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电子发烧友网>电子资料下载>嵌入式开发>一种新的嵌入式内存数据库的设计

一种新的嵌入式内存数据库的设计

2017-10-26 | rar | 0.6 MB | 次下载 | 1积分

资料介绍

 随着硬件的发展,内存的容量在不断扩大,人们长期思考的将全部或大部分数据存放在 内存中运行成为可能。同时,嵌入式设备在日常生活中得到广泛应用,如何对其内部日益繁 多的数据进行管理显得很关键。当前嵌入式内存数据库产品很多,大多数产品由于各方面的 限制,在性能和市场前景方面表现欠佳。在嵌入式内存数据库研究领域,新的存储与索引方 法被不断提出,同时面向对象的程序设计语言java作为当前主流开发语言,在多线程和死锁 处理方面有其独特之处,为提出新的嵌入式内存数据库的设计方法,及基于事务模型的恢复 方法提供了可能。
  1嵌入式内存数据库概述
  嵌入式内存数据库的设计一般采取两种思路:一种是对传统的大型数据库进行裁剪和改 进,很多处理问题的方法仍采用传统数据库的方法,某些方法在嵌入式内存数据库不适用则 做些稍微改进,这种思路没有逃离传统数据库设计思想的束缚。另一种则是根据嵌入式内存 数据库自身的特点,提出新的体系结构,存储结构和恢复机制,以满足嵌入式内存数据库的 要求。目前,第二种方法被普遍采用和推崇,本文新的设计方法就采用后者。
  一种新的嵌入式内存数据库的设计
  1.2嵌入式内存数据库的体系结构
  在新的体系结构中,我们采用关系数据模型,最上层提供外部查询接口,支持多种常用 语言如C,java等语言连接数据库。第二层是对SQL语句进行解析的查询命令分解与优化层, 这一层下面是两个重要的模块:数据组织与管理和事务管理器。其中,数据组织与管理模块 完成常用的索引和数据组织工作,事务管理器具有创建事务,调度事务,回收事务的功能。 内存工作区是该体系结构最重要的模块,全部数据操作及日志处理在这里进行,它在事务处 理时为每一个事务分配一个内存工作区,其中存放数据和日志。日志管理器管理内存工作区 中的日志,而恢复管理器则在系统出现故障时起作用。该数据库大部分操作在内存工作区中 运行,只有当发生检查点操作和数据库备份,及系统恢复时才与外面的磁盘打交道,因此该 数据库是典型的嵌入式内存数据库。上述体系结构图如图1所示:
  一种新的嵌入式内存数据库的设计
  2.数据的存储与索引
  嵌入式内存数据库通常在内存受限的环境中进行,CPU能直接操纵内存中的数据,且数 据经常由于各种故障而丢失。因此合理的有效利用内存资源,减少内存开销和CPU指令数, 使内存空间得到高效利用很关键,为此我们引用了一种新的存储与索引方法——T树。
  T树是将AVL树和B树结合在一起而得出的一种新的数据结构,T树也是一种二叉树,只不 过每个结点(称为T结点)都包含多个元素。每个T结点都包含一系列从小到大排序后的元素和 三个指针,指针分别指向父结点和左右结点。某一T结点A的左结点中必会包含比A结点中最 小元素小的最大元素,而A结点的右结点中必会包含比A结点中最大元素大的最小元素。因为 是二叉树,所以T树具有AVL树固有的二分查找特性,又因为每个结点包含多个元素,其又包 含了B树良好的更新和存储特性的优点。对T树来说,因插入和删除数据所造成的数据移动通 常可以局限在一个结点内进行,和AVL树一样,T树也是通过旋转来使树达到平衡的, 但其所 需要的旋转操作的次数远少于AVL树[ 2 ]。
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