摘 要：伴隨著科技的飛速發(fā)展，許多的移動終端設備逐漸出現(xiàn)在大家的眼前，并得到了很好的應用，同時，嵌入式數(shù)據(jù)庫的應用對移動終端設備的用戶顯得尤為的重要。對于嵌入式數(shù)據(jù)庫的研究與開發(fā)也成為了我們所要關注的重點。

關鍵詞：嵌入式數(shù)據(jù)庫；數(shù)據(jù)引擎；構(gòu)件

中圖分類號：TP311.13

1 嵌入式數(shù)據(jù)庫應用的背景及意義

在人們的日常生活中，嵌入式系統(tǒng)的應用隨處可見，其在軟件中的應用越來越多，對開發(fā)軟件所投入的也越來越多。在微電子和存儲技術飛速發(fā)展的今天，對于嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)存的需求也越來越大，同時嵌入式系統(tǒng)所要處理的數(shù)據(jù)量就隨之而不斷的增加，程序開發(fā)人員不得不將運用于企業(yè)級的處理數(shù)據(jù)庫的技術應用到嵌入式系統(tǒng)中，因此，數(shù)據(jù)庫技術在嵌入式系統(tǒng)的應用也就應運而生。

2 嵌入式數(shù)據(jù)庫具有的特點

嵌入式數(shù)據(jù)庫在國外已經(jīng)有了30多年的發(fā)展史，其中典型的代表有Empress數(shù)據(jù)庫。Empress數(shù)據(jù)庫所體現(xiàn)出來的特點都是嵌入式數(shù)據(jù)庫所具有的特點。嵌入式數(shù)據(jù)庫與企業(yè)級的數(shù)據(jù)庫是不同的，下面筆者介紹了Empress嵌入式數(shù)據(jù)庫的主要特點。

2.1 嵌入性。在嵌入式數(shù)據(jù)庫當中，其主要的特點就是它的嵌入性，該數(shù)據(jù)庫不僅僅能夠在軟件中使用，同時還能夠應用與很多的硬件設備中去。開發(fā)人員可以將Empress數(shù)據(jù)庫嵌入到所要發(fā)布的產(chǎn)品當中，成為產(chǎn)品的一部分，而客戶使用產(chǎn)品時是感受不到數(shù)據(jù)庫的存在的，也不需要去對數(shù)據(jù)庫進行維護。Empress數(shù)據(jù)庫的實時性是通過嵌入式和數(shù)據(jù)引擎等的技術結(jié)合來完成的。

2.2 伸縮性。由于客戶的需求都是各不相同的，嵌入式的場合對硬件、軟件的平臺要求都是不一樣的。因此，嵌入式數(shù)據(jù)庫必須能夠在各種不同的平臺上運行。數(shù)據(jù)庫Empress所能夠支持的平臺大概能有6000多個。

2.3 多線程和多進程。簡單的編程已經(jīng)不能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)在社會中所應用的嵌入式系統(tǒng)，隨著代碼量的增加，功能需求越來越多，其未來的發(fā)展必然要使用多線程和多進程。

3 20%和80%

在應用場合上，嵌入式和服務器架構(gòu)或者是PC的應用是不同的。有很多的組件以及標準存在于嵌入式系統(tǒng)中，因此在應用的時候其一些特殊化問題也頻繁出現(xiàn)。無論用戶所需的產(chǎn)品多么成熟，組件多么完善，它們都只能對客戶的80%的需求進行實現(xiàn)，剩下20%不能完成的需求，是由產(chǎn)品的供應商和使用者兩者共同來解決的。這20%的問題當中有很多特殊要求的功能，筆者在下文介紹了其中兩個問題：

3.1 在不同的環(huán)境和平臺下的移植。很多的操作系統(tǒng)都聲明說本系統(tǒng)支持接口POSIX，但是在有些操作系統(tǒng)上是不能夠高效率的運行實時嵌入式數(shù)據(jù)庫的。一些高的實時性操作還需要CPU來進行處理，因此，在客戶還沒有使用嵌入式數(shù)據(jù)庫時，就應該提前在客戶的應用環(huán)境中移植數(shù)據(jù)庫。

3.2 在客戶平臺上，保證客戶所提出的性能指標。很多嵌入式的應用場合相當?shù)目量蹋栽诳蛻舻钠脚_中，我們要使得嵌入式數(shù)據(jù)庫能夠完成客戶所提出的要求。在客戶平臺上對嵌入式數(shù)據(jù)庫所做的性能測試分析報告則是對其功能實現(xiàn)的客觀評價。同時，開發(fā)人員也可以優(yōu)化一些數(shù)據(jù)的處理辦法。

4 嵌入式數(shù)據(jù)庫的種類

我們常用的嵌入式數(shù)據(jù)庫由很多種，其分類的標準也有很多種。根據(jù)對象不同可分為軟件嵌入數(shù)據(jù)庫、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫以及設備嵌入數(shù)據(jù)庫。也可以粗略的分為嵌入數(shù)據(jù)庫、小型C/S結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫以及移動數(shù)據(jù)庫。筆者將數(shù)據(jù)庫按下列方式劃分出來：

4.1 小型C/S數(shù)據(jù)庫。它相當于企業(yè)級數(shù)據(jù)庫的縮小版本，可以應用于一些對實時性沒有太高要求的設備之中。這種數(shù)據(jù)庫僅僅是和操作系統(tǒng)相關，它所支持的都是常見的一些移動的操作系統(tǒng)，比如Windows CE或者Linux等。

4.2 應用于軟件的嵌入數(shù)據(jù)庫。開發(fā)人員將數(shù)據(jù)庫以組件的形式嵌入到相應的軟件當中，當一個系統(tǒng)對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的準確性、安全性以及處理速度有一個相對較高的要求時，我們都會應用使用該數(shù)據(jù)庫。用戶在使用軟件的時候是不能感受到數(shù)據(jù)庫的存在的，也無需擔心對數(shù)據(jù)庫的維護。

4.3 應用于設備中的嵌入數(shù)據(jù)庫。這一類型的數(shù)據(jù)庫是在設備中嵌入關系型數(shù)據(jù)庫，用來對各種數(shù)據(jù)的處理。這種數(shù)據(jù)庫通常是應用于實時性要求很高的操作系統(tǒng)中。

5 嵌入式數(shù)據(jù)庫包含的構(gòu)件

每個嵌入式數(shù)據(jù)庫所含有的構(gòu)件大體上都是一樣的，其中構(gòu)件的數(shù)量很多，下面是筆者以嵌入式數(shù)據(jù)庫Empress為例，介紹了數(shù)據(jù)庫所包含的一些構(gòu)件。

5.1 用戶接口級構(gòu)件。該類的構(gòu)件的主要功能是便于用戶操作和訪問數(shù)據(jù)庫。

5.2 應用級構(gòu)件。這一類的構(gòu)件會隨著不同的應用而進行相應的添加或裁剪，它主要包括了一些應用所必需的一類構(gòu)件。

5.3 引擎級構(gòu)件。這一類構(gòu)件主要包括了索引、事務處理、可配置數(shù)據(jù)庫內(nèi)核、存儲介質(zhì)引擎、多進程/多任務以及斷電恢復管理等。

6 應用現(xiàn)狀

在國外，嵌入式數(shù)據(jù)庫的研究已經(jīng)有30年的歷史，其在很多的領域都有所應用，筆者針對Empress數(shù)據(jù)庫在各個領域的應用，簡單的介紹一下。

6.1 醫(yī)療領域。在歐洲和北美的一些國家，廠商通過對Empress數(shù)據(jù)庫的使用，開發(fā)出了一套電子病歷系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)完整，應用廣泛。還在醫(yī)療器械中嵌入了數(shù)據(jù)庫，比如醫(yī)學圖像、血液分析等裝置。

6.2 軍事設備和系統(tǒng)。一些著名的軍事機構(gòu)和全球著名的武器生產(chǎn)商將Empress數(shù)據(jù)庫運用到他們的系統(tǒng)控制裝置、戰(zhàn)士武器、軍艦裝置、火箭和導彈裝置中。這些場合用的數(shù)據(jù)庫有很多的安全設定和特化設定，基本上嚴格按照每個客戶的技術標準的要求來特化引擎級構(gòu)件。生產(chǎn)商通過對Empress數(shù)據(jù)庫的使用，在軍事設備上嵌入了很多的智能化功能，如系統(tǒng)的控制裝置、軍艦、坦克等大型武器設備上都有所應用。對這些場合所應用的數(shù)據(jù)庫，開發(fā)人員完善了很多安全設定等問題，根據(jù)客戶的不同需求標準，對引擎級構(gòu)建進行嚴格的特化。

6.3 工業(yè)控制。隨著工業(yè)控制技術的發(fā)展，采用Empress嵌入式數(shù)據(jù)庫即能夠進行高速的數(shù)據(jù)采集，也能夠快速的反饋。正因為如此，在一些核電站監(jiān)控裝置、化學工廠系統(tǒng)監(jiān)控裝置、電話制造系統(tǒng)監(jiān)控裝置、汽車引擎監(jiān)控裝置及工業(yè)級機器人中有廣泛應用。

6.4 網(wǎng)絡通訊。由于互聯(lián)網(wǎng)飛速的發(fā)展，對于一些網(wǎng)絡設備的處理速度和解決問題的難度的要求也是越來越高，所以嵌入式數(shù)據(jù)庫的發(fā)展也是現(xiàn)在社會多必須做到的。一些嵌入式數(shù)據(jù)庫已經(jīng)在很多的網(wǎng)絡當中有所應用。如Empress數(shù)據(jù)庫，其在路由器、VoIP交換機、互聯(lián)網(wǎng)裝置等方面都有應用。

7 未來的展望

在中國這個計算機網(wǎng)絡技術迅速發(fā)展的國家，各種消費電子、移動終端、通信等一體化的步伐越來越快。個人以及家庭對很多電子設備的使用也大大的增加。特別是在中國的一些沿海城市，這些地區(qū)科技發(fā)展更快，幾乎可以預見，在中國未來的紀念內(nèi)，對于消費電子的使用及應用將會大幅度發(fā)展，并且也將迅速的擴大所使用的領域，嵌入式數(shù)據(jù)庫必將存在于我們?nèi)粘Ｉ町斨械闹T多環(huán)節(jié)之中。

參考文獻：

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作者單位：渤海船舶職業(yè)學院 信息學院，遼寧葫蘆島 125000；吉林大學公共計算機教學與研究中心，長春 130000