文｜陳雷

我國是個邊疆遼闊的國家，與多個國家相鄰，過境線較長，而且地域跨度大，地形起伏多變，況且隨著改革開放的不斷深入，邊境線的形勢日趨復(fù)雜，走私偷渡形勢比較嚴(yán)峻，這些都給官兵的執(zhí)勤增加了難度。筆者在邊防工作多年，深知掌握復(fù)雜多變的邊境形勢對官兵的難度。因此開發(fā)一個基于數(shù)據(jù)庫的手持設(shè)備很有必要，這樣可以使官兵隨時獲取所需的準(zhǔn)確邊境信息，增強(qiáng)執(zhí)勤效果，有力打擊走私偷渡者，保證邊境的安全。

嵌入式數(shù)據(jù)庫技術(shù)具有把數(shù)據(jù)庫表嵌入到應(yīng)用程序進(jìn)程中，并使應(yīng)用程序能夠進(jìn)行本地直接訪問以獲取數(shù)據(jù)庫信息，從而得到所需結(jié)果的顯著特點(diǎn)。在邊境管控系統(tǒng)構(gòu)建中，可以充分利用嵌入式數(shù)據(jù)庫SQLite的這特點(diǎn)，實現(xiàn)在任何環(huán)境下對邊境信息資源的使用需求，提高軍事應(yīng)用中的服務(wù)效率。本文主要著眼在任何環(huán)境下邊境信息訪問問題的解決，重點(diǎn)討論研究基于SQLite構(gòu)建一個邊境管控信息數(shù)據(jù)庫的初步方法。

嵌入式數(shù)據(jù)庫SQLite簡介

1 關(guān)于SQLite特點(diǎn)

2000年，D.Richard Hipp立足小型、快速和最小化管理的設(shè)計思想，開發(fā)出一個基于C語言實現(xiàn)的小型數(shù)據(jù)庫：SQLite，主要通過實現(xiàn)了一個獨(dú)立的、嵌入式的、零配置的SQL數(shù)據(jù)庫引擎，達(dá)成能夠?qū)榍度胧较到y(tǒng)服務(wù)的設(shè)計目的。

SQLite主要特點(diǎn)：

完全免費(fèi)：SQLite的源代碼無任何版權(quán)限制，具有完全免費(fèi)的特點(diǎn)，既可以減少產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)成本,也可以為后期產(chǎn)品的穩(wěn)定運(yùn)行和維護(hù)修改提供較為徹底的解決方法。

易于共享：SQLite數(shù)據(jù)庫很容易實現(xiàn)文件被共享。一方面，一個單獨(dú)、普通的磁盤文件就可以是整個SQLite的存放形式；另一方面，SQLite由于以C庫的形式提供給應(yīng)用程序調(diào)用，從而沒有服務(wù)進(jìn)程，確保使用SQLite的應(yīng)用進(jìn)程能夠通過直接讀寫磁盤數(shù)據(jù)庫文件來訪問數(shù)據(jù)庫。

理想平衡：SQLite數(shù)據(jù)庫以其最小能夠小于170KB的代碼空間，既具備非常緊湊的代碼體積,又提供數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)最常用的功能,在代碼體積大小與系統(tǒng)功能之間實現(xiàn)了一個理想的平衡。

2 關(guān)于SQLite體系結(jié)構(gòu)

BackendCoreinterfaceSQL Command processerVirtual MachineTokenizerB-TreePagerOS InterfaceParserCode GeneratorUtilitiesTest CodeAccessoriesSQLcompiler SQLite的各個模塊之間及總的體系結(jié)構(gòu)的相互關(guān)系。

接口層(Interface)：SQLite通過位于頂層的接口層(Interface)向應(yīng)用程序提供服務(wù),主要包括接收來自于應(yīng)用程序的SQL語句字符串,并將所接收的SQL語句字符串傳送給標(biāo)記分析器(Tokenizer)和語法解析器(Parser)進(jìn)行分析，在此分析基礎(chǔ)上，代碼生成器(Code Generator)生成虛擬機(jī)指令碼使用能在虛擬機(jī)(Virtual Machine)上執(zhí)行。

虛擬機(jī)：虛擬機(jī)是SQLite的核心，是一個抽象計算環(huán)境，專為管理數(shù)據(jù)庫文件而設(shè)計，能夠通過其中指令的執(zhí)行，確保SQLite完成SQL語句所請求的相關(guān)功能。

B-樹(B-Tree)：SQLite數(shù)據(jù)庫的維護(hù)實現(xiàn)通過使用B-樹(B-Tree)在磁盤上進(jìn)行。相同的磁盤文件存放所有的B-樹，一個單獨(dú)的B-樹可供數(shù)據(jù)庫中的每個表和索引使用。B-樹模塊從磁盤請求調(diào)用固定大小的數(shù)據(jù)塊,高速頁緩存(PageCache)負(fù)責(zé)讀寫和緩存數(shù)據(jù)塊，同時提供回退、原子操作及對數(shù)據(jù)庫文件加鎖等。通過高速頁緩存提供的緩沖機(jī)制,避免了頻繁進(jìn)行I/O操作而降低應(yīng)用程序的性能。

操作系統(tǒng)抽象接口層：移植工作最關(guān)心的層次是最底層的操作系統(tǒng)抽象接口層。為了屏蔽底層不同操作系統(tǒng)的具體實現(xiàn)，操作系統(tǒng)抽象層接口在os.h中定義統(tǒng)一的抽象接口供高速頁緩存調(diào)用。

總之，遵從軟件工程的分層設(shè)計思想，SQLite的設(shè)計將整個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分成幾個不同層次的模塊分別進(jìn)行實現(xiàn)，其設(shè)計思路清楚，模塊功能劃分明確，既方便維護(hù)升級，也便于不同計算平臺間的移植。

邊境管控系統(tǒng)的需求分析

邊境管控系統(tǒng)功能主要體現(xiàn)在對數(shù)據(jù)的查詢與更新上。邊防官兵是系統(tǒng)的使用者，他們在執(zhí)勤過程中運(yùn)用它要能隨時隨地的對邊境信息進(jìn)行查詢操作。這里存放的信息主要分為我方和對方兩種，因為不是一個國家，擁有的信息是不同的。這個系統(tǒng)并不是任何人都有權(quán)力使用，所有能夠使用的官兵都擁有被授權(quán)的登陸用戶名和密碼，這樣才能有效地防止失泄密。系統(tǒng)還有一個超級管理員用戶，他能夠根據(jù)近期邊境信息的變化情況對系統(tǒng)進(jìn)行不定期的更新操作，使這個系統(tǒng)能夠把上級及友鄰單位傳遞過來的信息能夠及時地更新到這個系統(tǒng)中，同時他還有權(quán)限添加普通使用者的用戶名及密碼。在這個系統(tǒng)中，使用者可以根據(jù)想了解的分類標(biāo)題進(jìn)行選擇，最后生成一個信息的報表。

為了達(dá)到上述的要求，必須在便攜式設(shè)備中裝入嵌入式數(shù)據(jù)庫，所有邊境信息都首先存入該數(shù)據(jù)庫中，由數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一管理和存儲，以保證執(zhí)勤官兵能夠隨時隨地的對邊境信息的查詢。當(dāng)邊境形勢有新的情況變化時超級管理員可以及時對其進(jìn)行更新操作，以保證該設(shè)備中的數(shù)據(jù)最新。由此可見，在邊境管控系統(tǒng)中裝載嵌入式數(shù)據(jù)庫可以大大提高設(shè)備的易用性和易維護(hù)性，發(fā)揮小型設(shè)備的最大效能，增強(qiáng)官兵的執(zhí)勤效果。

SQLite在邊境管控系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

1.系統(tǒng)功能的框架設(shè)計

邊境管控信息系統(tǒng)功能設(shè)計：系統(tǒng)的功能主要包括信息瀏覽、信息更新、選擇國別、系統(tǒng)退出四個模塊。

信息瀏覽功能：

信息瀏覽是邊境管理信息系統(tǒng)的基本功能之一，主要是根據(jù)個人需要查看相應(yīng)的邊境信息，一般包含連隊情況、界標(biāo)情況、越境情況、當(dāng)?shù)孛袂榈人膫€方面的內(nèi)容，其中系統(tǒng)默認(rèn)瀏覽中國信息。

信息瀏覽功能還應(yīng)包括信息查找子功能，通過建立“系統(tǒng)功能”菜單實現(xiàn)相應(yīng)操作的選擇。信息查找功能是在當(dāng)前數(shù)據(jù)表中輸入查找與文本框內(nèi)容相關(guān)的信息，并將搜索到的相關(guān)信息顯示在列表框中，其中查找信息的文本框設(shè)置為非空。

信息更新功能：

信息更新功能主要是基于數(shù)據(jù)庫可視化的后臺管理，分為數(shù)據(jù)庫內(nèi)容和結(jié)構(gòu)維護(hù)。首先，設(shè)置登錄權(quán)限，區(qū)分普通管理員和超級管理員，其中普通管理員僅能夠?qū)?shù)據(jù)庫內(nèi)容進(jìn)行瀏覽，而超級管理員既能夠?qū)?shù)據(jù)庫的內(nèi)容進(jìn)行瀏覽和修改，還能夠?qū)?shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改。

2.數(shù)據(jù)庫SQLite的框架設(shè)計

邊境管理信息系統(tǒng)的后臺數(shù)據(jù)庫應(yīng)當(dāng)立足存儲邊境信息的數(shù)據(jù)庫、記錄系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)庫信息的數(shù)據(jù)庫和用戶信息數(shù)據(jù)庫等進(jìn)行框架設(shè)計。

邊境信息數(shù)據(jù)庫包括了所有的信息索引數(shù)據(jù)表和信息內(nèi)容數(shù)據(jù)表。用戶信息數(shù)據(jù)庫是用來保存用戶信息，包括數(shù)據(jù)表登陸窗口。登陸窗口包括用戶名、密碼和權(quán)限。記錄系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)庫是用來記錄系統(tǒng)所有的數(shù)據(jù)庫名和相應(yīng)的數(shù)據(jù)表名。

3.數(shù)據(jù)庫SQLite的功能實現(xiàn)

下面我們通過SQLite在邊境管控信息查詢系統(tǒng)中的用戶登陸信息數(shù)據(jù)庫來講解一下SQLite的具體應(yīng)用。首先我們需要建立數(shù)據(jù)庫,具體數(shù)據(jù)庫的形式如下:

CREATE TABLE login (

id integer primary key ,

usrtname varchar(40),

password integer,

authority varchar(40)，

);

這里有兩種選擇,可以在sqlite提示符下建立數(shù)據(jù)庫,也可以用c語言調(diào)用sqlite_exec()實現(xiàn);接下來調(diào)用sqlite_open()打開數(shù)據(jù)庫;然后調(diào)用sqlite_prepare()和sqlite_step(),sqlite _finalize()從數(shù)據(jù)庫中取回數(shù)據(jù)送界面窗口與輸入比較;最后調(diào)用sqlite _close()關(guān)閉數(shù)據(jù)庫。

主函數(shù)如下:

main()

{

int rc;

rc=sqlite3_open(str,&db);//打開名為 str 的數(shù)據(jù)庫，如果不存在，就新建數(shù)據(jù)庫

if(rc){

fprintf(stderr,“打開數(shù)據(jù)庫錯誤 !”,sqlite3_errmsg(db));

sqlite3_close(db); //關(guān)閉數(shù)據(jù)庫

return 1;

}

else

return 0;

sql=”select username,password,authority from login”;

rc=sqlite3_prepare(db,sql,strlen(sql),&stmt,&tail);

if (rc !=SQLITE_OK){

fprintf(stderr,”SQL error: %s n%s ”,sqlite3_errmsg(db));

}

rc=sqlite3_step(stmt);

ncols=sqlite3_column_count(stmt);

while(rc== SQLITE_ROW){

for(i=0,i

fprintf(stderr,”%s ”,sqlite3_column_text(stmt,i));

}

fprintf(stderr,” ”);

rc=sqlite3_step(stmt);

}

sqlite3_finalize(stmt);

sqlite3_close(db);

return 0;

}

結(jié)束語

總之，本文著眼SQLite數(shù)據(jù)庫占用資源少、性能良好和零管理成本等顯著特點(diǎn)，著力發(fā)揮嵌入式數(shù)據(jù)庫在軍事方面應(yīng)用，通過利用嵌入式數(shù)據(jù)庫SQLite實現(xiàn)了對過境管控信息資源的有效管理，在一定程度上較好地滿足了任何環(huán)境下對邊境信息資源及時方便查詢與更新的需求。