CN105447043A - 数据库及其数据访问方法 - Google Patents

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Abstract

一种数据库及其数据访问方法。数据库包括一内存、一中央处理单元、一数据储存组件及一数据快取组件。内存用以储存一核心程序。中央处理单元耦接内存。数据储存组件耦接中央处理单元。数据快取组件耦接中央处理单元。当核心程序接收来一应用程序的数据读取指令时，核心程序判断被读取的数据储存组件是否设定为加速读写。当数据储存组件设定为加速读写时，核心程序引导数据读取指令读取数据快取组件的一复制档案。当核心程序接收来自应用程序的一数据写入指令时，核心程序判断被写入的数据储存组件是否设定为加速读写。当数据储存组件设定为加速读写时，则核心程序将数据写入指令的一待写入档案同时写入数据储存组件及数据快取组件。

Description

数据库及其数据访问方法
技术领域
本发明是有关于一种数据访问方法，且特别是有关于一种数据库系统及其数据访问方法。
背景技术
近年来，随着因特网的快速发展、软件与硬件的技术提升，用户对于信息服务的需求越来越高，数据库的串流技术很快地发展壮大。数据库代表了规模庞大的数据储存能力，其可在本地端资源有限的情况下，利用网络取得远方的数据。换言之，用户可通过个人的电子装置向服务器请求存取数据，而服务器会反应电子装置的请求而提供数据至电子装置。由于电子装置在接收到需要的数据后才能进行后续的程序，亦即服务器的数据访问速度会影响电子装置执行程序的流畅度。
发明内容
本发明的目的是提供一种数据库及其数据访问方法，可加速数据读写速度。
本发明的又一目的是提供一种数据库的数据访问方法。
为实现上述目的，本发明提供的数据库，包括一内存、一中央处理单元、一数据储存组件及一数据快取组件。内存用以储存一核心程序。中央处理单元耦接内存，用以执行核心程序。数据储存组件及数据快取组件耦接中央处理单元。当核心程序接收来自一应用程序的一数据读取指令时，核心程序判断被读取的数据储存组件是否设定为加速读写。当数据储存组件设定为加速读写时，则核心程序引导数据读取指令读取数据快取组件的一复制档案，其中复制档案对应数据储存组件中的一目标档案。当核心程序接收来自应用程序的一数据写入指令时，核心程序判断被写入的数据储存组件是否设定为加速读写。当数据储存组件设定为加速读写时，则核心程序将数据写入指令的一待写入档案同时写入数据储存组件及数据快取组件。
在本发明的一实施例中，当数据储存组件设定为加速读写且数据快取组件未存在复制档案时，核心程序读取数据储存组件中的目标档案及对应的一第一档案路径，修改目标档案对应的第一档案路径，将复制档案储存于数据快取组件中，并且将复制档案对应的一第二档案路径设定为相同于核心程序所读取的第一档案路径。
在本发明的一实施例中，核心程序于第二档案路径下建立一档案映像文件，以记录复制档案的至少一储存区块的位置。
在本发明的一实施例中，当数据储存组件设定为不加速读写时，则核心程序依据数据读取指令读取目标档案。
在本发明的一实施例中，当数据储存组件设定为不加速读写时，则核心程序仅将待写入档案写入数据储存组件。
在本发明的一实施例中，核心程序为应用于UNIX操作系统或类UNIX操作系统。
在本发明的一实施例中，核心程序包括一虚拟文件系统(VirtualFileSystem，VFS)模块及一用户空间文件系统(FilesysteminUserspace，FUSE)模块。虚拟文件系统模块用以接收数据读取指令后提供一数据读取请求，以及接收数据写入指令后提供一数据写入请求。用户空间文件系统模块，用以当接收到数据读取请求时，判断被读取的数据储存组件是否设定为加速读写。当数据储存组件设定为加速读写且数据快取组件未存在复制档案时，用户空间文件系统模块读取数据储存组件中的目标档案及对应的第一档案路径，修改目标档案对应的第一档案路径，复制目标档案并将复制档案储存于数据快取组件中，并且将复制档案对应的一第二档案路径设定为相同于用户空间文件系统模块所读取的第一档案路径。当数据储存组件设定为加速读写且数据快取组件存在复制档案时，用户空间文件系统模块读取复制档案。当接收到数据写入请求时，用户空间文件系统模块判断被写入的数据储存组件是否设定为加速读写。当数据储存组件设定为加速读写时，用户空间文件系统模块依据数据写入请求将待写入档案同时写入数据储存组件及数据快取组件。
在本发明的一实施例中，数据储存组件为一硬盘储存装置，数据快取组件为一固态硬盘储存装置。
本发明提供的数据库的数据访问方法，包括下列步骤：通过一中央处理单元执行储存于一内存的一核心程序。当核心程序接收来自一应用程序的一数据读取指令时，通过核心程序判断被读取的一数据储存组件是否设定为加速读写。当数据储存组件设定为加速读写时，则通过核心程序引导数据读取指令读取一数据快取组件的一复制档案，其中复制档案对应数据储存组件中的一目标档案。当核心程序接收来自应用程序的一数据写入指令时，通过核心程序判断被写入的数据储存组件是否设定为加速读写；以及，当数据储存组件设定为加速读写时，则通过核心程序将数据写入指令的一待写入档案同时写入数据储存组件及数据快取组件。
在本发明的一实施例中，通过核心程序引导数据读取指令读取数据快取组件的复制档案的步骤包括：当数据储存组件设定为加速读写且数据快取组件未存在复制档案时，通过核心程序读取数据储存组件中的目标档案及对应的一第一档案路径，修改目标档案对应的第一档案路径，复制目标档案并将复制档案储存于数据快取组件中，并且将复制档案对应的一第二档案路径设定为相同于核心程序所读取的第一档案路径。
在本发明的一实施例中，数据库的数据访问方法还包括：通过核心程序于第二档案路径下建立一档案映像文件，以记录复制档案的至少一储存区块的位置。
在本发明的一实施例中，核心程序所读取的目标档案及第一档案路径储存于内存中。
在本发明的一实施例中，数据库的数据访问方法还包括；当数据储存组件设定为不加速读写时，则通过核心程序依据数据读取指令读取目标档案。
在本发明的一实施例中，数据库的数据访问方法还包括：当数据储存组件设定为不加速读写时，则通过核心程序仅将待写入档案写入数据储存组件。
在本发明的一实施例中，核心程序所接收的数据写入指令的待写入档案储存于内存中。
基于上述，本发明实施例的数据库的数据访问方法，其判断数据储存组件是否设定为加速读写，以决定是否通过数据快取组件来加速数据读写速度。
附图说明
图1为依据本发明一实施例的数据库的系统示意图。
图2为依据本发明一实施例的数据存取示意图。
图3为依据本发明一实施例的数据库的数据访问方法的流程图。
附图中符号说明：
10应用程序；100数据库；110内存；111核心程序；113虚拟文件系统模块；115用户空间文件系统模块；120中央处理单元；130数据储存组件；140数据快取组件；Crd数据读取指令；Cwd数据写入指令；Dwd待写入档案；FCP复制档案；FTR目标档案；PH1第一档案路径；PH2第二档案路径；Rrd数据读取请求；Rwd数据写入请求；S310、S320、S330、S340步骤。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，以下举实施例并配合附图作详细说明。
图1为依据本发明一实施例的数据库的系统示意图。请参照图1，在本实施例中，数据库100例如包括内存110、中央处理单元120、数据储存组件130及数据快取组件140。其中，数据储存组件130可以是大容量但访问速度较慢的数据储存组件，例如硬盘储存装置；数据快取组件140可以是小容量但访问速度较快的数据储存组件，例如固态硬盘储存装置，但本发明实施例不以此为限。
中央处理单元120耦接内存110、数据储存组件130及数据快取组件140，其中中央处理单元120可通过不同中间组件耦接至内存110、数据储存组件130及数据快取组件140，例如芯片组(Chipset)、总线(Bus)等，但本发明实施例不以此为限。在本实施例中，内存110用以储存核心程序111，而耦接内存110的中央处理单元120则是用以执行核心程序111。并且，核心程序111是假设为应用于UNIX操作系统或类UNIX操作系统，亦即核心程序111可包括一虚拟文件系统(VirtualFileSystem，VFS)模块113及一用户空间文件系统(FilesysteminUserspace，FUSE)模块115。
图2为依据本发明一实施例的数据存取示意图。请参照图1及图2，其中图2用以表示指令及数据的流向，而非真正的实体结构，并且相同或相似组件使用相同或相似标号。在本实施例中，应用程序10、数据储存组件130及数据快取组件140是属于用户空间，亦即使用者可操作、使用及设定应用程序10、数据储存组件130及数据快取组件140。核心程序111是属于核心空间，亦即用户无法轻易设定核心程序111。
当核心程序111接收来自应用程序10的数据读取指令Crd时，核心程序111会判断被读取的数据储存组件130是否设定为加速读写。当数据储存组件130设定为加速读写时，则核心程序111会引导数据读取指令Crd去读取数据快取组件140的复制档案FCP，其中复制档案FCP相同于数据储存组件130中数据读取指令Crd要读取的目标档案FTR。由于数据快取组件140的访问速度较数据储存组件130快，因此当数据储存组件130设定为加速读写时，存取在数据快取组件140中的档案会加速读写速度。当数据储存组件130设定为不加速读写时，则核心程序111依据数据读取指令Crd直接读取数据储存组件130中的目标档案FTR，以提供应用程序10对应的档案。
进一步来说，当核心程序111的虚拟文件系统模块113接收来自应用程序10的数据读取指令Crd时，虚拟文件系统模块113会对应数据读取指令Crd而提供数据读取请求Rrd至核心程序111的用户空间文件系统模块115。当用户空间文件系统模块115接收到数据读取请求Rrd时，用户空间文件系统模块115会判断被读取的数据储存组件130是否设定为加速读写。
当数据储存组件130设定为加速读写且数据快取组件140存在对应的复制档案FCP时，用户空间文件系统模块115会直接读取数据快取组件140中的复制档案FCP，以提供给应用程序10；当数据储存组件130设定为加速读写且数据快取组件140未存在对应的复制档案FCP时，用户空间文件系统模块115会读取数据储存组件130中的目标档案FTR及对应的第一档案路径PH1，接着修改存放目标档案FTP的第一档案路径PH1。
然后，用户空间文件系统模块115复制目标档案FTR为一复制档案FCP并储存于数据快取组件140中，并且将复制档案FCP对应的第二档案路径PH2设定为相同于用户空间文件系统模块115所读取的第一档案路径PH1，亦即将目标档案FTP所原本对应的档案路径改为对应至复制档案FCP。其中，用户空间文件系统模块115所读取的目标档案FTR及第一档案路径PH1可储存于内存110中。
当数据储存组件130设定为不加速读写时，则用户空间文件系统模块115会依据数据读取请求Rrd直接读取数据储存组件130中的目标档案FTR，以提供应用程序10要求的档案。
依据上述，本发明实施例的数据库100可视为以档案为基础的数据快取系统，并且通过档案的复制及档案路径的修改及设定来引导数据读取指令Crd读取数据快取组件140中的复制档案FCP，因此没有数据储存及数据搜寻的问题，并且可节省内存110的使用及提高档案的搜寻速度。
在本实施例中，用户空间文件系统模块115会在第二档案路径PH2下建立档案映像文件，以记录复制档案FCP的至少一储存区块的位置，亦即确认数据快取组件140中各个数据区块的档案内容是否为被使用(亦即有效)的映像档案，其中数据区块可以是用户空间文件系统模块115的最小读取单位(例如4kByte)。并且，档案映像文件可以位(bit)或字节(Byte)记录复制档案FCP的至少一储存区块的位置，亦即可通过位映像或指针记录复制档案FCP的至少一储存区块的位置。
另一方面，当核心程序111接收来自应用程序10的数据写入指令Cwd时，核心程序111判断被写入的数据储存组件130是否设定为加速读写。当数据储存组件130设定为加速读写时，则核心程序111将数据写入指令Cwd的待写入档案Dwd同时写入数据储存组件130及数据快取组件140；当数据储存组件130设定为不加速读写时，则核心程序111仅将待写入档案Dwd写入数据储存组件130。其中，核心程序111所接收的数据写入指令Cwd的待写入档案Dwd会储存于内存110中。
进一步来说，当核心程序111的虚拟文件系统模块113接收来自应用程序10的数据写入指令Cwd时，虚拟文件系统模块113会对应数据写入指令Cwd提供数据写入请求Rwd至核心程序111的用户空间文件系统模块115。当用户空间文件系统模块115接收到数据写入请求Rwd时，用户空间文件系统模块115会判断被写入的数据储存组件130是否设定为加速读写。
当数据储存组件130设定为加速读写时，用户空间文件系统模块115将依据数据写入请求Rwd将待写入档案Dwd同时写入数据储存组件130及数据快取组件140。当数据储存组件130设定为不加速读写时，则用户空间文件系统模块115依据数据写入请求Rwd仅将待写入档案Dwd写入数据储存组件130。
依据上述，本实施例可通过修改用户空间文件系统模块115来达到数据快取的功能，因此不用重编核心程序111来拦截虚拟文件系统模块113所接收的指令，因此可减低程序修改的复杂度。
图3为依据本发明一实施例的数据库的数据访问方法的流程图。请参照图3，在本实施例中，数据库的数据访问方法包括下列步骤：通过中央处理单元执行储存于内存的核心程序(步骤S310)。当核心程序接收来自应用程序的数据读取指令或数据写入指令时，通过核心程序判断被读取的数据储存组件是否设定为加速读写(步骤S320)。当数据储存组件设定为加速读写时，亦即步骤S320的判断结果为“是”，则通过核心程序引导数据读取指令读取数据快取组件中对应数据储存组件的目标档案的复制档案，或者通过核心程序将数据写入指令的一待写入档案同时写入数据储存组件及数据快取组件(步骤S330)；当数据储存组件设定为不加速读写时，亦即步骤S320的判断结果为“否”，则通过核心程序依据数据读取指令读取目标档案，或者通过核心程序仅将数据写入指令的待写入档案写入数据储存组件(步骤S340)。其中，上述步骤S310、S320、S330及S340的顺序为用以说明，本发明实施例不以此为限。并且，上述步骤S310、S320、S330及S340的细节可参照图1、图2的实施例所示，在此则不再赘述。
综上所述，本发明实施例的数据库的数据访问方法，其判断数据储存组件是否设定为加速读写，以决定是否通过数据快取组件来加速数据读写速度。
虽然本发明已以实施例说明如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视申请的权利范围所界定的内容为准。

Claims (17)

1.一种数据库，包括：
一内存，用以储存一核心程序；
一中央处理单元，耦接该内存，用以执行该核心程序；
一数据储存组件，耦接该中央处理单元；以及
一数据快取组件，耦接该中央处理单元；
其中，当该核心程序接收来自一应用程序的一数据读取指令时，该核心程序判断被读取的该数据储存组件是否设定为加速读写，当该数据储存组件设定为加速读写时，则该核心程序引导该数据读取指令读取该数据快取组件的一复制档案，其中该复制档案对应该数据储存组件中的一目标档案；
当该核心程序接收来自该应用程序的一数据写入指令时，该核心程序判断被写入的该数据储存组件是否设定为加速读写，当该数据储存组件设定为加速读写时，则该核心程序将该数据写入指令的一待写入档案同时写入该数据储存组件及该数据快取组件。
2.根据权利要求1所述的数据库，其中，当该数据储存组件设定为加速读写且该数据快取组件未存在该复制档案时，该核心程序读取该数据储存组件中的该目标档案及对应的一第一档案路径，修改该目标档案对应的该第一档案路径，复制该目标档案并将复制档案储存于该数据快取组件中，并且将该复制档案对应的一第二档案路径设定为相同于该核心程序所读取的该第一档案路径。
3.根据权利要求2所述的数据库，其中，该核心程序于该第二档案路径下建立一档案映像文件，以记录该复制档案的至少一储存区块的位置。
4.根据权利要求2所述的数据库，其中，该核心程序所读取的该目标档案及该第一档案路径储存于该内存中。
5.根据权利要求1所述的数据库，其中，当该数据储存组件设定为不加速读写时，则该核心程序依据该数据读取指令读取该目标档案。
6.根据权利要求1所述的数据库，其中，当该数据储存组件设定为不加速读写时，则该核心程序仅将该待写入档案写入该数据储存组件。
7.根据权利要求1所述的数据库，其中，该核心程序所接收的该数据写入指令的该待写入档案储存于该内存中。
8.根据权利要求1所述的数据库，其中，该核心程序为应用于UNIX操作系统或类UNIX操作系统。
9.根据权利要求8所述的数据库，其中，该核心程序包括：
一虚拟文件系统模块，用以接收该数据读取指令后提供一数据读取请求，以及接收该数据写入指令令后提供一数据写入请求；以及
一用户空间文件系统模块，用以当接收到该数据读取请求时，判断被读取的该数据储存组件是否设定为加速读写，当该数据储存组件设定为加速读写且该数据快取组件未存在该复制档案时，该用户空间文件系统模块读取该数据储存组件中的该目标档案及对应的一第一档案路径，修改该目标档案对应的该第一档案路径，复制该目标档案并将该复制档案储存于该数据快取组件中，并且将该复制档案对应的一第二档案路径设定为相同于该用户空间文件系统模块所读取的该第一档案路径，当该数据储存组件设定为加速读写且该数据快取组件存在该复制档案时，该用户空间文件系统模块读取该复制档案；
当接收到该数据写入请求时，该用户空间文件系统模块判断被写入的该数据储存组件是否设定为加速读写，当该数据储存组件设定为加速读写时，该用户空间文件系统模块依据该数据写入请求将该待写入档案同时写入该数据储存组件及该数据快取组件。
10.根据权利要求1所述的数据库，其中，该数据储存组件为一硬盘储存装置，该数据快取组件为一固态硬盘储存装置。
11.一种数据库的数据访问方法，包括：
通过一中央处理单元执行储存于一内存的一核心程序；
当该核心程序接收来自一应用程序的一数据读取指令时，通过该核心程序判断被读取的一数据储存组件是否设定为加速读写；
当该数据储存组件设定为加速读写时，则通过该核心程序引导该数据读取指令读取一数据快取组件的一复制档案，其中该复制档案对应该数据储存组件中的一目标档案；
当该核心程序接收来自该应用程序的一数据写入指令时，通过该核心程序判断被写入的该数据储存组件是否设定为加速读写；以及
当该数据储存组件设定为加速读写时，则通过该核心程序将该数据写入指令的一待写入档案同时写入该数据储存组件及该数据快取组件。
12.根据权利要求11所述数据库的数据访问方法，其中，通过该核心程序引导该数据读取指令读取该数据快取组件的该复制档案的步骤包括：
当该数据储存组件设定为加速读写且该数据快取组件未存在该复制档案时，通过该核心程序读取该数据储存组件中的该目标档案及对应的一第一档案路径，修改该目标档案对应的该第一档案路径，复制该目标档案并将该复制档案储存于该数据快取组件中，并且将该复制档案对应的一第二档案路径设定为相同于该核心程序所读取的该第一档案路径。
13.根据权利要求12所述数据库的数据访问方法，其中，包括：
通过该核心程序于该第二档案路径下建立一档案映像文件，以记录该复制档案的至少一储存区块的位置。
14.根据权利要求12所述数据库的数据访问方法，其中，该核心程序所读取的该目标档案及该第一档案路径储存于该内存。
15.根据权利要求11所述数据库的数据访问方法，其中，包括：
当该数据储存组件设定为不加速读写时，则通过该核心程序依据该数据读取指令读取该目标档案。
16.根据权利要求11所述数据库的数据访问方法，其中，包括：
当该数据储存组件设定为不加速读写时，则通过该核心程序仅将该待写入档案写入该数据储存组件。
17.根据权利要求16所述数据库的数据访问方法，其中，该核心程序所接收的该数据写入指令的该待写入档案储存于该内存中。
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