基于ARM-Linux的嵌入式数据库及接口应用研究

论文摘要

随着嵌入式技术的不断发展,嵌入式硬件处理能力不断增强,传统基于文件系统的应用方式已不能满足嵌入式系统的要求,更安全的数据共享,更好的数据组织模式,更人性化的编程接口都是摆在开发人员面前的需求,嵌入式数据库管理系统(Embedded Database Management System, EDBMS)正是在这样的背景下兴起的。EDBMS以传统的数据库管理技术为基础,结合嵌入式环境的具体特点,实现对嵌入式设备中数据的方便、统一管理。本文以ARM9开发板为嵌入式硬件平台,研究ARM Linux下嵌入式数据库管理系统。首先,成功将SQLite应用到ARM嵌入式平台,设计对SQLite的网络数据传输、用户验证、用户访问权限控制三个方面的功能实现,以满足局域网内嵌入式数据库数据通信和数据安全性需求。其次,为了能在ARM嵌入式平台应用异构数据库访问的ODBC、JDBC接口,本文成功将ODBC和JDBC驱动程序移植到ARM嵌入式平台,并设计测试程序测试API、ODBC、JDBC三种接口开发的应用程序,对各种接口测试程序的时间性能作对比。本文的创新之处有两点,其一是ARM Linux平台上嵌入式数据库服务器的实现,保障嵌入式数据不被非授权访问、篡改,简化了局域网数据库通信程序开发；其二是将ODBC、JDBC两种数据库应用开发方法应用在ARM嵌入式平台,丰富了嵌入式数据库应用接口,增强了数据库应用系统的通用性。全文的主要内容如下：(1)深入研究SQLite的体系结构和API接口,实现一个基于ARM Linux的具有局域网数据传输、用户验证、用户访问权限控制功能的嵌入式数据库服务器。经测试,该服务器实现了拒绝未验证用户、未授权用户操作数据库的功能。(2)分析研究常用的访问异构数据库管理系统的ODBC、JDBC接口,成功将ODBC、JDBC数据库应用开发方法应用到ARM嵌入式平台。(3)以常用数据库操作为基础,分别用API、ODBC、JDBC接口实现具有同样功能的应用程序,以测试ARM Linux上三种接口的时间性能,并对测试结果进行对比,为嵌入式数据库应用开发的接口选择提供参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文主要研究内容
• 1.4 论文组织结构
• 1.5 小结
• 第二章 嵌入式系统概述
• 2.1 嵌入式系统架构
• 2.1.1 嵌入式硬件平台
• 2.1.2 嵌入式操作系统
• 2.1.3 嵌入式数据库
• 2.1.4 嵌入式应用软件
• 2.2 嵌入式Linux开发环境搭建
• 2.2.1 交叉环境建立
• 2.2.2 嵌入式Java运行环境建立
• 2.3 小结
• 第三章 嵌入式数据库服务器设计与实现
• 3.1 SQLite概述
• 3.1.1 SQLite特点
• 3.1.2 体系结构
• 3.2 SQLite服务器设计与实现
• 3.2.1 实现目标
• 3.2.2 Linux TCP套接字编程模型
• 3.2.3 并发服务与多线程
• 3.2.4 SQLite基本功能函数集
• 3.2.5 用户验证与访问权限控制
• 3.2.6 User表和Grant表的维护
• 3.2.7 服务器与客户端局域网通信
• 3.2.8 查询操作访问权限控制
• 3.2.9 其他实现要点
• 3.3 小结
• 第四章 嵌入式数据库接口应用
• 4.1 SQLite API应用
• 4.1.1 SQLite API接口
• 4.1.2 接口测试程序
• 4.2 SQLite ODBC应用
• 4.2.1 ODBC体系结构
• 4.2.2 驱动程序管理器
• 4.2.3 ODBC驱动程序
• 4.2.4 ODBC API应用
• 4.2.5 驱动程序移植
• 4.2.6 接口测试程序
• 4.3 SQLite JDBC应用
• 4.3.1 JDBC体系结构
• 4.3.2 JDBC驱动程序
• 4.3.3 JDBC API应用
• 4.3.4 驱动程序移植
• 4.3.5 接口测试程序
• 4.4 小结
• 第五章 测试
• 5.1 测试环境
• 5.2 服务器测试
• 5.3 接口测试
• 5.3.1 API测试
• 5.3.2 ODBC测试
• 5.3.3 JDBC测试
• 5.3.4 接口测试结果
• 5.4 小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表论文