基于状态表决的安全计算机数据库更新算法探究

路春辉

（广东工程职业技术学院 信息工程学院，广东 广州 510520）

基于状态表决的安全计算机数据库更新算法探究

路春辉

（广东工程职业技术学院 信息工程学院，广东 广州 510520）

基于安全计算机数据库更新机制的现状，采用对数据库中的数据状态而不是对数据库中的信息更新的方法，对其算法进行了研究，提出了安全计算机数据库更新的算法及可能出现的问题，提高了安全计算机数据库的更新速率和计算机远行的安全性、可靠性.

状态表决；安全计算机；数据库更新；算法探究

0 引言

当前，随着中国经济的发展和信息技术水平的提高，各行各业对计算机系统的依赖越来越大，计算机系统不仅广泛应用于数据计算、银行、学校、餐饮等所有服务行业，还应用于电力、军事、航天等尖端科技产业，这些行业对计算机系统的安全可靠性要求非常高，能否安全可靠地运营对人民的生命和财产安全影响颇大.因此，必须要采取非常有效的办法对安全计算机数据库更新机制进行不断改进和完善.以前业界也采取了多种办法来保证计算机数据库更新的安全可靠，比如传统使用的是一种数据库更新系统结构叫做三取二[1]，这些方法对于处理普通数据信息的效率是非常高的，但在更新较为复杂的数据库的信息数据时，这种各个系统分别独立地进行更新的方式，无法较为全面地对多个数据库进行及时地更新和表决，找出一种更快的更新方式就显得十分必要了.

1 传统的安全计算机数据库更新机制

1.1 三取二结构的内涵

三取二结构一般的成分是3个计算机的系统，这3个系统在运行过程中相互之间并不存在干扰，然后通过调试，使它们可以同时运行，所需的时间和速度都保持一致，当3个系统在每一次循环运行之后产生了相应的数据信息之后，就可以通过三分之二的表决方式产生最终的数据结果，即3个系统在运行过程中所产生的数据信息不一致时，如果1个系统计算数据和其他两个系统的数据不一致时就弃之不用，而选用其他两个系统计算出的数据，如果3个系统计算出的数据信息都不一致的时候就重新运算，直到得出的数据有两个以上一致为止.

1.2 三取二结构的优点

一个安全计算机数据库系统在运行过程中可能遇到这样那样的问题，这些问题可能很容易解决，也可能被及时地检查出来但是无法得到有效的解决，还有可能根本无法检查出来.三取二结构对于系统产生的错误具有很强的包容性，即在系统运行过程中所产生的数据信息虽然有一些误差，但是因为三分之二的表决方式，因此并不影响系统最终的准确结果.三取二结构在应用到一般的小范围的数据时，会对数据依次做出表决，准确性特别高，因此能够取得良好的运用效果.

1.3 三取二结构的缺点

在面对繁杂的范围较大的数据库的时候，三取二结构的弊端就暴露无疑.因为这3个系统在进行数据库更新的时候只是独立进行，一般通过1个检验的方式对数据信息进行增加、减少、删除等更新操作，而在面对巨大的数据库信息的时候，其无法在3个计算机数据库系统中建立有效的联结，对于计算机数据库更新的错误也无法及时检测出来.

2 基于状态表决的安全计算机数据库更新机制

2.1 基于状态表决的安全计算机数据库更新机制的优点

当安全计算机对数据信息进行依次更新的时候，如果逐字逐句的表决，就会造成对中央处理器的大面积占用，这样就可能导致安全计算机无法对其他数据库的信息资料进行有效表决，任务不能按时按量顺利进行，而且这些数据信息需要进行复杂的传送过程，又可能会造成数据信息产生错误传送[2].因此，在对大规模的数据信息进行表决的时候，最好的方法就是将其改变成一些容量较小的内容进行迅速有效的表决，基于状态表决的安全计算机数据库更新机制应运而生.

2.2 基于状态表决的安全计算机数据库更新机制的结构

这种数据库更新依据的状态按结构可分为容量、型号和状态这3种成分，在进行数据库更新表决的时候所依据的就是这3种成分.在进行表决的时候，多个计算机系统中的容量和型号是相同的，但是第3个状态成分则存在着很大的差异[3].在对第3个状态成分进行表决之后，可能会出现几种不同的结果：一种是指这一安全计算机数据库可以使用，第二种是指会显示这一安全计算机数据库在进行增加、减少或者删除等更新程序，最后一种就是指这一安全计算机数据库漏洞比较多，不可以使用.

基于状态表决的安全计算机数据库更新机制一般包括很多部分，一部分是对设备对象进行操控保护的部分，这一部分对安全可靠性要求非常严苛；一部分是对设备的自动化进行负责，还有一部分，就是负责安全计算机对外界进行沟通和交流的部分.

2.3 基于状态表决的安全计算机数据库更新机制的运行程序

在对这种基于状态表决的安全计算机数据库进行更新的程序步骤一般分为三步，第一步就是对数据库进行更新，将原始状态转变为更新后的状态；第二步如果更新顺利的话，就可以将更新后的状态一直保持下去，如果更新没有成功的话，就要将此步骤重新反复进行；第三步就是当更新顺利进行后，就可以结束此更新.

这种基于状态的表决需要多个系统的数据信息改变后的状态要和其中每一个计算机系统数据库中的数据信息的内容和状态都要保持高度一致.一般数据库可能在更新的时候会出现问题，有可能会导致传送的数据信息资料发生遗漏或者错误，这时候就需要对此种问题进行有效的解决，解决方式有多种，但最重要的还是要加以预防，防止这种现象的出现[4].一般可以对这些压缩的状态进行一个编码，将这些状态进行分类和加以号码进行编排，另一种方法就是对每一类状态中的数据信息都进行严格的校对和检查，或者在整个系统更新后对其进行全面的检查.

一般流程是先由操作人员向处理器发送请求，然后当处理器接收到操作人员发送的数据信息的时候，就判断这一状态的号码是否是符合先前编排的要求，如果号码正确，就可以开始对数据信息进行检查更新，如果号码不正确而没有通过检查，这时候就只能丢弃这一数据信息，要求操作人员重新发送数据信息.按照以上步骤，逐步对数据进行检查更新，当检查到最后一类状态之后，就可以对整个安全计算机数据库进行整体全面的检查，如果检查通过，就可以完成整个的更新工作，如果没有通过，就将每一个状态的号码都重置，按照更新流程重新进行更新.在此过程中，不可忽略的是要在整个更新程序之前设置一个程序，防止计算机系统因为出现一些故障没有被及时发现和处理而导致整个安全计算机数据库更新不间断地处在运行状态，这个程序的功能就是当安全计算机数据库更新系统运行特定的一段时间后仍然没有得到操作人员相关的指令的时候，就显示超出一定时间，需要操作人员重新发送指令的提示；如果操作人员没有继续根据提示作出指令的话，系统就可以显示更新结束，如果操作人员根据提示作出指令的话，就可以继续进行更新.这是对安全计算机数据库更新系统强有力的保护[5].

3 安全计算机数据库更新的算法及可能出现的问题

3.1 设计对安全计算机数据库更新的算法

第一需要考虑信息在传输过程中一定要具有稳定性，采用的办法就是对这一信息资料的提取加强准入验证，即只有经过授权的用户才能够提取信息资料；第二就是要保证传送的信息资料一定要准确全面，这就要将信息资料全部提取出来，不能有错误和遗漏；第三就是要保证信息资料要不断地更新换代，同实际发生的情况相一致；第四就是要保证信息资料所属的类别的号码不能发生错误.

假如有1，2，3号安全计算机数据库更新系统，当它们运行后产生的数据库更新结果一致的时候，一般会有3种不同的组合方式，可能是1号和2号系统结果一致，或者是2号和3号一致，或者是1号和3号一致；而当更新结果有两种状态的时候，就有可能有6种不同的组合结果；而当更新系统有3种不同的结果的时候，就只有1种组合方式.综上可知，这3个安全计算机数据库更新系统在运行后产生的结果的组合数目是10种，一般只要得出的结果的安全性高，就将此结果作为最终的结果.当然，安全计算机数据库在更新的时候是不能运行其它程序的，必须等待更新完成之后，再继续进行其他的程序，这时候，就可以体现出其优势，如果其中的1个系统出现了问题，就可以转成其他的模式让其他的两个系统继续运行.

3.2 借鉴蛋糕店算法

蛋糕店算法就是借鉴了消费者在蛋糕店里消费的时候会排队买蛋糕的情况，消费者在进入蛋糕店以前，要先抽签决定次序，根据抽到的号码进行排队.根据这个原理，在应用到实际的数据库更新算法中，就可将程序中的进程按照一定的次序进入到更新系统中，如果号码相同，就要采用互相排斥的规则进行筛选，如果号码不同，就按照一定的次序进行处理，这样限制更新系统的访问权限，当获得访问权限以后，才可以进入到下一个区域进行下一程序，这种互相排斥的数量是可以随时控制的，从而可以使1个中央处理器在同一时间段处理一定量的数据，防止因内存占用过大而影响各个进程的有效进行.

3.3 对基于状态表决的安全计算机数据库进行更新

一般对其更新以后显示出的结果同安全计算机数据库中的实际状态相一致，即显示出的结果表明更新已经顺利完成，实际上数据库的确顺利地被更新；同时，也可能会出现更新以后显示出的结果同安全计算机数据库中的实际状态不相一致的情况，即显示出的结果表明更新已经顺利完成，但是实际上数据库里的信息资料没有更新完全或者更新出现了错误，或者显示出的结果表明更新没有获得成功，但实际上更新已经顺利完成了.后两种情况是这个系统出现了问题，虽然最后一种情况也是系统出现了问题，但相对来说，系统还算比较安全.

总之可以表现为几种不同的结果状态：一种是正常准确地对安全计算机数据库进行更新；一种是出错了以后转为其他的状态；一种就是虽然更新出现了问题，但是仍然不会影响计算机系统的安全性能；一种就是更新出现了问题，而且会导致系统处于危险状态.通过建立对出现的问题进行树状分析，可以得知基于状态表决的计算机数据库更新的表决安全可靠性都显示出一定的规律，就是其与工作运行时间的关系呈现负相关的关系，即工作运行时间越长，安全可靠性越低；时间越短，安全可靠性越高，而安全性能的这个数值一直在0.999附近，而从大约5.9×105h之后，这个数值将保持稳定，不再有较大浮动的变化；可靠性能这个数值一直在零附近，在同样的时间之后，这个数值将保持稳定，不再有较大浮动的变化.

4 结语

基于状态表决的数据库更新算法的机制可以有效地改善传统的数据库更新方式中存在的无法适应大规模数据信息的问题，具有广泛的应用前景.该机制的算法虽然在理论上已经得到了演算和推论结论，但是实际的应用和具体的实验操作并不多，因此，探索该机制在实际生产生活环境中的应用效果是今后将要努力的目标，不断提高其精度广度对提高安全计算机的安全可靠性，保证其顺利运行起着举足轻重的作用.

[1]丁强，陈祥献，黄海.基于状态表决的安全计算机数据库更新算法[J].计算机工程，2013，（3）：18-19.

[2]杨毅.安全计算机系统的输出模块设计及其可靠性与安全性研究[D].杭州：浙江大学，2012：27-28.

[3]黄涛，陈祥献，黄海.基于三取二冗余结构的安全计算机系统[J].计算机工程，2011，（18）：254-256.

[4]武治国.刍议计算机数据库的安全防范措施[J].中国科技信息，2012，（23）：85-87.

[5]胡春亚.计算机数据库的管理技术及其应用[J].电脑开发与应用，2012，（11）：84-86.

(责任编辑 李健飞）

A Study of Database Update Algorithm for Safety Critical Computer Base on Status Vote

LU Chun-hui
（Department of Information Engineering，Guangdong Vocational Engineering Polytechnic，Guangzhou，Guangdong 510520，China）

This paper introduces the present situation of safety critical computer database update mechanism which adopts a database update algorithm for safety critical computer based on status vote.It not only increases the efficiency of the updating speed of safety critical computer database，but also guarantees the safety and reliability of the computer.

status vote；safety critical computer；database update；algorithm study

TP309.2

：A

：1673-1972（2014）03-0039-04

2014-01-08

路春辉（1979-），女，吉林吉林人，讲师，主要从事计算机科学与技术研究.