CN101558406A - 数据库、尤其是导航数据库的更新方法 - Google Patents

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Abstract

对分布式数据库(10；11)尤其是划分为片段(17；24，26；28，27；30，31)的导航数据库进行更新的一种方法，将更新后的片段(17；24，26；28，27；30，31)从划分为相应片段的中央数据库传送到分布式数据库(10；11)之中，然后将更新后的片段(17；24，26；28，27；30，31)保存在分布式数据库(10；11)之中，从而避免分步骤更新时出现不一致性，方法是将分布式数据库(10；11)中的片段(17；24，26；28，27；30，31)映射到一个层次模型，在更新片段(17；24，26；28，27；30，31)时也对与片段(17；24，26；28，27；30，31)相关的那些片段(17；24，26；28，27；30，31)进行更新。

Description

数据库、尤其是导航数据库的更新方法
本发明涉及一种对分布式数据库、尤其是划分为若干片段的导航数据库进行更新的方法，将更新后的片段从划分为相应片段的中央数据库传送到分布式数据库之中，然后将更新后的片段保存在分布式数据库之中。
当今的导航系统均具有庞大的数据库，其中例如保存有数字地图数据、目的地输入数据、路线查找及显示数据、显示车辆当前位置并且进行目的地引导的数据。此外数据库还可以包含驾驶辅助系统的附加数据。
数据库用户所关心的是数据库中应包含尽可能最新的信息。例如当数据库所依赖的道路网络发生变化之后，或者因为导航数据库中不包含交通堵塞信息而无法对暂时的交通堵塞加以考虑时，则对于驾驶员而言，导航数据库的价值就会大打折扣。另一个示例是那些依赖于最新数据的计算机应用。
更新分布式数据库的方式通常为：在数据中心检查新数据的可用性，并且在必要时提供新的数据库版本。如果行新的数据库版本可供使用，则将其汇总后保存在更新数据库之中。分布式系统(例如汽车内的导航系统)从更新数据库下载适当的更新数据，然后嵌入其分布式数据库之中。
可以完整地或者部分更新数据库。
完整更新的优点在于能够依次同步全部数据集，但是对于用户而言，完整更新方式通常伴随耗费成本与时间的缺点，例如所传输的是没有变化的数据时，或者并非用户所需的而且是根据数据流量付费的数据。
因此为了减小更新步骤所产生的数据流量，可以不必一步更新整个数据库，而是仅仅对其进行部分更新。为此可将数据库的内容划分成若干片段，例如可按照地理内容和/或主题或者某种组合进行划分。
当然在分步骤进行更新时可能会出现问题，因为数据库可能会丧失其一致性。也就是说，更新某一个局部范围可能会消除与其它片段之间的关系。例如可想而知，当在某一个片段中进行更新时，含有道路连接点的另一个并未更新的数据库片段所链接的路段可能会被删除。在分步骤更新过程中必须避免这类不一致性。
在数据库更新过程中避免出现不一致性的常规方法是：将数据库划分为互不重叠、各自对应于某一个版本识别码的片段。由于数据库的各个片段之间存在依赖关系，并非每一个版本组合均会形成一致状态。因此数据中心和/或者分布式系统必须确保对分布式数据库的每次更新均可形成一致性的版本组合。这种保证所需的花费与各个片段之间依赖关系的数量成正比增加。为了减少这些依赖关系，可适当形成必须在更新时对其进行检查的那些数据库片段，将这些片段之间的关系的数量减少到最低程度。
分步骤更新数据库的另一个问题是所谓的雪崩效应，也就是说，尽管用户仅仅打算更新某一个数据库片段，但同样必须更新多个数据库片段的多个版本，以便获得一致性的版本组合。这也会导致成本和时间耗费增大。
将数据库划分成若干较小的片段，就可以限制雪崩效应，但是必须对其版本进行检查的较小数据库片段也会导致这些片段的数量增大，因此维护费用以及检查版本所需的存储空间也会增加。除此之外，发生结构变化的概率也会增大，这里所指的是添加或删除对其版本进行检查的数据库片段。仅可以利用辅助设计来管理结构变化。
就这一背景而言，本发明的任务在于提供一种经过改进的、能够以一致性方式对某一数据库的任意片段进行更新的方法。
该任务可通过开头所述类型的方法加以解决，即将分布式数据库中的片段映射到一个层次模块，并且在更新分布式数据库中的片段时，也对那些与其存在相关性的片段进行更新。这种对某一片段进行更新的方式不会造成数据库不一致，因为同样也对那些与其存在相关性的片段进行更新。
此外这种层次数据结构还可用来保存相对路径，从而能比迄今为止所用的方法更为有效地保存、传输更新后的片段，并且可降低数据库的维护费用。根据目的将分布式数据库映射到树状结构之中。
可通过下述方式划分为片段：确定分布式数据库中受版本管理的节点，并且由作为根的各一个受版本控制的节点以及并非是受版本控制的节点的所有下级节点和其后继者构成数据库片段。节点和根这些概念并不局限于树状结构，这里也可将其用于层次数据结构。这样一个节点所表示的就是一个数据元素或者数据库的数据量。
所谓整个数据库的根，指的是排列在数据库最高层次的那些节点；而某一个片段的根所指的则是排列在该片段内部最高层次的那些节点。所谓受版本控制的节点，指的是树的根属于其元素的数据树的所有节点的一部分。
可以根据具体用途，确定受版本控制的节点的数量及其在数据库中的分布。根据目的适当确定受版本控制的节点的数量，使得预期经常要更新的数据处在那些没有或者仅有少量下级片段的片段之中。以这种方式可以防止某个片段的更新发展成为雪崩式更新。也可以将数据库的一部分(例如全局索引)从上述版本管理中移去。对于这些部分而言，之后必须以其它方式确保在更新这些数据时不会出现不一致。
给每一个片段分配一个版本识别码，以便能够区别某一个片段的版本。例如版本识别码可以是一个整数。
有不同的方法可在某一个下级片段(A)发生变化时对某一个下级片段(B)的版本识别码进行处理：1)如果片段(B)没有变化，则片段(B)的版本识别码保持不变；如果片段(B)有变化，则增大片段(B)的版本识别码。2)无论片段(B)是否有变化，均将片段(B)的版本识别码复位(称作Reset；例如复位成零)。通过复位操作也将所有从属于片段(A)的下级片段的版本识别码复位。3)有选择性地保留或者复位片段(B)的版本识别码。可以任意或者根据情况进行选择。
但是版本识别码也可以包含其它信息，例如有关某一片段内的数据内容和格式的信息，以及/或者有关下级片段结构的信息。将版本识别码保存在相应的片段之内，或者保存在分布式数据库的一个集中列表之中。这样就可以在今后某个时刻使用某一个片段的版本识别码。
按照一种优选实施型式所述，在数据中心之内针对某一个片段的每一个新版本识别码检查其它片段的哪些版本与新的版本识别码一致。例如可通过一个更新编译器执行这一任务。这样一方面可保证分布式数据库的一致性，另一方面也可以更改数据库，尤其是更改内容、格式以及/或者结构，不必在分布式系统之内检查一致性。
为了检查一致性，必须能够对某一个受版本控制的片段的版本进行寻址。可以通过一个版本路径执行该操作。这里所涉及的是一个矢量，其构成成分为受版本控制的片段的版本识别码以及所有受版本控制的下级片段的版本识别码。这样可允许存在依赖关系的下级版本。但也可以通过版本识别码(例如一个整数)对某一个受版本控制的片段的版本进行寻址。
为了利用分布式数据库使得某一种系统例如导航系统具有高度灵活性，最好以无线方式传输更新后的片段。例如可以利用射频或无线电传输方式，或者通过移动电话连接进行传输。可想而知，同样也可以通过可替换的存储媒介来传输数据。也可以通过互联网传输更新后的片段。
以下将依据附图对本发明进行详细解释。相关附图如下：
附图1更新系统概貌，
附图2层次结构的数据库示例，
附图3添加一个下级更新片段的示意图，
附图4更改一个下级更新片段的示意图，
附图5移去一个下级更新片段的示意图，
以下所述均基于一个导航系统。但本发明并不限于导航系统，但凡需要更新数据以及必须将更新数据导入数据库之处，均可使用本发明。例如从互联网下载游戏或者应用程序的更新版本。
附图1所示为一个数据中心1。在数据中心创建导航数据库。例如导航数据库可包含有关道路网络或者所谓的兴趣点(Points of Interest)的信息，例如加油站、宾馆或者景点。
数据中心1包括一个对数据进行汇编的数据编译器2。数据编译器2也称作Data Compiler。数据编译器2对导航数据库所需的或者可用的数据进行汇编，例如上述有关道路网络的数据。数据编译器2根据这些数据组合成导航数据库原始数据的更新内容3、4、5。附图1中的三个圆柱体表示用于今后三年的导航数据库的三个更新内容3、4、5。每一个更新3、4、5均包括全部数据集，其中含有基础导航数据库的原始数据。相对于上一年的更新3、4的数据变更不一定涉及整个数据集。可以想象，仅仅某一个地区的道路网络数据有所变更，尽管原始数据包含整个国家的道路网络。
更新编译器6(也称作Update Compiler)对数据编译器2所组合的更新3、4、5进行检查，确定数据集在何处有不同于之前的更新3、4的变化。如果更新编译器6发现有变化，就在更新数据库7中提供更新3、4、5。可以从更新数据库7将这些数据传输给一个分布式系统8，或者从分布式系统8调用这些数据。
本实施例中所示的分布式系统8是一种安装于汽车之中的导航系统。分布式系统8包括一个更新整合器9，可从更新数据库调用数据，然后将其传输到分布式系统8之中。更新整合器9随后对分布式系统8之中的分布式数据库10进行更新，在本案例中就是汽车中的导航数据库。
附图2中的数据库11映射到某一个数据树(更为准确地说是二进制数)的结构，从其中的一个节点12分支出最多两个下级节点13。
但对于本发明而言，并非一定要将数据库11映射到某一个树状结构。仅仅需要一种层次数据结构，或者可以转变成层次数据结构。将一个非层次排列的数据结构投影成为层次结构的一种简单方法为：将整个数据库看成是一个树的根，将数据库的每一个片段处理成直接从属于根的节点。但也可能需要一种更深的数据结构。例如可以借助XML(Extensible Markup Language可扩展标记语言)实现这一目的。这时可以将每一个XML元素看成是层次数据模型中的一个节点。
数据库11具有两个不同类别的节点14、15：其中一个类别构成受版本控制的节点14的数量，另一个类别构成非版本控制的节点15的数量。数据库11之中受版本控制的节点14的数量和分布决定数据的相互依赖关系，所述数据就是更新数据库11时必须加以考虑到的数据。可任意划分成这两个类别，例外情况是：根16必须表示一个受版本控制的节点13。
受版本控制的节点14以及非版本控制的节点15组合成受版本控制的片段17。受版本控制的片段17在附图2中以虚线表示。每一个受版本控制的片段17均由一个受版本控制的节点12、14、16以及所有与这一受版本控制的节点12、14、16有关的、也就是非版本控制的下级节点15及其非版本控制的下级节点构成。因此每一个受版本控制的片段17均包含一个受版本控制的节点12、14、16。受版本控制的片段17的含义在于：仅可对其进行全部更新，即使其数据只有一部分有所变化时也是如此。
以下将根据导航数据库的数据，对数据库11进行详细解释。
数据树的根16构成最高层18，也就是数据库层。根16表示全国的公路线路图。在第二层19即目录层中，节点14表示该国家范围内的一个有限地理区域。在下一层20也就是文件层中有一个受版本控制的节点20，该节点从属于节点14，并且包含节点14所表示的地理区域的兴趣点信息(Points ofInterest)。受版本控制的节点14具有另一个下级节点21，该节点包含有关该地理区域的公路线路图的信息。节点21具有一个下级节点22，该节点在第四层23也就是元素层之中。节点22包含节点21所表示的道路中的房屋的3D图像。数据树也可以包含其它层，例如附加的目录层或者属性层。
以下将详细解释如何将数据库11划分成为受版本控制的片段17。
如果因为用户对节点14所表示的地理区域的兴趣点不再感兴趣而更改数据库11，则可以删除受版本控制的片段，也就是通过受版本控制的节点20确定为根的片段，不需要对受版本控制的片段17进行更新。这是因为删除的兴趣点所属的受版本控制的片段从属于受版本控制的片段17。而如果要更改节点21中的公路线路图的数据，则必须更新全部受版本控制的片段17。
附图3中的左侧方框中所示的是某一时刻的一个受版本控制的片段24。现在将数据库更新一次，在图中以箭头25表示。更新方法为：给数据库添加一个受版本控制的片段26。受版本控制的片段26直接从属于受版本控制的片段24，也就是在其之间没有任何层。每一个受版本控制的片段24、26均具有自身的版本，该版本要么保存在相应的受版本控制的片段24、26之中，或者保存在受版本控制的片段24、26之外的一个集中列表之中。受版本控制的片段24在更新之前已经有一个版本识别码n，且n是一个整数。在添加了受版本控制的下级片段26之后，受版本控制的片段24的版本识别码就会增加1，即受版本控制的片段24现在所拥有的版本识别码为n+1。所添加的受版本控制的片段26获得版本识别码1，因为之前并不存在。
保存受版本控制的片段24、26的版本之所以重要，是因为只能使用识别码续增的版本以分布方式对受版本控制的片段24、26进行正确更新。这样也可保证在了解某一受版本控制的片段的版本号时，能够重新构建这一受版本控制的片段的时间状态。
附图4所示为某一时刻的一个受版本控制的片段27，该片段的下级是受版本控制的片段28。受版本控制的片段27具有版本识别码n，受版本控制的片段28具有版本识别码m，且m和n均为整数。在箭头29表示的更新过程中更改受版本控制的片段28。受版本控制的片段28会因此而增加1，使其现在为m+1。受版本控制的片段27保持不变。
附图5所示为某一时刻受版本控制的片段30以及受版本控制的片段31。受版本控制的片段30具有版本识别码n，受版本控制的片段31具有版本识别码m，且m和n均为整数。在箭头32表示的更新之后，受版本控制的片段31已被删除。受版本控制的片段30的版本识别码现在就会因此而增加1成为n+1。

Claims (7)

1.一种对分布式数据库(10；11)尤其是划分为片段(17；24，26；28，27；30，31)的导航数据库进行更新的方法，将更新后的片段(17；24，26；28，27；30，31)从划分为相应片段(17；24，26；28，27；30，31)的中央数据库传送到分布式数据库(10；11)中和将更新后的片段(17；24，26；28，27；30，31)保存在分布式数据库(10；11)中，其特征在于，将分布式数据库(10；11)中的片段(17；24，26；28，27；30，31)映射到一个层次模型，在更新片段(17；24，26；28，27；30，31)时也对该片段(17；24，26；28，27；30，31)与之相关的那些片段(17；24，26；28，27；30，31)进行更新。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，层次模型具有树状结构。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，确定分布式数据库(10；11)中受版本控制的节点(12，14，16，20，22)，并且由作为根的各一个受版本控制的节点(12，14，16，20，22)以及不是受版本控制的节点(12，14，16，20，22)的所有下级节点(15，21)和它们的后继节点构成数据库片段(17；24，26；28，27；30，31)。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，每一个片段(17；24，26；28，27；30，31)均对应于某一个版本。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过一个整数表示版本。
6.根据权利要求3～5中任一项所述的方法，其特征在于，将版本保存在相应的片段(17；24，26；28，27；30，31)内，或者保存在分布式数据库(10；11)的中央数据结构之中。
7.根据权利要求3～6中任一项所述的方法，其特征在于，在一个数据中心(1)内针对片段(17；24，26；28，27；30，31)的每一个新版本检查其它片段的哪些版本与该新版本一致。
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