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在很多嵌入式系统运行过程中时刻都在产生大量的数据，例如机载系统的战术信息、导航信息、系统状态信息等，这些数据需要设备进行存储、处理和展示，并与其他设备或与地面进行数据共享。这些任务均需要有效的数据管理技术进行支撑。由于很多嵌入式软件在实时性、安全性和可靠性等方面的严苛要求，早期基本使用自己开发和维护的专用数据管理软件。然而随着数据量和类型的增多、管理要求变得复杂，与此同时商用嵌入式数据库在性能方面和安全性方面有显著提升，出于成本和进度上的考虑，一些嵌入式系统开始选用商用数据库产品来管理数据。
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某些嵌入式设备的工作环境恶劣，对性能和实时性也有极高的要求，数据库完全在内存中进行数据处理，这样可以大大提高性能，更重要的是消除了I/O操作、缓存与磁盘间数据拷贝、客户-服务器之间消息传递等执行时间不确定的操作，使其能更好地满足实时性的要求。因此，嵌入式数据库的整个架构设计应当以内存为出发点，在索引、存储管理、数据结构等方面针对内存环境进行设计，不应将现有的磁盘数据库技术简单地迁移到内存盘上，或者仅仅将磁盘数据库的“内存缓存-磁盘”结构中的内存缓存扩大。这是因为磁盘数据库是基于磁盘的特性进行设计的，许多在磁盘上有效的优化策略实际上并不适应内存工作方式。
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嵌入式数据库通常管理一些较为特殊的数据类型，如坐标、地图数据等，对于该类数据类型的嵌入式数据库应提供相应的索引技术，以保证查询性能。
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例如数据库索引一般都是B树结构，B树适合于精确查找、范围查找以及前缀查找，但仅限于1维数据，对于特殊领域常用的2维以上数据（如GPS坐标）则力不从心。因此机载数据库应支持处理2维数据常用的R树索引，处理多维数据常用的KD树，以及一些其他类型的索引，如T树、Patricia trie树、哈希等。
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嵌入式数据库的多任务访问应当基于任务优先级进行管理。因为在一些嵌入式系统中，某些活动应当具有更高优先级，例如导航任务应当比后台任务的优先级高，因此嵌入式数据库应当优先响应导航任务的数据处理请求。嵌入式数据库不应采用先进先出（FIFO）等简单的调度策略，而是需要配合操作系统任务优先级，否则数据库的多任务控制会抵消操作系统对访问数据库任务的优先级设置，影响系统的性能和稳定性。
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（1）可靠性方面：嵌入式数据库的外部接口应当是类型安全的，不应使用void指针；消除数据库内部的动态内存分配，如malloc和free操作，从而避免潜在的内存泄露风险；提供错误处理机制，使得应用程序能够随时掌握数据库的运行情况，以便及时发现数据库运行的错误，并且在数据库出现错误后能够接管数据库，避免错误的传播。
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（2）持久性方面：数据库的持久性是指数据库能够从软件或硬件错误中恢复数据的能力。持久性对于以内存为主的嵌入式数据库尤为关键。
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（3）高可用性方面：嵌入式数据库的高可用性通过对主数据库建立一个或多个冗余的从数据库实现，主数据库与从数据库之间通过一定的方式保持着数据同步，一旦主数据库出现问题，无法服务，可以立刻切换到从数据库，并继续提供服务。
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eXtremeDB是美国McObject公司推出的一款嵌入式数据库，它采用内存数据库结构，基于对象模型，并直接与用户应用程序结合，不属于客户／服务器架构。eXtremeDB内存数据库与其他嵌入式数据库相比，在提供高性能的数据管理服务的同时，专门针对实时系统的要求进行了优化。
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eXtremeDB提供一套DDL（Data Definition Language）语言按对象模型的要求进行数据库模式设计，通过其DDL编译器，可根据用户的设计生成相应的数据操作接口，供用户调用。eXtremeDB嵌入式内存数据库的基本结构如下图所示。
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eXtremeDB体系结构的最上层代表数据库应用程序，其下一层是数据库静态接口和根据数据库设计生成的接口，分别代表eXtremeDB提供的外部应用接口（如数据库的创建和删除等）和通过数据库设计生成的外部接口（主要是数据操作接口），用户调用这些外部接口进行数据库操作；再下层则是数据库内核的相关模块，包括记录管理器、事务管理器、索引管理器、数据字典等；最下层是存储管理器，直接管理用户分配的内存空间。
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数据库内核实现机制与操作系统无关，并且向外部提供操作系统、文件系统和网络的适配接口，方便用户进行移植开发。
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eXtremeDB的内存数据库与主流的Berkeley DB和SQLite不同。Berkeley DB的内存功能是通过扩充原有的磁盘数据库的缓存功能实现的，数据操作实际上还是要经过一些额外的操作；而SQLite只是部分实现了内存数据库功能，实际上也还是磁盘数据库架构。eXtremeDB的内存数据库是根据内存的特点重新设计的，在性能、实时性以及安全性可靠性方面具备独特优势。
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（1）采用内存数据库架构，充分利用内存的高性能，消除了文件I/O等执行时间难以预测的操作。
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（2）支持事务优先级设置，用户可自行设置事务的优先级。
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（3）具备内存管理能力，保证数据库的操作安全和操作系统无关性。应用程序一次性对数据库完成内存分配后，eXtremeDB自行对分配的内存空间进行管理。
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（5）生成的接口是类型安全的，不使用void指针。
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（6）支持事务日志功能，可以周期性的将内存中的事务操作记录到日志文件中，在内存数据库崩溃后自动从日志中恢复。
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（7）支持高可用性功能，可以为主数据库建立一对多的镜像数据库，当主数据库故障时，可自动切换到备份的数据库上。
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