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在當(dāng)今物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展時(shí)期，智能設(shè)備越來(lái)越普及，不僅僅局限于智能家居產(chǎn)品，幾乎涵蓋了各個(gè)領(lǐng)域。而嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)作為智能設(shè)備中不可缺少的組成部分，已經(jīng)成為了許多企業(yè)開(kāi)發(fā)智能設(shè)備的必要之舉。由于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)于嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的需求量不斷地增加，國(guó)內(nèi)嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)生產(chǎn)商紛紛感受到了市場(chǎng)的需求。為此，國(guó)產(chǎn)嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)運(yùn)而生，成為了智能設(shè)備應(yīng)用中不可或缺的一部分。
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近年來(lái)，國(guó)產(chǎn)嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)采用技術(shù)，提供高效且安全的數(shù)據(jù)管理方案，深受市場(chǎng)歡迎。嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的作用是能夠在智能設(shè)備內(nèi)部為應(yīng)用程序提供數(shù)據(jù)庫(kù)能力，解決了設(shè)備之間通訊效率不高，傳輸數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差等諸多問(wèn)題，保證了設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。同時(shí)，國(guó)產(chǎn)嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)還能夠根據(jù)客戶的需求進(jìn)行個(gè)性化開(kāi)發(fā)，以滿足不同客戶的不同應(yīng)用場(chǎng)景，是智能設(shè)備應(yīng)用開(kāi)發(fā)的得力助手。
與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)相比，嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)具有體積小、便攜、查詢速度快等優(yōu)點(diǎn)。嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的出現(xiàn)大大提升了設(shè)備的數(shù)據(jù)管理能力，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備內(nèi)部的數(shù)據(jù)增刪改查。而且，嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)管理不會(huì)受到外部環(huán)境影響，可以保證數(shù)據(jù)的獨(dú)立性和安全性。此外，國(guó)產(chǎn)嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)所使用的技術(shù)并非是一種封閉的技術(shù)，而是一種十分開(kāi)放的技術(shù)平臺(tái)，能夠與許多主流的開(kāi)源技術(shù)兼容，充分滿足了客戶的多樣化需求。
針對(duì)智能設(shè)備應(yīng)用的發(fā)展，國(guó)產(chǎn)嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)成為了行業(yè)的一個(gè)新熱點(diǎn)。隨著智能設(shè)備市場(chǎng)的快速發(fā)展和應(yīng)用的深入推廣，嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)作為數(shù)據(jù)管理的核心模塊，將具有越來(lái)越廣泛和深遠(yuǎn)的應(yīng)用前景。未來(lái)，國(guó)產(chǎn)嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)將會(huì)逐漸的成為市場(chǎng)的主流產(chǎn)品，帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。
國(guó)產(chǎn)嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)作為一種全新且高效的數(shù)據(jù)管理方案，在智能設(shè)備應(yīng)用的開(kāi)發(fā)中將具有越來(lái)越重要的作用。而且，國(guó)產(chǎn)嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展也將推動(dòng)智能設(shè)備行業(yè)向更高的水平發(fā)展，帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)快速成長(zhǎng)。相信在未來(lái)，隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和智能設(shè)備市場(chǎng)的不斷升級(jí)，國(guó)產(chǎn)嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)必將成為智能設(shè)備應(yīng)用開(kāi)發(fā)的重要組成部分。
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嵌入式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的介紹
嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)問(wèn)題上的多數(shù)看法是，嵌入式RTDBS從本質(zhì)上說(shuō)是一個(gè)“內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)”，是一個(gè)由應(yīng)用程序管理的內(nèi)存緩沖池，它在系統(tǒng)中的作用就是一個(gè)供多個(gè)實(shí)時(shí)任務(wù)共同使用的共享數(shù)據(jù)區(qū)。
嵌入式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的管理系統(tǒng)
嵌入式RTDBS系統(tǒng)是介于用戶和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)之間的一層軟件，由眾多程序模塊組成，它的作用是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的共享數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的組織、管理和存取，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。其中，存儲(chǔ)空間管理模塊、安全性和完整性控制模塊、事務(wù)并發(fā)控制模塊、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)模塊、運(yùn)行日志管理模塊是在嵌入式環(huán)境下開(kāi)發(fā)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)需要特別解決的幾個(gè)問(wèn)題：（1）存儲(chǔ)空間管理模塊。嵌入式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)由于采用了內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，必然要涉及到嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理，因此，用戶必須了解系統(tǒng)對(duì)內(nèi)存的分配機(jī)制，并設(shè)計(jì)自己的內(nèi)存管理程序。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，由該模塊通過(guò)實(shí)時(shí)OS向系統(tǒng)申請(qǐng)內(nèi)存緩沖區(qū)，作為共享的內(nèi)存數(shù)據(jù)區(qū)使用。之后，將歷史數(shù)據(jù)庫(kù)中的初始化數(shù)據(jù)調(diào)入內(nèi)存區(qū)對(duì)這些空白內(nèi)存進(jìn)行初始化。對(duì)內(nèi)存空間的申請(qǐng)，用戶可采用靜態(tài)分配方式，這種方式實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，無(wú)需復(fù)雜的索引結(jié)構(gòu)，缺點(diǎn)是失去了靈活性，必須在設(shè)計(jì)階段就預(yù)先知道所需內(nèi)存并對(duì)之作出分配；或者采用動(dòng)態(tài)分配方式，這種方式使用靈活，可以根據(jù)需要擴(kuò)充數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，但是必須建立合適的索引結(jié)構(gòu)，以加快數(shù)據(jù)的檢索時(shí)間。該模塊要根據(jù)具體的實(shí)時(shí)OS進(jìn)行設(shè)計(jì)；（2）數(shù)據(jù)安全性、完整性控制模塊。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中必須考慮數(shù)據(jù)的安全性，一方面指用戶訪問(wèn)數(shù)據(jù)的合法性，另一方面是指系統(tǒng)的安全性。完整性是指用戶對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)或歷史數(shù)據(jù)的各種操作必須符合一定的語(yǔ)義，可通過(guò)完整性約束條件來(lái)實(shí)現(xiàn)；（3）事務(wù)并發(fā)控制模塊。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)共享資源，允許多個(gè)任務(wù)共同使用，如果不對(duì)并發(fā)事務(wù)進(jìn)行控制，可能會(huì)造成任務(wù)錯(cuò) 誤的讀取或存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，破壞數(shù)據(jù)的一致性，因此實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，必須實(shí)現(xiàn)良好的并發(fā)控制機(jī)制。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)一般采用加鎖的方式，類(lèi)似于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中的信號(hào)量，對(duì)于封鎖粒度的大小要根據(jù)具體的應(yīng)用系統(tǒng)確定，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)獲得鎖的開(kāi)銷(xiāo)較小，因此通常選用小粒度封鎖單位，以增加系統(tǒng)的并行性。但在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，事務(wù)獲得鎖的開(kāi)銷(xiāo)與處理數(shù)據(jù)的開(kāi)銷(xiāo)相當(dāng)，過(guò)小的封鎖粒度反而會(huì)降低系統(tǒng)的性能，因此在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的封鎖粒度通常選擇一張關(guān)系表為一個(gè)單位（如模擬量關(guān)系表為一個(gè)封鎖單位），這樣做減少了并發(fā)控制機(jī)制的復(fù)雜度，減小了系統(tǒng)的開(kāi)銷(xiāo)，提高了事務(wù)處理的整體性能；（4）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)模塊。該模塊實(shí)現(xiàn)的功能是將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為歷史數(shù)據(jù)，通常由該模塊先將歷史數(shù)據(jù)保存在內(nèi)存緩沖區(qū)中，緩沖區(qū)滿時(shí)才一次性的寫(xiě)入磁盤(pán)；讀歷史數(shù)據(jù)時(shí)，先從緩沖區(qū)內(nèi)取數(shù)據(jù)，取不到數(shù)據(jù)時(shí)再進(jìn)行文件的讀寫(xiě)，這種方式可以降低磁盤(pán)I/O操作次數(shù)。并且只對(duì)變化數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，即節(jié)省了外存空間，又不會(huì)影響系統(tǒng)性能；（5）運(yùn)行日志管理模塊。日志文件在數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)中起著非常重要的作用，可以用來(lái)進(jìn)行事務(wù)故障恢復(fù)和系統(tǒng)故障恢復(fù)。日志緩沖區(qū)專(zhuān)門(mén)存放數(shù)據(jù)庫(kù)操作的記錄，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)日志記錄包括記錄名、更新前記錄的舊值、更新后記錄的新值、事務(wù)標(biāo)識(shí)、操作類(lèi)型等。在嵌入式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，為了減少系統(tǒng)的開(kāi)銷(xiāo)，在日志記錄中不包括新舊記錄值，對(duì)日志記錄的寫(xiě)操作只對(duì)緩沖區(qū)進(jìn)行，當(dāng)緩沖區(qū)滿時(shí)，才由磁盤(pán)寫(xiě)操作寫(xiě)入日志文件當(dāng)中。
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