嵌入式數據庫發(fā)展綜述

　隨著(zhù)數據存儲的快速發(fā)展，數據庫應用的范圍更加深入和具體。那些僅適用于PC機、體積龐大、延時(shí)較長(cháng)的數據庫技術(shù)已不能滿(mǎn)足針對性較強的嵌入式系統開(kāi)發(fā)的需求。而且隨著(zhù)嵌入式系統的內存和各種永久存儲介質(zhì)容量都在不斷增加，嵌入式系統內數據處理量會(huì )不斷增加，那么大量的數據如何處理問(wèn)題變得非?，F實(shí)。一種全新的數據庫產(chǎn)品——嵌入式數據庫系統應運而生。

　　嵌入式數據庫系統

　　實(shí)時(shí)性是嵌入式系統的一個(gè)重要特性，一些專(zhuān)家將嵌入式系統稱(chēng)為嵌入式實(shí)時(shí)系統。在該系統中，對數據庫的操作具有定時(shí)限制的特性，這里把應用于嵌入式系統的數據庫系統稱(chēng)為嵌入式數據庫系統或嵌入式實(shí)時(shí)數據庫系統(ERTDBS)。嵌入式數據庫的名稱(chēng)來(lái)自其獨特的運行模式。這種數據庫嵌入到了應用程序進(jìn)程中，消除了與客戶(hù)機、服務(wù)器配置相關(guān)的開(kāi)銷(xiāo)。嵌入式數據庫是嵌入式系統的重要組成部分，也成為對越來(lái)越多的個(gè)性化應用開(kāi)發(fā)和管理而采用的一種必不可少的有效手段。

　　嵌入式實(shí)時(shí)數據庫管理系統是近幾年才興起的一項新的數據管理技術(shù)。它以目前成熟的數據庫技術(shù)為基礎，針對嵌入式設備的具體特點(diǎn)，實(shí)現對移動(dòng)設備和嵌入式設備上的數據存儲、組織和管理。傳統的數據庫通常運行在大型的計算設備上，隨著(zhù)計算設備的日益小型化，數據庫的小型化也日益迫切。

　　嵌入式數據庫在國外發(fā)展已有30多年的歷史，在國內最近幾年才有了重視。在國內外市場(chǎng)上近幾年比較活躍并且越來(lái)越受到廣泛重視和應用的是商用級嵌入式實(shí)時(shí)數據庫系統。

　　嵌入式實(shí)時(shí)數據庫基本特性

　　首先看看實(shí)時(shí)數據的特性：1)變化快;2)突發(fā)性強;3)數據間關(guān)聯(lián)性強，結構化。

　　實(shí)時(shí)數據管理對常規數據庫的挑戰：1)常規數據庫基于文件系統，速度慢;2)文件I/O、Buffer、Cache機制還引入文件操作不確定性;3)這些數據庫通常都是基于C/S架構，導致進(jìn)程通信不確定性;4)尺寸通常不適應嵌入式系統應用的需求。圖1表明了常規數據庫中數據使用的歷程。

　嵌入式實(shí)時(shí)數據庫的基本特性如下。

　　1. 嵌入性。嵌入式數據庫不僅可以嵌入到其他的軟件當中，也可以嵌入到硬件設備當中。由于嵌入式系統自身的特點(diǎn)，對數據的存儲和程序的運行都有較強的空間限制，所以嵌入式數據庫首先應該保證適當的體積。并且由于 API 是根據用戶(hù)數據特征產(chǎn)生的，調用這些API就可以使用嵌入式數據庫管理實(shí)時(shí)數據，因此，嵌入式數據庫可以天然地與用戶(hù)程序集成在一起。圖2所示實(shí)時(shí)數據管理結構。

　　2.實(shí)時(shí)性。嵌入式系統通常是緊湊系統，即小系統。對于大量實(shí)時(shí)數據需要管理，實(shí)時(shí)性和嵌入性是分不開(kāi)的。只有具有了嵌入性的數據庫才能第一時(shí)間得到系統的資源，對系統的請求在第一時(shí)間內做出響應。但是，并不是具有嵌入性就一定具有實(shí)時(shí)性。要想嵌入式數據庫具有很好的實(shí)時(shí)性，必須做很多額外的工作。

　　如McObject公司的eXtremeDB 首先是一個(gè)實(shí)時(shí)數據庫，而后才是嵌入式數據庫。由于實(shí)時(shí)數據管理對時(shí)間空間效率的要求非常高，完成同樣工作的資源要求更少。因此，在資源緊湊型系統中， 其優(yōu)點(diǎn)就顯示出來(lái)了。所以， eXtremeDB 開(kāi)銷(xiāo)較小并與應用程序天然集成實(shí)現嵌入，這并不意味著(zhù) eXtremeDB 只能管理小系統中的數據。數據庫是嵌入式的，但并不要求應用系統是嵌入式的。應用系統可以是嵌入式系統如手機、家庭網(wǎng)關(guān)、機頂盒、數字電視等，也可以是桌面系統或服務(wù)器系統如核心路由器、呼叫中心、金融交易系統等。

　　3.嵌入式實(shí)時(shí)數據庫系統通常作為嵌入式系統的應用軟件出現，系統常常在無(wú)人干預的情況下運行，需要具備較高的可靠性。同時(shí)要求數據庫操作具備可預知性，而且系統的大小和性能也都必須是可預知的，這樣才能保證系統的性能。

　　4.從目前嵌入式應用的發(fā)展趨勢來(lái)看，嵌入式數據庫的實(shí)現必須充分體現系統的可定制性，即系統選擇的技術(shù)路線(xiàn)要面向具體的行業(yè)應用。

　　5. 跨平臺的實(shí)時(shí)數據管理方案。首先嵌入式場(chǎng)合硬件和軟件的平臺是千差萬(wàn)別。所以嵌入式場(chǎng)合的數據庫必須能夠支持非常多的平臺，嵌入式系統的平臺種類(lèi)繁多，因此嵌入式數據庫應有一定的可移植性，以適用于不同的軟硬件平臺。

　最后，嵌入式數據庫和我們現在常見(jiàn)的企業(yè)級數據庫有很大的區別。雖然，從名字上看，二者有著(zhù)太多的相似性，但卻有著(zhù)本質(zhì)的根本性的區別。由于嵌入式實(shí)時(shí)數據庫系統在運行環(huán)境和運行方式上與常見(jiàn)的企業(yè)級數據庫管理系統有很大差別，因此，傳統的企業(yè)數據庫如Oracle、Sybase等在實(shí)時(shí)嵌入式環(huán)境下很難發(fā)揮作用，尤其在一些實(shí)時(shí)性要求很高的控制系統中，傳統數據庫更顯得無(wú)能為力。