应于类型的属性在某个节点的实例，它是通过属性描述的。子节点 的类型通过其类的关联属性来进行限制。也就是说如果节点的类型只与类型 a 有关联，那么节点的子节点也只可能是类型a 的节点。这个数据模型与 d a i s 的d a 模型用相同。 每个项都能表示一个相应的属性按时间排列的序列，称之为项值序列 ( i t e mv a l u e s ) 。这一点与d a i s 不同，因为d a i s 的每个项只能表示一个时 刻的属性的取值。h d a i s 的项对应的属性值，都有一个时标和一个质量码。 时标、质量码和数据值组成三元组描述了一个历史数据值。每个时间序列都 有开始的项值( i t e m v a l u e ) 和一个结束的项值，这些项值被称为边界值。序 山东大学硕士学位论文 “ 列的时问是由第一个项值和最后一个项值的时标决定。开始时标和结束时标 形成了时间间隔。 我们有可能去修正一个历史数据值( 比如去修订一个错误的项值) 。模 型中的m o d i f i e d l t e m v a l u e 类，可以描述这种情况。但是，这不是必须的， 服务器可以选择是否支持这种对历史数据的修改的历史作记录。本文中 t s d a 服务器支持历史数据的记录。 有时候可能需要对某个项值添加备注信息，模型中a n n o t a t i o n 类，就 可以描述注释。它同样是时间序列数据，一个描述必须关联一个时问值。 每个h d a i si t e m 可以有多个i t e m a t r t i b u t e s 来描述对i t m e v a l u e 的处理 ( 例如，i t e m v a u l e s 是否正在被记录) ，规范中提供了一组默认的 i t e m a t t r i b u t e 定义。由于可能随时间的变化而改变，所以它也有一个时间序 列组成的i t e m a t t r i b u t e v a l u e s 。每个i t e m a t t r i b u t e v a l u e 由一个值和一个时标 组成。项属性定义( i t e m a t t r i b u t e d e f i n i t i o n ) 描述了每个i t e m a t t r i b u t e 。对 于服务器，它默认给所有的属性提供一组公有的i t e m a t t r i b u t e d e f i n i t i o n s 的 集合，也就意味着所有的项对于所有定义的i t e m a t t r i b u t e d e f i n i t i o n s 总是具 有i t e m a t t r i b u t e s 。但是，项的i t e m a t t r i b u t e 可以没有值( i t e m a t t r i b u t e v a l u e s ) 的。 聚合( a g g r e g a t e ) 的定义描述了对一个时间序列所能进行的计算。t s d a 不仅提供对原始数据的访问，给定采样率，我们还可以获取数据的统计值。 例如，我们可以以一小时为单位，获取历史数据的每小时的最大值，最小值， 数目等，服务器就会返回相应值的时间序列。 山东人学硕十学位论文 第3 章t s d a 服务器h d a i s 接口研究 表3 - 1 是h d a i s 指定的兼容点。其中h d a ：s c r v e r 接口和h d a ：s c s s i o n 接口是强制的，其余的则是可选的。 表3 1 h d 舢s 兼容点 c o n f o r m a n说明 c e p o i n t a s y n c h r o n o u sa c c e s s b a s y n c h r o n o u sa c c e s s 项值读 d a i s ：h d a ：v a l u e l o ：s y n c r e ad a i s ：h d a ：v a l u e l o ：a s y n c r e a d i r e a ddd a i s ：h d a ：、，a l u e l o ：c a u b a c k 2 u p d a t e 项值更 d a i s ：h d a ：v a l u e i o ：s y n c u p d ad a i s ：h d a ：v a l u e l o ：a s y n c u p d a t e 新 k d a i s ：h d a ：v a l u e i o ：c a u b a c k d 朋s ： m a ：m o d j 丘c d v a l u e l 0 ：s d a i s ：h d a ：m o d i f i c d v a l u e l o ：a s y n c y n c d a i s ：h d a ：m o d i f i e d v a l u e l o ：c a n b a c k 3 a t t r i b u t e s 属性读d a i s ：h d a ：i t e m a t t f i b u t e l o ：s d a i s ：h d a ：l t e m a t t r l b u t e l o ：a s y n c y n c d a i s ：h d a ：i t e m a t t r i b u t e l o ：c a l 】b a c k d a i s ：h d a ：i t c m a t t r i b u t e ：i i 壬o d a i s ：h d a ：i t e m a t t r i b u t e ：i o m e m 4 注释读 d a i s ：h d a ：a n n o t a t i o n i o ：s y nd a i s ：h d a ：a n n o t a t i o n l o ：a s y n c a n n o t a o b sed a i s ：h d a ：a n n o t a t i o n l 0 ：c a l l b a c k 5 p i a yb a c k 回放n k d a l s ：h d a = ：v a l u e l o ：p l a y b a c k d a i s ：h d a ：v a l u e l o ：p l a y b a c kc a l l b a c k 6 d i s c o v e r y数据发 d a i s ：h d a ：b r o w s en ，a o f d a t a 掘n a i s ：h d a ：b r o w s c ：n o d e ：l h o m e d a l s ：h d a ：b r o w s e ：i t e m ：l h o m e d a i s ：h d a ：b r o w s e ： a g g r e g a t e ：l h o m e 7 d i s c o v e r y模式发d a i s ：t y p e ：l h o m e n a o f s c h e m a掘 d a i s ：p r o p e r t y ：i h o m e 8d i s c o v e r y历史模d a l s ：h d a ：b r o w s c ：l h o m e ：d a i s ：h d a ：b i o w s c ：i h o m e ：b r o w s e o fo b j e c t sf o r型挖掘b r o w s eb a s e _ t i m eb a s e t i m e p a s tt i m e s 表3 1 中，行对应着兼容点，列表示访问模式是同步还是异步。兼容点 既可以支持同步又可以支持异步，或者两者都支持。 兼容点1 读操作是强制的，而其他兼容点都是可选的。下面的兼容点可 以以任何形式的组合出现。 同步读s y n c h r o n o u sr e a d ( 1 a ) 1 5 山东大学硕士学位论文 异步读a s y n c h r o n o u sr e a d ( 1 b ) 同步更新s y n c h r o n o u su p d a t e ( 2 a ) 异步更新a s y n c h r o n o u su p d a t e ( 2 b ) 同步读取属性值s y n c h r o n o u sa t t r i b u t e s0 a ) 异步读取属性值a s y n c h r o n o u sa t t r i b u t e s ( 3 8 ) 同步读写注释s y n c h r o n o u sa n n o t a t i o n ( 4 a ) 异步读写注释a s y n c h r o n o u sa n n o t a t i o n ( 4 b ) 回调p l a y b a c k 数据发掘d a t ad i s c o v e r y 模式发掘s c h e m ad i s c o v e r y 历史数据挖掘p a s tt i m ed i s c o v e r y h d a i s 服务器的实现者可以选择服务器实现同步兼容点( a 列相关接 口) 还是异步兼容点( b 列相关接口) 。其最小模式必须实现a 1 ，b 1 其中 之一。当然，最好既支持同步兼容点又支持异步兼容点。而t s d a 服务器则 同时实现了同步异步接口。 h d a i s 提供了专门的方法来返回服务器的服务能力。对应的方法为： 山东大学硕+ 学位论文 d a i s ：s u p p o r t e d f u n c t i o n st s d a _ s e r v e r i m p l ：s u p p o r t e d - f u n c t i o n s ( ) r e t u r nd a i s ：d a i s d a t a _ a c c e s s ： ) d a i s ：) a ：h 1 ) a s u p p o r t e d f u n c t i u n st s d a _ s e s s i o n l m p l s u p p o r t e d f u n e t i o n s ( ) l d a i s ：h d a ：h d a s u p p o r t e d f u n c t i o n sf u n c t i o n = 0 ； f u n c t i o ni - d a i s ：h d a ：r e a d s y n c ；一同步读 f u n c t i o ni - d a i s ： m a ：r e a da s y n c ； 异步读纠 f u n c t i o n | - d a i s ：1 1 1 ) a ：u p d a t es y n c ； 件同步写 f u n c t i o nl = d a i s ：b d a ：u p d a t e a s y n c ：序异步写形 f u n c t i o n 卜d a i s ： m 犯：a n n o t a t e s y n c ； 注释的同步访问车 f u n c t i o n | ：d a i s ：m ) a ：a n n o t a t e _ a s y n c ； 女注释的异步访问 f u n c t i o n | - d a i s ：i d a ：p l a y _ b a c k ： 序数据回放 f u n c t i o n 卜d a i s ：皿a ：d a t a _ d i s c o v e r y ； 数据发掘 f u n c t i o nf _ d a i s ： m 嘎：s c h e w a _ d i s c o y e r y ； 模式发掘 以下三种访问t s d a s e r v e r 暂时不支持 f u n c t i o ni _ d a i s ：h d a ：a t t r i b u t ea c c e s s _ s y n c ；卅直属性同步访问 f u n c t i o n | = d a i s ：h d a ：a t t r i b u t e _ a c c e s s _ a s y n c ； 值属性异步访问 f u n c t i o n 卜d a i s ：彻a ：p a s t j i m e 一0 b j e c t d i s c 0 v e r y ： 对象历史发掘$ r e t u r nf t m e t i o n ： h d a i s 在时间序列数据的管理功能方面对d a i s 进行了扩展。服务器 客户对象有d a i s ：h d a ：s e r v e r ，d a i s ：h d a ：s e s s i o n 和 d a i s ：h d a ：c a l l b a c k 。h d a i ss e r v e r 以继承的方式扩展了d a i ss e r v e r 的功 能，因此，h d a i s 的h d a i sd a i s ：h d a ：s e r v e 同样是d i a l sd a 或a & e ( 警告和事件) 服务器。而h d a i s 中的d a i s ：h d a ：s e s s i o n 也是继承于 d a i s ：s e s s i o n 的。客户端在实现中可以将h d a i sd a i s ：h d a ：s e s s i o n 对象 连接到一个d a i s ：h d a ：c a l l b a c k 回调对象。一个客户端可以创建多个 d a i s ：h d a ：s e s s i o n 对象，如果有回调，每个d a i s ：h d a ：s e s s i o n 对象都应 该有自己独立的d a i s ：h d a ：c a l l b a c k 对象。d a i s ：h d a ：c a l i b a c k 实现了数 据访问对象相关的一系列接口。 3 1服务器和客户端对象 d a i s ：h d a ：s e r v e r 是最基本的h d a i s 服务，会话对象便是从 d a i s ：h d a ：s e r v e r 对象中获取的。服务器和客户端对象有： h d a i s s e r v e r 1 7 山东大学硕士学位论文 h d a i s s e s s i o n h d a i s c i i e n t d a i s ：h d a ：s e r v e r 对象一般是持久稳定的，可以通过命名或者事务服务来 访问它。通过d a l s ：h d a ：s e r v e r 对象，可以创建会话来访问实时数据( d a ) 和历史数据( h a d ) 。它实现了h d a i s 服务，并继承于d a l s ：s e r v e r 。因此 d a i s ：h d a ：s e r v e r 支持视图的方式与d a i s ：s e r v e r 相同。d a i s ：h d a ：s e s s i o n 对象基于每个客户端实现了数据访问服务。它通过不同的单体提供了一系列服 务。每个单体提供了某种数据的操作接口。d a i s ：h d a ：s e s s i o n 对象继承并实现 了d a i s ：s e s s i o n 和d a i s ：h d a ：c o n n e c t i o n 的接口。对于客户端，它可以实例 化一个或多个d a i s ：h d a ：s e s s i o n ，如果使用回调，每个会话对象应该关联一个 回调对象。数据访问方法是由会话对象来实现的。此外历史数据访问会话对象还 从d a i s ：s e s s i o n 继承了会话关闭的回调和会话状态，同时，它也实现了 c o n n e c t i o n 接口。 d a i s ：h d a ：c a l l b a c k 接口是由客户端来实现的，因为它需要从服务器接收 回调信息。如果客户端仅仅用同步访问，那么就不需要这个对象。如果要使用回 调对象，则每个会话必须对应一个单独的回调对象。 3 2 连接接口 与d a i s 不同，h d a i s 没有订单( g r o u p ) 的概念，时间序列连接的确立是 通过服务器和客户端相互交换句柄实现。 连接( d a i s ：h d a ：c o n n e c t i o n ) 接口用来确立管理服务器和客户端的句柄 之间的双向关联，提供创建、移除、有效性判断等服务，回调、异步操作的取消 也是在这里实现。在h d a i s 接口中没有直接创建c o n n e c t i o n 的相应方法，连接 直接通过其派生类会话实现。连接接口是数据访问接口的基础，这些接口通过句 柄来标识项，因此要求在数据访问之前d a i s ：h d a ：c o n n e c t i o n 已经建立了客户 端句柄与服务器句柄的关联。 3 3 浏览接口 在t s d a 中，会话是浏览对象( b r o w s e ：i h o m e ) 的容器。浏览接口由各个 数据类型的浏览根对象组成，如表3 2 ： 1 8 山东大学硕士学位论文 表3 2 数据浏览的根对象 浏览