嵌入式數(shù)據(jù)庫關鍵技術的研究與實現(xiàn).pdf

1、嵌入式系統(tǒng)是繼IT網(wǎng)絡技術之后，又一個新興的技術發(fā)展方向。由于嵌入式系統(tǒng)具有體積小、性能強、功耗低、可靠性高、以及面向行業(yè)應用的突出特征，目前已被廣泛應用于軍事國防、消費電子、網(wǎng)絡通信、工業(yè)控制和裝備制造業(yè)等各個領域。 嵌入式系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫關鍵技術的研究是當前嵌入式系統(tǒng)研究與開發(fā)的一個熱點。本文以上海市教委重點學科建設項目“數(shù)字化服裝設計與信息技術”為契機，以嵌入式自動開袋機控制器的設計研發(fā)為工程背景，探討了嵌入式系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的部分關

2、鍵技術和實現(xiàn)方法，重點對嵌入式數(shù)據(jù)庫BerkeleyDB面對龐雜數(shù)據(jù)的索引能力、BerkeleyDB的移植技術、及其XML解析技術和XML解析器的實現(xiàn)進行了研究。這對嵌入式數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)高效數(shù)據(jù)索引機制以及面向Internet實現(xiàn)全球信息的傳遞、信息的共享，作了有益的探索，同時對嵌入式系統(tǒng)的設計與開發(fā)也是一件具有實際意義的工作。 本文的主要工作如下： (1)在分析了幾種傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫索引機制的基礎上，針對嵌入式數(shù)據(jù)庫Berke

3、leyDB中B+-樹索引機制的空間利用率低下及面對龐雜數(shù)據(jù)的處理能力不足，提出了一種改進B+—樹索引機制，使用這種索引機制能較好地解決BerkeleyDB在存儲容量受限的嵌入式系統(tǒng)中提高數(shù)據(jù)空間利用率和處理龐雜數(shù)據(jù)能力的問題。同時給出了改進B+-樹索引機制在BerkeleyDB中的具體實現(xiàn)，并在tcl測試平臺上對改進B+-樹索引機制和B+—樹索引機制進行了時間和空間上的性能對比測試，實驗結果表明改進B+—樹索引機制的空間利用率比B+—樹

4、索引機制平均提高了10％以上，并且，隨著索引記錄的增多，存儲效率提高的幅度增大。 (2)簡單的嵌入式系統(tǒng)可以采用文件系統(tǒng)來管理數(shù)據(jù)，對功能復雜的嵌入式系統(tǒng)而言，則需要一個性能優(yōu)良的嵌入式數(shù)據(jù)庫作支持。目前，嵌入式數(shù)據(jù)庫的研發(fā)是嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的一個難點。本文采用改進B+—樹索引機制，在ARM9和EmbeddedLinux平臺上設計并實現(xiàn)了一個可運行的基于嵌入式數(shù)據(jù)庫BerkeleyDB的軟件系統(tǒng)——“文件管理器”，實現(xiàn)對文件數(shù)據(jù)的

5、基本管理。 (3)XML文檔本身只是一個文本文件，它需要一個能識別XML文檔信息的語法解析器(Parser)來解析XML文檔，并提取其中的內(nèi)容。針對BerkeleyDB缺乏面向結構復雜和多樣化的WEB數(shù)據(jù)的接口，在分析四種XML解析算法的基礎上，提出采用DOM和SAX兩種解析算法聯(lián)合實現(xiàn)BerkeleyDB的XML解析器，以滿足BerkeleyDB跨平臺、跨操作系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換時的高效率、低開銷的性能要求。 (4)根據(jù)X

6、ML文檔的一般解析流程，設計并實現(xiàn)了一個基于DOM、SAX解析算法的BerkeleyDB的XML解析器，為嵌入式數(shù)據(jù)庫面向Internet進行數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)共享提供一個功能完備的接口做了一些基礎工作。 (5)中國是一個服裝生產(chǎn)和出口大國，但不是一個強國，與世界先進國家相比，其中服裝加工裝備的落后是重要因素之一。本文基于先進制造的理念，應用嵌入式技術和計算機技術設計并開發(fā)了嵌入式自動開袋機控制器，使其支持在線工藝編程，存儲并管理大