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電子發燒友網>電子資料下載>嵌入式開發>一種新的嵌入式內存數據庫的設計

一種新的嵌入式內存數據庫的設計

2017-10-26 | rar | 0.6 MB | 次下載 | 1積分

資料介紹

 隨著硬件的發展,內存的容量在不斷擴大,人們長期思考的將全部或大部分數據存放在 內存中運行成為可能。同時,嵌入式設備在日常生活中得到廣泛應用,如何對其內部日益繁 多的數據進行管理顯得很關鍵。當前嵌入式內存數據庫產品很多,大多數產品由于各方面的 限制,在性能和市場前景方面表現欠佳。在嵌入式內存數據庫研究領域,新的存儲與索引方 法被不斷提出,同時面向對象的程序設計語言java作為當前主流開發語言,在多線程和死鎖 處理方面有其獨特之處,為提出新的嵌入式內存數據庫的設計方法,及基于事務模型的恢復 方法提供了可能。
  1嵌入式內存數據庫概述
  嵌入式內存數據庫的設計一般采取兩種思路:一種是對傳統的大型數據庫進行裁剪和改 進,很多處理問題的方法仍采用傳統數據庫的方法,某些方法在嵌入式內存數據庫不適用則 做些稍微改進,這種思路沒有逃離傳統數據庫設計思想的束縛。另一種則是根據嵌入式內存 數據庫自身的特點,提出新的體系結構,存儲結構和恢復機制,以滿足嵌入式內存數據庫的 要求。目前,第二種方法被普遍采用和推崇,本文新的設計方法就采用后者。
  一種新的嵌入式內存數據庫的設計
  1.2嵌入式內存數據庫的體系結構
  在新的體系結構中,我們采用關系數據模型,最上層提供外部查詢接口,支持多種常用 語言如C,java等語言連接數據庫。第二層是對SQL語句進行解析的查詢命令分解與優化層, 這一層下面是兩個重要的模塊:數據組織與管理和事務管理器。其中,數據組織與管理模塊 完成常用的索引和數據組織工作,事務管理器具有創建事務,調度事務,回收事務的功能。 內存工作區是該體系結構最重要的模塊,全部數據操作及日志處理在這里進行,它在事務處 理時為每一個事務分配一個內存工作區,其中存放數據和日志。日志管理器管理內存工作區 中的日志,而恢復管理器則在系統出現故障時起作用。該數據庫大部分操作在內存工作區中 運行,只有當發生檢查點操作和數據庫備份,及系統恢復時才與外面的磁盤打交道,因此該 數據庫是典型的嵌入式內存數據庫。上述體系結構圖如圖1所示:
  一種新的嵌入式內存數據庫的設計
  2.數據的存儲與索引
  嵌入式內存數據庫通常在內存受限的環境中進行,CPU能直接操縱內存中的數據,且數 據經常由于各種故障而丟失。因此合理的有效利用內存資源,減少內存開銷和CPU指令數, 使內存空間得到高效利用很關鍵,為此我們引用了一種新的存儲與索引方法——T樹。
  T樹是將AVL樹和B樹結合在一起而得出的一種新的數據結構,T樹也是一種二叉樹,只不 過每個結點(稱為T結點)都包含多個元素。每個T結點都包含一系列從小到大排序后的元素和 三個指針,指針分別指向父結點和左右結點。某一T結點A的左結點中必會包含比A結點中最 小元素小的最大元素,而A結點的右結點中必會包含比A結點中最大元素大的最小元素。因為 是二叉樹,所以T樹具有AVL樹固有的二分查找特性,又因為每個結點包含多個元素,其又包 含了B樹良好的更新和存儲特性的優點。對T樹來說,因插入和刪除數據所造成的數據移動通 ??梢跃窒拊谝粋€結點內進行,和AVL樹一樣,T樹也是通過旋轉來使樹達到平衡的, 但其所 需要的旋轉操作的次數遠少于AVL樹[ 2 ]。
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