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Integrating a Database Into a Real-Time Communication System: Optimizing Performance and Reliability in Defense Industry Applications
KTH, School of Electrical Engineering and Computer Science (EECS).
2024 (English)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesisAlternative title
Integration av en Databas i ett Realtids Kommunikationssystem (Swedish)
Abstract [en]

In military surveillance and combat systems, real-time data needs to be accessible quickly and reliably by multiple processes simultaneously. In a defense industry context, reliability and performance are crucial factors. A case study is conducted on a legacy system at Saab which handles real-time data in application-specific structures. By integrating a relational database into this system, the goal is to increase the volume of data the system can handle. To evaluate this possibility, a prototype is developed that features an Ada server and a Java client from the legacy system, as well as an additional PostgreSQL database to manage the data. A challenge is that the database as well as the software handling the database connections need to be adapted to the original system. The maximum data volume of sending and modifying data through the prototype is measured and compared to the performance of the original system. This report shows 1) insights on how to integrate a database into systems featuring legacy components written in Ada and Java as well as 2) insights into the performance benefits of handling quickly changing real-time data in a relational database. The result is that the bandwidth in the prototype is 725% higher than in the original system.

Abstract [sv]

Militäriska övervaknings- och stridsledningssystem kräver tillgång till realtidsdata så fort som möjligt från flera processer samtidigt. Även prestanda och pålitlighet är viktiga faktorer för applikationer i försvarsindustrin. En fallstudie genomförs på ett befintligt system på Saab som numera hanterar data i applikationsspecifika strukturer. Möjligheten av integreringen av en relationsdatabas undersöks som ska öka prestandan i systemet. En prototyp utvecklas i syfte att undersöka denna fråga. Prototypen består av en Ada server och en Java klient från det befintliga systemet såväl som en ny PostgreSQL databas som hanterar realtidsdata. En utmaning är att alla processer i datahantering ska vara anpassade till det nuvarande systemet. Prestanda tester genomförs i prototypen för att utreda den maximala datavolymen som prototypen kan hantera. Resultaten jämförs med den maximala prestandan i det befintliga systemet. Denna rapport visar 1) aspekter för integrationen av en relationsdatabas i ett befintligt realtidssystem med komponenter i Ada och Java såväl som 2) resultat om prestanda ökningen genom att hantera realtidsdata i en relationsdatabas. Det visas att bandbredden i prototypen är 725% större än bandbredden i det nuvarande systemet.

Abstract [de]

Militärische Überwachungs- und Kommunikationssysteme erfordern Zugriff auf Echtzeitdaten, welche schnell und von mehreren Prozessen zugleich erreichbar sind. Applikationen für die Verteidigungsindustrie erfordern einen hohen Grad von Leistung und Zuverlässigkeit. Eine Fallstudie wird an einem vorhandenen System von Saab durchgeführt, in dem momentan Echtzeitdaten in applikationsspezifischen Strukturen gelagert und verarbeitet werden. Um die Leistung dieses Systems zu verbessern, wird die Integration einer relationalen Datenbank in Betracht gezogen. Um diese Möglichkeit genauer zu untersuchen, wird ein Prototyp zu Studienzwecken entwickelt. Dieser Prototyp besteht aus einem Ada Server und einem Java Klienten des Altsystems, sowie einer PostgreSQL Datenbank, welche für das Testsystem entwickelt wird und welche die Lagerung der Echtzeitdaten abwickelt. Eine Herausforderung ist, dass alle Prozesse des Prototyps sowie das Datenformat an das Altsystem angepasst werden müssen. Die maximalen Kapazitäten des Prototyps werden durch Tests ermittelt und mit denen des Altsystems verglichen. Diesese Arbeit zeigt 1) Einblicke in die Integration eines relationalen Datenbanksystems in Altsysteme mit Komponenten in Ada und Java sowie 2) Ergebnisse über die potenzielle Leistungssteigerung eines Systems durch die Lagerung von Echtzeitdaten in einer relationalen Datenbank. Die Resultate zeigen, dass die Bandbreite des Prototyps 725% höher ist als die des bisherigen Systems.

Place, publisher, year, edition, pages
Stockholm: KTH Royal Institute of Technology , 2024. , p. 46
Series
TRITA-EECS-EX ; 2024:302
Keywords [en]
Database Integration, Real-time Systems, Ada, Communication Technology, Defense Systems
Keywords [de]
Datenbank Integration, Ada, Echtzeitsysteme, Kommunikationstechnik, Verteidigungssysteme
Keywords [sv]
Databas Integration, Realtidssystem, Ada, Kommunikationsteknik, Försvarssystem
National Category
Computer Sciences Computer Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-350929OAI: oai:DiVA.org:kth-350929DiVA, id: diva2:1885511
External cooperation
Combitech AB, Saab AB
Educational program
Bachelor of Science - Simulation Technology and Virtual Design
Supervisors
Examiners
Available from: 2024-08-16 Created: 2024-07-23 Last updated: 2024-08-16Bibliographically approved

Open Access in DiVA

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File name FULLTEXT01.pdfFile size 1666 kBChecksum SHA-512
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Type fulltextMimetype application/pdf

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By author/editor
Wälken, Antonia Sophia
By organisation
School of Electrical Engineering and Computer Science (EECS)
Computer SciencesComputer Engineering

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