嵌入式數(shù)據(jù)庫關(guān)鍵技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、嵌入式系統(tǒng)是繼IT網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之后，又一個(gè)新興的技術(shù)發(fā)展方向。由于嵌入式系統(tǒng)具有體積小、性能強(qiáng)、功耗低、可靠性高、以及面向行業(yè)應(yīng)用的突出特征，目前已被廣泛應(yīng)用于軍事國防、消費(fèi)電子、網(wǎng)絡(luò)通信、工業(yè)控制和裝備制造業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域。 嵌入式系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫關(guān)鍵技術(shù)的研究是當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)研究與開發(fā)的一個(gè)熱點(diǎn)。本文以上海市教委重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目“數(shù)字化服裝設(shè)計(jì)與信息技術(shù)”為契機(jī)，以嵌入式自動(dòng)開袋機(jī)控制器的設(shè)計(jì)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(guān)

2、鍵技術(shù)和實(shí)現(xiàn)方法，重點(diǎn)對(duì)嵌入式數(shù)據(jù)庫BerkeleyDB面對(duì)龐雜數(shù)據(jù)的索引能力、BerkeleyDB的移植技術(shù)、及其XML解析技術(shù)和XML解析器的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究。這對(duì)嵌入式數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)高效數(shù)據(jù)索引機(jī)制以及面向Internet實(shí)現(xiàn)全球信息的傳遞、信息的共享，作了有益的探索，同時(shí)對(duì)嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)也是一件具有實(shí)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(jī)制的基礎(chǔ)上，針對(duì)嵌入式數(shù)據(jù)庫Berke

3、leyDB中B+-樹索引機(jī)制的空間利用率低下及面對(duì)龐雜數(shù)據(jù)的處理能力不足，提出了一種改進(jìn)B+—樹索引機(jī)制，使用這種索引機(jī)制能較好地解決BerkeleyDB在存儲(chǔ)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(shí)給出了改進(jìn)B+-樹索引機(jī)制在BerkeleyDB中的具體實(shí)現(xiàn)，并在tcl測(cè)試平臺(tái)上對(duì)改進(jìn)B+-樹索引機(jī)制和B+—樹索引機(jī)制進(jìn)行了時(shí)間和空間上的性能對(duì)比測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明改進(jìn)B+—樹索引機(jī)制的空間利用率比B+—樹

4、索引機(jī)制平均提高了10％以上，并且，隨著索引記錄的增多，存儲(chǔ)效率提高的幅度增大。 (2)簡(jiǎn)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(duì)功能復(fù)雜的嵌入式系統(tǒng)而言，則需要一個(gè)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(gè)難點(diǎn)。本文采用改進(jìn)B+—樹索引機(jī)制，在ARM9和EmbeddedLinux平臺(tái)上設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)可運(yùn)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(shí)現(xiàn)對(duì)文件數(shù)據(jù)的

5、基本管理。 (3)XML文檔本身只是一個(gè)文本文件，它需要一個(gè)能識(shí)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(duì)BerkeleyDB缺乏面向結(jié)構(gòu)復(fù)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(chǔ)上，提出采用DOM和SAX兩種解析算法聯(lián)合實(shí)現(xiàn)BerkeleyDB的XML解析器，以滿足BerkeleyDB跨平臺(tái)、跨操作系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)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(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)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(jìn)行數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)共享提供一個(gè)功能完備的接口做了一些基礎(chǔ)工作。 (5)中國是一個(gè)服裝生產(chǎn)和出口大國，但不是一個(gè)強(qiáng)國，與世界先進(jìn)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(jìn)制造的理念，應(yīng)用嵌入式技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)并開發(fā)了嵌入式自動(dòng)開袋機(jī)控制器，使其支持在線工藝編程，存儲(chǔ)并管理大