[发明专利]一种空间数据引擎及应用其管理空间数据的方法

权利要求书

1.一种空间数据引擎装置，其特征在于，包括文件存储管理模块、数据缓冲管理模块、日志管理模块和数据访问接口模块，其中：

所述文件存储管理模块，用于通过内存映射文件来完成：对物理文件中数据的加载或将数据写入物理文件中、分配与所述物理文件相对应的磁盘空间、分配与所述物理文件相对应的内存映射文件的映射对象、及管理所述物理文件的空闲块列表，所述物理文件包括数据文件和日志文件，所述物理文件的逻辑组织单元包括：数据页、数据组块、数据块、数据段、数据区和数据对象；所述数据组块由多个连续的数据页组成；所述数据块由多个数据页组成，所述数据块的块头记录包含：数据块编号、数据段编号、数据对象编号、事务编号；所述数据段由定长数据块或变长数据块组成，所述定长数据块中以行为单位存储了定长类型的数据和固定长度的变长数据的描述信息，所述变长数据的描述信息包括：所述变长数据在变长数据块中的位置及所述变长数据包括的字节数目，所述变长数据块中记录了变长的数据信息；所述数据区是数据段的集合，分为用户数据区和索引区，所述用户数据区用于记录用户存储的数据，所述索引区记录用于定位所述用户数据区中数据段的信息；所述数据对象，由一对数据区和索引区构成，所述数据对象包括：表；

所述数据缓冲管理模块，包括多个缓存块，用于在对所述物理文件中的数据加载或将数据写入物理文件中时，将欲加载或欲写入的数据以数据页为单位加载到所述缓存块中；

所述日志管理模块，用于创建及管理与数据文件相对应的日志文件，在所述日志文件中记录对应数据文件中数据的变更；

所述数据访问接口模块，用于提供用以访问所述物理文件中数据的数据集、表及游标；所述数据集与所述物理文件相对应；所述数据集中的每一个存储了一张或多张表，所述表中的数据使用游标来访问，所述游标提供了表中行的访问方法，所述游标中记录了自身所指向行的信息。

2.根据权利要求1所述的空间数据引擎装置，其特征在于，所述物理文件按如下方式进行数据组织：

所述数据对象的用户数据区中的数据段使用双向链表建立连接；

在所述索引区中记录所述用户数据区数据段编号到所述数据段中数据块地址的映射对SIDX；

所述定长数据块中所有行的字节数目相同。

3.根据权利要求2所述的空间数据引擎装置，其特征在于，所述文件存储管理模块包括：

数据块分配模块，用于在将数据写入所述物理文件时，如果当前分配的映射对象的物理空间不够存储欲写入的数据，则通知与所述物理文件相对应的数据集中已经打开的游标记录当前所加载的物理文件的地址，卸载已经加载的数据段；并根据所述欲写入的数据所需的物理空间，重新分配内存映射文件的映射对象；并根据重新分配的映射对象更新所述物理文件的文件尾，并通知所有相关的游标将所述卸载的数据段重新加载到所述缓存块。

4.根据权利要求3所述的空间数据引擎装置，其特征在于，所述数据缓冲管理模块包括如下模块中的一个或多个：    

数据段加载模块，用于根据数据段编号，加载定长数据块到所述数据缓冲管理模块的缓存块中；

数据组块加载模块，用于根据数据段及数据页编号，加载变长数据占用的数据页到所述数据缓冲管理模块的缓存块中。

5.根据权利要求1所述的空间数据引擎装置，其特征在于，所述日志管理模块包括如下模块中的一个或多个：

日志文件创建模块，用于创建与数据文件一一对应的日志文件，相对应的数据文件和日志文件的文件头中记录的随机数序列一致；

数据块备份模块，用于将指定的数据段从数据文件备份到对应的日志文件中，并在所述日志文件中为备份的数据块分配一个用于标识事务顺序的、递增的事务编号；

数据恢复模块，用于将所述日志文件中的有效数据块按照自身的事务编号的顺序恢复到所述数据文件中。