CN1613071A - 查询嵌入式数据库的方法 - Google Patents

Abstract

解决方案涉及一种方法，查询包括微控制器的计算机上存储的关系数据库，所述数据库至少包括表，该表由包括经由光标能存取的数据的列和行组成。该方法包括以下步骤：执行光标前，通过系统地选择由光标涉及的表中的所有列，声明光标；执行光标；执行后，使用能在光标结果中选择列的SEARCH命令，选择列。

Description

查询嵌入式数据库的方法

技术领域

本发明涉及查询数据处理设备(也称计算机)如蜂窝电话、电子助理和智能卡等的数据库中存储的数据的方法。注意，本领域技术人员也称计算机的数据处理设备是能够处理信息的可编程的机器。

为了说明本发明而选择的例子是智能卡的例子。目前用于智能卡的语言是SQL(结构查询语言)的子集，称做SCQL(结构卡查询语言)。SCQL是在由ISO(国际标准化组织)发表的标准OSI 7816-7中描述的关系数据库查询语言。

总之，本发明应用于任何现有的或将有的、其模型将类似于关系模型的模型的数据库。

背景技术

SQL数据库包括对象。一般已知这些对象为表、视图和字典。注意，视图是定义表的可访问部分的表的逻辑子集。系统表上的视图称作字典。在本说明书的其余部分中，为了确保清楚的描述，术语表将指表、视图或字典。

每一个表是具有唯一名称的结构数据对象。它由名称列和行顺序组成。

在表上能进行各种操作。这些操作是：

-读数据，

-插入数据，

-更新数据，

-删除数据。

SQL语言也推荐一组命令以查询数据库。然而，这种语言，虽然它目前是最常用的查询DBMS数据库的语言，但是一点也不适合智能卡环境。智能卡的目前结构呈现极限硬件约束，并且由这种语言提出的查询请求呈现使用卡中太多的物理和软件资源的缺点。因此，这些约束限制智能卡中的查询性能。这种限制在数据库查询请求的执行期间尤其重要。过多消耗资源主要由于必须遵守的兼容性规则的验证。这些兼容性规则基于关系代数，并且在它执行前对光标的属性(表和列)组进行验证。由于过多消耗资源，不可能在数据库表间有效地进行操作。

发明内容

因此，目的是为了提高智能卡的查询性能。

为了实现该目的，解决方案包含以下步骤：

—执行光标前，通过系统地选择由光标涉及的每个表中的所有列，声明光标，

—执行光标，

—执行后，使用能在光标结果中选择列的SEARCH命令，选择列。

因此，列的选择没有指定在光标声明中，而是在得到光标结果后，由特定命令完成。然后，执行光标前兼容性规则的验证显著减少，使其可以在各表间进行复杂操作。

本发明也涉及计算机程序，包括用于执行以下步骤的程序代码指令：

—第一步骤，执行光标，声明所述光标以系统地选择在由光标涉及的每个表中的所有列，

—第二步骤，使用具备在光标结果中选择列的能力的SEARCH命令，选择列。

最后，本发明涉及数据处理设备，尤其是智能卡，其存储包括微控制器的关系数据库，所述数据库至少包括表，该表由包括经由光标能存取的数据的列和行组成，其特征在于该数据处理设备包括：

—声明装置，执行光标前，声明光标并且系统地选择在由光标涉及的每个表中的所有列，

—执行光标的装置，

—选择装置，用于执行后在光标结果中选择列。

在阅读以下作为例子给出的描述并且参考附图时，将会更容易理解本发明。

附图说明

图1是能应用解决方案于其上的计算机系统的架构的方块图。

图2是代表具备将SQL转换成SCQL并且反之亦然的能力的编程接口的计算机系统的概念视图。

图3A和3B是包括其上能施加比较操作符的数据的表的视图。

图4是说明操作的主要步骤的算法。

具体实施方式

为了简化描述，附图中说明的同一元件具有同一参考标号。

图1代表其上能实现本发明的方法的计算机系统SYS。此系统包括经由网络RES1(LAN，WAN和因特网等等)共同连接的多个服务器。在我们的例子中，此系统包括服务器SERV1。此服务器是其数据语言是由本领域技术人员已知的SQL的数据库。

在我们的例子中，蜂窝电话POR与此服务器SERV1通信以交换数据。电话包括有电子模块MOD的智能卡CAR。在服务器SERV1和蜂窝电话POR间的数据交换可以包括如更新在智能卡CAR中存储的数据。

本发明不限于该实现例。如连接到PC的读取器LEC这样的任何设备已能用作为说明本发明的例子。

依据数据协议，蜂窝电话POR和模块MOD交换数据，该数据协议最好是标准ISO 7816-3中定义的标准化协议T＝0。

模块MOD包括微控制器MIC并且联系(contact)以与外部通信。一般地，微控制器包括：

-执行命令的微处理器CPU；

-非易失性存储器ROM(只读存储器)，其内容在工厂中烧好，因而不能改变。因此，可在ROM中写入加密算法、操作系统SE、应用编程接口(API)等等；

-非易失性存储器，例如EEPROM(电可擦写只读存储器)。它一般用于存储专用于每张卡的数据，例如持卡人身份、存取服务权、文件系统和卡的所有应用程序等等。

-易失性存储器RAM，执行卡命令的工作空间，

-用于数据加密的安全单元CRYP，

-考虑到电源电压和时钟速度等等的单元，

-连接任何的数据总线，

-在我们实现的例子中，与蜂窝电话POR通信的输入-输出总线。

操作系统具有在请求时它能执行的命令组。使用标准化的和安全的通信协议，它管理与外部的通信。执行(确认用户特权)前操作系统确认给出的命令。因为它自身完成其安全文件的存取检查，所以它可以包括机密信息。

关系数据库查询语言用于存储卡中数据。在我们的例子中，查询语言是SCQL。本领域技术人员已知的API将SQL命令转换成SCQL命令并且反之亦然。图3显示卡的图形表示、服务器和API。API将SQL命令转换成SCQL命令并且反之亦然。

图3A和3B分别表示称作CLIENTS和DATA的表的两个例子。

在我们实现的例子中，CLIENTS表包括两列。第一列ID包括客户识别符，而第二列NAME包括各客户的名称。一般地，这两个名称CLIENTS和DATA被本领域技术人员称作关系。在我们的例子中，三个识别符ID01、ID02和ID03识别列NOM中显示的其名称分别是PETER、JOHN和SARA的三位客户。

表DATA包括三列CLIENTID、TYPE和VALUE，分别指，

-客户识别符ID01、ID02和ID03，

-其类型T01、T02和T03，

-值113、AA和BB。

一般地，称作“DECLARE CURSOR”的SCQL操作如下写出：

DECLARE CURSOR AS SELECT<column name>[，<column name>，...]FROM<table name>[WHERE<condition>[AND<condition>，...]

<Column name>[，<column name>，...]和<table name>表示光标的属性组。

问题是此声明只能用于查询单一表。智能卡的硬件约束阻止复杂操作，例如表间连接。资源的过分消耗主要由于确认必须遵守的兼容性规则。这些兼容性规则基于关系代数。

对先前定义的光标属性组验证这些规则。

图4说明将用作为解决方案的说明的方法的各种步骤。该说明基于下面的请求，其包括进行以上提到的表CLIENTS和DATA的下面3个操作：

-第一操作OP1由两表的两列间的比较组成，以便连接(join)包括同一值ID和CLIENTID的两表中的行。

-第二操作OP2由串的比较组成，以便连接其中类型列的值是T01的两表中的行。

-第三操作OP3由进行以前的两光标间的操作组成。

每一次操作OPn(n＝0，1，2，3)包括一系列步骤，包括下面的(ET1/n，ET2/n，ET3/n)：

第一步骤ET1/n包括对要进行的各操作OP1、OP2和OP3声明分开的光标C1、C2和C3。因此几个光标将共存在同一数据库中。每一光标有唯一的名称，用于识别其涉及的所有操作中的该光标。该声明也包括在先前定义的<list>字段中不指定任何列。然后由“*”操作符完成该列表字段，意味着选择选择的表中的所有列。有利的是，在声明中能默认写出此字段以避免由于过多消耗资源而饱和。

然后，如下写出光标声明：

DECLARE CURSOR<Cn>AS SELECT*FROM<table name>[，<tablename>，...][WHERE<condition>[AND<condition>，...].

第二步骤ET2/n包括执行光标Cn，

第三步骤ET3/n包括得到光标结果，并且检索作为包括各组的列表的结果，每一组识别符合光标中定义的条件的各表的各行。在我们实现的例子中，行由所关心的表中的行号识别。

第四步骤ET4/n包括在存储器中存储得到的列表。

当将称作主光标的光标由包括至少一个光标的操作组成时，进行包括验证在每一光标的选择列和表间的兼容性的另外步骤ET1bis/n。优选地，在执行主光标前执行步骤ET1bis。例如，如果主光标包括在两光标间创建交集(intersection)并且选择的表不同，我们说不兼容。如果兼容性测试是正的，该方法在步骤ET2/n处继续。反之，如该测试失败，就不执行所述的光标。

在我们实现的例子中，如下执行操作OP1、OP2和OP3的方案：

操作OP1：

第一步骤ET1/1包括通过给它唯一名称C1声明第一光标。

如下写出对应的SCQL命令：

DELCARE CURSOR C1 AS SELECT*FROM clients，data WHEREclients.id＝data.clientid

第二步骤ET2/1包括执行EXEC命令以打开所述光标C1，其如下写出：

EXEC CURSOR C1

执行该命令包括扫描选择的表并且经扫描程序验证在声明中写出的条件。

执行EXEC命令后，在步骤ET3/1中，在我们实现的例子中，作为hit list(命中列表)：(1，1；1，2；2，3)提供结果。在我们的例子中，每一命中(hit)包括两个数字。第一数字指选择的第一张表CLIENTS的行号，而第二数字指选择的第二张表DATA的行号。例如，hit(1，1)表示表CLIENTS的第一行和表DATA的第一行满足光标C1中定义的操作OP1。

在步骤ET4/n中，该结果存储在存储器中。

操作OP2：

第一步骤ET1/2包括通过给它唯一名称C2声明第二光标。

如下写出对应的SCQL命令：

DECLARE CURSOR C2 AS SELECT * FROM clients，data WHEREdata.type＝’T01’

第二步骤ET2/2包括执行在标准OSI 7816-7中定义的EXEC命令以打开所述光标C2。

它如下写出：EXEC CURSOR C2

此命令的执行包括扫描选择的表并且经由扫描程序验证声明中写出的条件。可依据任何方法，执行表的扫描。

如通过操作OP1，执行EXEC命令后，在步骤ET3/2中，得到的结果逻辑上是如下三命中：(1，1；2，1；3，1)。

在步骤ET4/2，此结果存储在存储器中。

操作OP3：

第一步骤ET1/3包括通过给它唯一名称C3声明第三光标。

如下写出对应的SCQL命令：

DECLARE CURSOR C3 AS C1 UNION C2

因为光标C3引用在现有光标C1和C2间的操作，所以执行光标C3前，在步骤ET1bis/3中执行兼容性测试。光标C3引用两个表“Clients(客户)”和“data(数据)”间的union(联合)。

如兼容性测试是正的，第二步骤ET2/3包括执行EXEC命令以打开所述光标C2。

如下写出它：

EXEC CURSOR C3

此命令的执行包括在单一列表中写通过光标C1和C2得到的命中列表，最好消除双登记项。

执行EXEC命令后，在步骤ET3/3中，得到的结果是下面的命中列表(1，1；1，2；2，3；2，1；3，1)。最好，得到的命中作为结果存储在指示符合声明中陈述的条件的各表行的列表中。

在步骤ET4/3中，结果被显示并且可存储在存储器中。

在方法的这个阶段，完成三个操作OP1-OP3。作为结果得到的列表只作为结果表行给出。在此情形，对光标C3的得到的结果是命中列表(1，1；1，2；2，3；2，1；3，1)，指示光标C3的结果包括：

-表CLIENT的第一行和表DATA的第一行、

-表CLIENT的第一行和表DATA的第二行、

-表CLIENT的第二行和表DATA的第三行、

-表CLIENT的第二行和表DATA的第一行、

-表CLIENT的第三行和表DATA的第一行。

依据本发明的原理，不再在光标声明中选择列。使用“SEARCH”命令执行它。除了要选择的数据列的名称，“SEARCH”命令还指示由列选择涉及的光标的名称。

例如，“clients.nom”和“data.value”列的值能被显示在光标C3的命中列表中。

如下写出SEARCH命令：

SEARCH clients.nom，data.value FROM C3

最好，命令能用来显示得到的结果。在我们的例子中，GET命令返回所关心的行和列的数据以用于显示。如下写出GET命令：

GET FROM C3

在我们实现的例子中，GET命令将发送如下5个结果：

-名称PETER和值113。

-名称PETER和值AA。

-名称JOHN和值BB。

-名称JOHN和值AA。

-名称SARA和值113。

能考虑显示结果的几种方式。

在第一方式，例如，GET命令显示计算机屏幕上的单一块中的所有结果。

在第二方式，GET命令可连续地、逐个命中地显示每一结果。例如，GET命令的第一调用返回第一结果。GET命令的第二调用将返回第二命中等等。在我们的案例中，GET命令已经返回第五命中后，如果再次调用此命令，将显示信息消息，例如“不再有命中”指示在光标C3的命中列表中不再有命中。

通过提供的解决方案，可执行复杂的请求；能产生几种类型的光标声明。这些光标共享以下特性

—它们有唯一的名称

—它们在操作期间不选择列(如在我们说明的例子中，使用操作符“*”显示)。

第一类型光标声明涉及与串的比较。该声明只包含一种条件。它在(由光标选择的一个表的)列和字节串间比较。依据以上对光标声明定义的语法，即：

DECLARE CURSOR<cursor name>AS SELECT * FROM<table or cursornames>[WHERE<condition>].

该条件采用以下形式：

<table name>.<colunn name><comparison operation><byte string>

其中比较操作符可以是下列任何操作符：

“smaller than(小于)”、“greater than(大于)”、“equal to(等于)”、“different from(异于)”、“smaller than or equal to(小于或等于)”、“greaterthan or equal to(大于或等于)”、“starts with(以...开始)”或“includes(包含)”等等。

打开后，光标将包含符合条件的所有命中的列表，也就是满足光标条件的(在选择的表中)所有行的组合。

第二类型的光标声明涉及两列间的比较。该声明只有一个条件。它在由光标选择的两表列间比较。

该条件采用形式：

<table name>.<column name><comparison operator><tablename>.<column name>

其中比较操作符也能采用以下值：

“smaller than(小于)”、“greater than(大于)”、“equal to(等于)”、“different from(异于)”、“smaller than or equal to(小于或等于)”、“greaterthan or equal to(大于或等于)”和“starts with(以...开始)”或“includes(包含)”等等。

打开后，光标将包含符合条件的所有命中的列表，也就是满足光标条件的(在选择的表中)所有行的组合。

第三种类型的光标声明涉及在两光标间的操作。该声明包含在SCQL数据库中两个已存在的光标间的操作(交集或联合)的声明。

操作定义采用形式：

<cursor name><operator><cursor name>

其中操作符能采用以下值：

UNION或INTERSECTION

该光标结果将包含：

—对于INTERSECTION，所有命中列表对两个光标共用。

—对于UNION，所有命中列表在任一光标中或对两个光标共用。

一般地，方法包括以下步骤：

—执行光标前，通过系统地选择由光标涉及的各表中的所有列，声明光标，

—执行光标，

—执行后，使用能够在光标结果中选择列的SEARCH命令，选择列。

明显地，光标可涉及单一表。

在我们的实现例子中我们已看到，当光标(C3)包括使用至少两个子光标(C1，C2)时，一种解决方案是经由唯一识别符(C1，C2，C3)命名其声明期间的每一光标，然后执行每一光标并且在光标(C3)的结果上通过SEARCH命令选择各列。

我们已经看到，当声明每一光标时，系统地选择由光标涉及的所有表列。每一标的结果包括值组，每一组包括符合所关联光标的条件的表行的各识别符。优选地，每一表行具有唯一识别符。在我们实现的例子中。由数字识别每行：表的第一行将由数字1识别，数字2识别第二行，等等。

在我们实现的例子中，SEARCH命令包括作为参数的、其上必须执行列选择的光标的名称，以及要获得的数据列的名称。

在我们的例子中，GET命令能用于显示得到的结果。我们已看到，该命令包括作为参数的、至少涉及的光标的名称。该命令当然能包括其它的参数。

因此，光标能涉及一个或更多的表(clients，data)。

优选地，我们已看到它存储字段是有用的，在我们的例子中，当写光标时默认“*”，该字段的目的是为了系统地选择该光标涉及的所有表列。

结果是，包括用于执行下列步骤的程序代码指令的计算机程序：

—在存储器中存储光标声明，

—执行光标，

—执行后，依据用SEARCH命令执行的列选择，发送光标结果。

现在我们看到，本发明提供多个优点。

然后，由“*”操作符完成列表字段，意味着系统地选择由光标涉及的所有表列。因此，在该阶段不执行兼容性测试，从而显著减少物理和软件资源的消耗。不管查询请求可能如何复杂，响应时间是可接受的。

因为当执行光标时系统地选择所有列，所以结果只给出符合光标条件的表行。在结果的分析期间用“SEARCH”命令选择列，因此避免了用于响应时间和存储消耗的资源的饱和。

命名光标也提供另一明显的优势。通过命名光标，能在光标间进行如联合或交集这样复杂的请求。当在例如光标间的交集期间、在光标间的操作上执行兼容性规则的验证时，在结果的分析期间选择列也减少了资源的消耗。在这种类型的操作期间，在关联例如以前定义的用于光标C3的C1和C2的各光标的、两组属性间，进行兼容性规则的验证。

通过本发明，现在能在几个表(连接)间执行选择。命名的光标的该新类型也能用于执行请求，以便比较各列。

Claims (9)

1.查询包括微控制器的数据处理设备上存储的关系数据库的方法，所述数据库至少包括表，该表由包括经由光标能存取的数据的列和行组成，所述方法的特征在于包括步骤：

执行光标前，通过系统地选择由光标涉及的每个表中的所有列，声明光标，

执行光标，

执行后，使用能在光标结果中选择列的SEARCH命令，选择列。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于其要点是：当光标(C3)涉及使用至少两个子光标(C1，C2)时，在其声明期间经由唯一识别符(C1，C2，C3)命名每个光标，然后执行每个光标，以及通过在光标结果(C3)上的SEARCH命令执行列选择。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于每个光标的结果包括各值的组，每组包括符合所关联的光标的条件的每个表的行的识别符。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于SEARCH命令包括作为参数的、其上必须执行列选择的光标的名称以及要获得的数据列的名称。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于其包括显示用GET命令得到的结果，该命令包括作为参数的、至少所涉及光标的名称。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于其包括存储当写光标时默认的字段(*)，该字段的目的是系统地选择在由光标涉及的表中的所有列。

7.计算机程序，包括用于执行以下步骤的程序代码指令：

第一步骤，执行光标，声明所述光标以系统地选择在由光标涉及的每个表中的所有列，

第二步骤，使用具备在光标结果中选择列的能力的SEARCH命令，选择列。

8.数据处理设备，其存储包括微控制器的关系数据库，所述数据库至少包括表，该表由包括经由光标能存取的数据的列和行组成，其特征在于该数据处理设备包括：

声明装置，执行光标前，声明光标并且系统地选择在由光标涉及的每个表中的所有列，

执行光标的装置，

选择装置，用于执行后在光标结果中选择列。

9.智能卡，其存储包括微控制器的关系数据库，所述数据库至少包括表，该表由包括经由光标能存取的数据的列和行组成，其特征在于其包括中：

声明装置，执行光标前，声明光标并且系统地选择在由光标涉及的每个表中的所有列，

执行光标的装置，

选择装置，用于执行后在光标结果中选择列。