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达梦嵌入式数据库恢复机制研究

达梦嵌入式数据库恢复机制研究

作者：胡进华中科技大学

学位级别：硕士

随着嵌入式技术的不断发展，嵌入式数据库应用得越来越广泛。嵌入式环境有许多特点和限制，如移动性、网络不稳定性以及电源能力等，对嵌入式数据库可靠性和性能提出了更高的要求和挑战，一个强健的恢复子系统是嵌入式数据库必不可少的... 详细信息

随着嵌入式技术的不断发展，嵌入式数据库应用得越来越广泛。嵌入式环境有许多特点和限制，如移动性、网络不稳定性以及电源能力等，对嵌入式数据库可靠性和性能提出了更高的要求和挑战，一个强健的恢复子系统是嵌入式数据库必不可少的组成部分。通过系统深入地研究数据库恢复技术，对达梦（DM）嵌入式数据库恢复子系统进行了改进，以提升系统可靠性和可用性。为适应嵌入式环境，使系统设计遵循简约性和微内核特性，对数据库回滚段进行了设计与改进，将回滚段集成到数据文件中，进行系统恢复时仅搜索预留回滚段，节省了恢复时间;同时将日志文件设计成单日志形式，并采用事务一致性检查点缩短恢复时需要扫描的日志量。在系统故障恢复时，为避免对所有Redo日志进行重做，设计并实现了选择性重做方案。对于那些已经写入到数据库文件中的记录，根据页面的日志序列号（LogSequence Number, LSN）和日志记录的LSN进行判断后再决定是否进行重做，而不是盲目地重做，分析并给出了使用该方法的前提条件。该方法节省了系统缓冲区资源，减少磁盘I/O，体现了嵌入式数据库微内核的要求。为充分利用操作系统多道程序设计思想以及达梦嵌入式数据库特殊的事务模型，系统恢复时采用多线程方式重做日志加速恢复。使用一个日志分发线程、多个重做线程的模型，线程间同步协作完成重现历史操作，达到快速重建系统崩溃时系统状态的目的。经过实验测试表明，改进后的恢复子系统能正确处理系统遇到的事务故障、系统故障和介质故障，且能缩短系统故障恢复使用的时间。

关键词：嵌入式数据库恢复回滚段选择性重做并发重做

基于ARM-Linux的嵌入式数据库技术研究与应用

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基于ARM-Linux的嵌入式数据库技术研究与应用

作者：杜仕甫电子科技大学

学位级别：硕士

伴随着科技的进步,嵌入式设备已经在我们身边广泛的使用,包括:教育、娱乐、工业等领域。嵌入式数据库由此进入了人们的思考范围,最初人们想把用于大量数据处理的企业级数据库直接用到嵌入式设备中;但是由于其系统资源的极大限制,不得不... 详细信息

伴随着科技的进步,嵌入式设备已经在我们身边广泛的使用,包括:教育、娱乐、工业等领域。嵌入式数据库由此进入了人们的思考范围,最初人们想把用于大量数据处理的企业级数据库直接用到嵌入式设备中;但是由于其系统资源的极大限制,不得不放弃这个想法,只能用这种数据库的设计理念。由此,综合了从事数据库开发研究人员和从事嵌入式系统研发专家们的观点,从而提出了基于嵌入式系统上的轻量级的嵌入式数据库,嵌入式数据库从出现一直到现在得到了顺利的发展。由于它的资源很有限,正是在这种情况下,它将要面对大量的数据进行运算;对这么多的数据怎么才能有效的管理呢;怎么才能保证他们的安全性呢;怎么才能保证他们的可靠性呢。正是基于这样的客观原因,人们对它的安全性的研究又是一个重要课题。在本论文中所提及的内容都是以实际项目需求与开发为基础的,在本论文中,本文实现了一个满足项目需求的自己的嵌入式数据库,同时又对其安全性进行了研究,分析了传统对其设计加密算法的优点和缺点;然后提出了一种改进的加密策略;本论文重点在阐述数据库的实现以及对其进行加密设计过程。这些都是紧扣项目需求来完成的。在本文中,先介绍了嵌入式系统及其数据库方面的知识,然后介绍了数据库的一些机制和工作原理,本文是怎么实现这个数据库的,在实现了这个数据库后,本文对此数据库做了简单的常见的操作;其次是本文为了使此数据库在使用的过程中能够为用户提供较高的安全性,但是同时又不影响其性能的前提下,本文研究、提出、设计了本文中的加密策略;最终在这个系统上实现。在这个过程中,也介绍了一些常见的加密方法;最后,本文对测试平台的搭建工作作了介绍,对加密功能进行了功能上和性能上的测试;从而使所要实现功能得到了验证。

关键词：嵌入式数据库数据库加密操作系统

基于NAND闪存的嵌入式数据库索引机制设计实现

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基于NAND闪存的嵌入式数据库索引机制设计实现

作者：康亮上海交通大学

学位级别：硕士

传统的数据索引采用一种固定的读写策略,底层索引的数据结构也是固定不变的,这在传统的磁盘模型中,这些都不是问题。因为磁盘的硬件特性是读写平衡的,对于读取操作和写入操作,其代价是相当的,不需要区别对待。然而对于NAND闪存而言,其... 详细信息

传统的数据索引采用一种固定的读写策略,底层索引的数据结构也是固定不变的,这在传统的磁盘模型中,这些都不是问题。因为磁盘的硬件特性是读写平衡的,对于读取操作和写入操作,其代价是相当的,不需要区别对待。然而对于NAND闪存而言,其写入代价一般都大大超过读取,而且各种设备之间也存在巨大差异性,传统的索引机制已经不能适应这种读写特性了。为了保证索引机制在各种设备上的高效性以及通用性,重新设计一种灵活的动态索引机制已成为必需。本文研究如何利用NAND闪存的读写特性,提高嵌入式数据库索引机制的存储性能。在对现有基于NAND闪存的存储设计进行了综述和对比之后,文章表述了基于B+树的数据库动态索引的设计和实现。该原型系统综合了适应读取操作的磁盘模型和适应写入操作的日志模型的优点,在运行期对B+树中每个节点进行最优存储模型的匹配和转换,使得其在各种设备上都有更好的读写性能。动态索引机制的设计目标是通用性和高效性。其通用性反映在,对于不同的NAND闪存,该索引机制在运行期决定磁盘模型还是日志模型的数据结构更加适合现在的环境,并在必要时进行数据结构的转换。对于高效性体现在其对B+树中每个节点都进行了动态优化,使得每个节点都有其最优的读写结构。这保证了动态索引机制无论在什么情况下都能优于现有的两种固定模型的索引机制。本文探讨的动态索引机制的各模块的设计思路和实现方案,包括BFTL中的结点转换表,日志模式缓存,B+树调度层中的模式转换算法。另外本文还讨论了B+树结点大小对于索引机制性能的影响。最后用实验数据说明:在各种设备环境及读写比率下,该动态索引机制都要优于固定的磁盘模式和日志模式。

关键词： NAND Flash 嵌入式数据库 B+-树 BFTL 动态调整策略

基于Linux系统的嵌入式数据库性能研究及优化

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基于Linux系统的嵌入式数据库性能研究及优化

作者：林鸿福建师范大学

学位级别：硕士

随着嵌入式设备的不断发展,在嵌入式设备上运行的应用程序越来越多,嵌入式设备所需处理的数据和信息也越来越多。这就需要嵌入式数据库对这些数据进行存储和管理。SQLite作为嵌入式数据库中比较典型的一种,具有执行速度快、耗费资源小... 详细信息

随着嵌入式设备的不断发展,在嵌入式设备上运行的应用程序越来越多,嵌入式设备所需处理的数据和信息也越来越多。这就需要嵌入式数据库对这些数据进行存储和管理。SQLite作为嵌入式数据库中比较典型的一种,具有执行速度快、耗费资源小、移植性强、开源等特点。SQLite广泛应用在Linux、Windows、Android、 IOS等操作系统中,因此SQLite成为业界研究的一个重点。虽然,SQLite功能强大、应用广泛,但是它仍然存在着一些缺点和不足,例如索引机制性能不足、无安全机制、无同步机制等。由于Android、IOS等移动设备的操作系统是以Linux操作系统内核为基础的,所以如果能够在Linux下针对SQLite的这些缺点进行改进,则对于这些移动设备的数据管理性能的提高能够有所帮助。本论文主要是对SQLite的研究现状和发展趋势进行了总结,并利用SQLite开源代码,从索引机制、安全机制和同步机制三个方面对SQLite进行研究和优化,并在Linux操作系统中进行了功能测试和性能测试,所得的测试结果证明了优化方案的可行性。

关键词：嵌入式数据库 SQLite 索引机制安全机制同步机制

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安全嵌入式数据库管理系统的分析与设计

安全嵌入式数据库管理系统的分析与设计

作者：朱伟玲江苏大学

学位级别：硕士

嵌入式Internet技术的飞速发展和广泛应用以及大量数据的处理需求,给应用于电力控制领域的软件系统带来了新的挑战——数据处理的安全性和高效性。于是安全嵌入式数据库管理系统便应运而生,本论文分析并设计了一个应用于电力控制领域的... 详细信息

嵌入式Internet技术的飞速发展和广泛应用以及大量数据的处理需求,给应用于电力控制领域的软件系统带来了新的挑战——数据处理的安全性和高效性。于是安全嵌入式数据库管理系统便应运而生,本论文分析并设计了一个应用于电力控制领域的、安全的嵌入式数据库管理系统,为了便于描述,将其简称为ESDBMS(secure and embedded database management system)。该嵌入式数据库管理系统不仅满足了电力控制领域对系统的功能性要求,而且保证了系统的安全性。本论文首先介绍了嵌入式数据库管理系统的历史、现状和趋势,然后描述了论文的研究背景,并指出ESDBMS的研发在实用性、学术研究方面的意义。在ESDBMS的总体设计中,本论文首先对嵌入式数据库管理系统和安全数据库管理系统的设计原则进行介绍,然后根据电力系统的背景,进行需求分析,对ESDBMS的整体框架进行设计,并对ESDBMS进行了模块的划分,最后确定了每个模块的功能。本论文主要完成其中的安全后端模块的设计和开发,并分析了安全数据库引擎,完成安全前端模块和安全事务管理模块的设计。在安全后端模块的设计与实现中,为了有效,快速地对数据进行查找、操作,本论文分别对cache管理组织方案和元组组织方式进行分析,并选择合适解决方案,对其进行设计开发。在这些工作的基础上,本论文在cache管理子模块,表和索引管理子模块中设计出其所涉及的客体重用机制,然后对加密进行分析,选择合适的加密方案,最后实现了数据库的加密。在安全数据库引擎模块的分析与设计中,针对电力系统子站采集的数据类型不一定符合规定存储类型的情况,采用“弱类型”记录格式,解决静态类型格式对于不符合规定类型数据的摒弃问题。在安全前端模块的设计中,结合操作系统的安全机制设计用户认证和自主访问控制子模块,既避免了安全机制的冗余又确保了系统的安全性。在安全事务管理模块的分析与设计中,首先对并发控制实现方法进行分析,选择合适的方法,然后分析了ESDBMS锁与操作系统文件锁的融合问题,最后对日志管理和事务处理操作进行了设计,保证了事务并发执行的有效性,数据的安全性和完整性。最后,对整个系统的执行流程进行分析,搭建测试及运行平台,制定安全后端模块和自主访问控制机制的测试方案,根据测试结果,做出相应的分析。

关键词：嵌入式数据库数据库管理系统 ESDBMS 安全数据库自主访问控制加密

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达梦嵌入式数据库的执行计划缓存研究

达梦嵌入式数据库的执行计划缓存研究

作者：王竹峰华中科技大学

学位级别：硕士

随着嵌入式技术的发展,用户越来越希望能对嵌入式产品中的数据进行更有效的管理。嵌入式数据库是一个有效的数据管理工具,但由于嵌入式数据库系统的资源有限,其系统的运行效率是人们十分关注的问题。为了提高嵌入式数据库的运行效率... 详细信息

随着嵌入式技术的发展,用户越来越希望能对嵌入式产品中的数据进行更有效的管理。嵌入式数据库是一个有效的数据管理工具,但由于嵌入式数据库系统的资源有限,其系统的运行效率是人们十分关注的问题。为了提高嵌入式数据库的运行效率,深入研究了达梦嵌入式数据库的虚拟机和查询优化机制,在达梦嵌入式数据库现有查询优化器的基础上扩充了一种新的查询优化功能——执行计划重用机制。该机制主要包括相同SQL语句重用和相似SQL语句重用的判定方法及执行计划重用哈希键生成算法;缓存区级和文件级执行计划等内容。执行计划重用的判定,如果是SQL语句完全相同,则只需要做简单的ASCII比较即可;如果是SQL语句相似的重用,则需要通过分词算法处理大小写不同、无效字符、常量值。如果在缓冲区中找到可重用计划则做相应的处理后直接执行。针对查询重用计划缓存区容量有限、执行计划重用率不高的问题,设计实现了执行计划的文件管理机制,它是将内存缓存区中的执行计划存储到文件中去,或将文件中的执行计划载入内存缓存区,这样可以提高执行计划重用率。文件中执行计划的载入时机与存储时机分别是在打开数据库和关闭数据库时进行,它不会给系统带来额外负担。针对相同SQL语句和相似SQL语句的情形分别进行了实验验证,实验结果表明,执行计划重用机制可使系统的执行效率得到非常明显的提高。

关键词：嵌入式数据库查询优化执行计划缓存