一種嵌入式資料庫的數據備份系統及數據備份和恢復方法

2023-06-07 07:36:06 1

專利名稱：一種嵌入式資料庫的數據備份系統及數據備份和恢復方法
技術領域：
本發明涉及計算機領域中嵌入式實時作業系統中的資料庫處理方法， 具體涉及一種能防止資料庫數據發生異常的嵌入式資料庫的數據備份系統 及數扭備份和恢復方法。
背景技術：
在單板軟體運行的過程中經常需要資料庫的支持，而且隨著用戶使用 需求的提高，對系統資料庫的要求就更高了。但是，由於系統在使用中突 然間掉電等諸多原因，都有可能會導致系統資料庫中的數據發生異常，一 旦數據發生異常現象，則可能會導致數據丟失，甚至整個作業系統的崩潰。 所以就需要對系統資料庫中的數據進行備份，然後在系統數據出現問題時， 用備粉的數據對資料庫進行恢復。
數據備份顧名思義，就是將數據以某種方式加以保留，以便在系統遭 受破壞或其他特定情況下，重新加以利用的一個過程。數據備份的根本目 的是重新利用，這也就是說，備份工作的核心是恢復， 一個無法恢復的備 份，對任何系統來說都是毫無意義的。數據備份作為存儲領域的一個重要 組成部分，其在存儲系統中的地位和作用都是不容忽視的。換言之，即便 系統正常工作，沒有任何數據丟失或破壞發生，備份工作仍然具有非常大 的意義。
所以，為了防止資料庫因掉電等原因發生異常，導致系統崩潰，就需 要提供一種更好地能實時進行資料庫數據備份和恢復的方法。

發明內容
本發明的目的在於提供一種嵌入式資料庫的數據備份系統及數據備份 和恢復方法，其能有效地防止資料庫發生異常，儘可能的保證資料庫不丟
失數據。
為了達到上述目的，本發明採用如下技術方案
本發明的嵌入式系統資料庫的數據備份系統，包括系統硬體存儲設備， 該系統硬體存儲設備設置有主資料庫存儲區，用於存放數據；在系統硬體 存儲設備上還設置有備資料庫存儲區和兩個校驗碼存儲空間，所述備數據 庫存儲區用於存儲備份的數據，所述校驗碼存儲空間用於存放根據所述存 儲數據計算得到的校驗碼；在所述數據備份系統中還設置有一資料庫備份 恢復模塊，該模塊連接所述系統硬體存儲設備和嵌入式系統的中央處理器， 用於接收來自中央處理器的指令，對所述主資料庫存儲區、備資料庫存儲 區和校驗碼存儲空間進行讀寫操作，並計算、存儲、判斷校驗碼。
其中，所述資料庫備份恢復模塊設置有一校驗碼計算單元，用於根據 主資料庫存儲區和備資料庫存儲區的數據計算校驗碼，並將關於主資料庫 的校驗碼送入一校驗碼存儲空間中，將關於備資料庫的校驗碼送入另 一校 驗碼存儲空間中。在所述資料庫備份恢復模塊還設置有一判斷比較單元， 該單元用於接收所述校驗碼計算單元輸出的數據、讀取所述校驗碼存儲空 間中的數據，並判斷兩者的一致性，將判斷結果輸入給所述資料庫備份恢 復模塊。.
基於上述系統的數據備份和恢復方法，所述方法按照以下步驟進行
A、 數據初始備份步驟Al、根據主資料庫中的數據計算校驗碼，並 將該校驗碼存儲到第一校驗碼存儲空間中；A2、將所述主資料庫中的數據 備份到備資料庫中，並將計算得到的校驗碼備份到第二校驗碼存儲空間中；
B、 系統初始化階段的數據恢復步驟Bl、系統初始化開始；B2、根 據校驗碼分別判斷當前主資料庫和備資料庫的數據是否發生異常；若有一個資料庫發生異常，則將正常資料庫的數據同步到發生異常的資料庫中，
並更新校驗碼；B3、資料庫恢復正常，系統正常運行。 其中，所述步驟B2包括以下步驟 B21、根據當前主資料庫的數據計算校驗碼；
B22、將計算得到的校驗碼與保存在所述第一校驗碼存儲空間中的校驗 碼進行比較，判斷其一致性；若不一致，則說明主資料庫發生異常，並執 行步驟B23;
B23、根據當前備資料庫的數據計算校驗碼；
B24、將計算得到的校驗碼與保存在所述第二校驗碼存儲空間中的校驗 碼進行比較，判斷其一致性；若一致，則說明備資料庫正常，並執行步驟 B25;.
B25、將備資料庫中的數據同步到主資料庫中，並更新第一校驗碼存儲 空間和第 一校驗碼存儲空間的校驗碼。
其中，所數步驟B25中，所述第一校驗碼存儲空間更新校驗碼的過程 按照如下步驟進行計算數據同步後主資料庫中數據的校驗碼，並將得到 的校驗碼替換當前第 一校驗碼存儲空間中的校驗碼。
其中，所數步驟B25中，所述第二校驗碼存儲空間更新校驗碼的過程 按照如下步驟進行計算數據同步後備資料庫中數據的校驗碼，並將得到 的校驗碼替換當前第二校驗碼存儲空間中的校驗碼。
其中，當系統運行中需要更改資料庫時，所述方法還包括步驟C、 系統運行中更改資料庫的備份步驟，其具體如下所示
Cl、判斷是否需要將一條記錄寫入資料庫；若是，則執行步驟C2;
C2、將所述記錄寫入主資料庫中；
C3、計算當前主資料庫中數據的校驗碼，並用該校驗碼替換當前第一 校驗碼存儲空間中的校驗碼；
C4、將所述記錄寫入備資料庫中；C5、計算當前備資料庫中數據的校驗碼，並用該校驗碼替換當前第二 校驗碼存儲空間中的校驗碼；返回步驟C1。
其中，所述校驗碼採用CRC-32校驗碼格式。
本發明通過在軟體層中增加一資料庫備份恢復模塊，在系統硬體存儲 設備上預留一塊與資料庫空間大小相同的數據備份空間，同時為主備數據 庫各提供一個存放效驗碼的存儲空間，從而對資料庫實現了 1+1的保護功 能，保障了能在一個資料庫發生異常時，系統可以從另一個資料庫中恢復數據。


圖1是本發明的主備資料庫的結構示意圖2是本發明的資料庫備份和恢復方法的流程圖3是本發明資料庫備份恢復方法的具體流程圖。
具體實施例方式
以下將結合附圖詳細描述本發明的技術方案。
如圖1所示，本發明的嵌入式系統資料庫的數據備份系統，包括系統 硬體存儲設備，該系統硬體存儲設備設置有主資料庫存儲區，用於存放數 據；其上還設置有備資料庫存儲區和兩個校驗碼存儲空間，其中， 一個校 驗碼存儲空間用於存儲根據主資料庫的數據計算得到的校驗碼，另 一個校 驗碼存儲空間用於存儲根據備資料庫的數據計算得到的校驗碼，上述備數
據庫存儲區用於存儲備份的數據；在數據備份系統的軟體層上還設置有一
資料庫備份恢復模塊，該模塊連接所述系統硬體存儲設備和嵌入式系統的 中央處理器，用於接收來自中央處理器的指令，對所述主資料庫存儲區、 備資料庫存儲區和校驗碼存儲空間進行讀寫操作，保證主資料庫和備數據 庫的數據同步，並計算、存儲、判斷校驗碼。上述資料庫備份恢復模塊的作用主要是在進行資料庫寫操作時，保 證主資料庫和備用資料庫的數據同步，同時計算並保存效驗碼；而且在系 統初始化時，根據校驗碼判斷資料庫是否有異常發生，如果發生異常，則
異常的依據，通過計算資料庫中的數據的效驗碼與資料庫效驗碼比較能夠 判斷出資料庫數據是否發生異常。
在上述資料庫備份恢復模塊還設置有一校驗碼計算單元，該單元用於 根據主資料庫存儲區和備資料庫存儲區的數據計算校驗碼，並將關於主數 據庫的校驗碼送入一校驗碼存儲空間中，將關於備資料庫的校驗碼送入另 一校驗碼存儲空間中。這裡校驗碼的計算採用CRC-32校驗碼的設計方法。 當然本發明不限於此，還可以採用其他的校驗碼設計方式。
在上述資料庫備份恢復模塊還設置有一判斷比較單元，該單元接收校 驗碼計算單元輸出的數據，讀取校驗碼存儲空間中的數據，並判斷兩者的 一致性，將判斷結果輸入給資料庫備份恢復模塊，實現根據校驗碼判斷數 據庫數據是否發生異常的判斷功能。
下面結合圖2就上述系統的結構，說明本發明數據備份和恢復的方法， 其過程可以按照以下步驟進行
110、數據初始備份步驟
首先，根據主資料庫中的數據計算校驗碼，並將該校驗碼存儲到第一 校驗碼存儲空間中；然後，將所述主資料庫中的數據備份到備資料庫中， 並將計算得到的校驗碼備份到第二校驗碼存儲空間中。
120、 按以下步驟進行系統初始化階段
121、 系統初始化開始；
122、 根據校驗碼分別判斷當前主資料庫和備資料庫的數據是否發生異 常；若有一個資料庫發生異常，則執行步驟124;若主備資料庫都沒有異常， 則執行步驟126;若都異常，則執行步驟125;124、 將正常資料庫的數據同步到發生異常的資料庫中，並更新校驗碼；
125、 清空主備資料庫，對兩個資料庫進行初始化，重新在主資料庫中 寫入數據，然後執行步驟110;
126、 資料庫恢復正常，系統正常運行，並刪除系統監控信息文件。 若系統運行中需要更改資料庫，則上述過程還包括以下數據備份步驟
127、 判斷是否需要將一條記錄寫入資料庫；若是，則執行步驟128; 若否，則返回步驟127;
128、 將所述記錄寫入主資料庫中，然後計算當前主資料庫中數據的校 驗碼，並用該校驗碼替換當前第一校驗碼存儲空間中的校驗碼；
129、 將所述記錄寫入備資料庫中，然後計算當前備資料庫中數據的校 驗碼，並用該校驗碼替換當前第二校驗碼存儲空間中的校驗碼；
返回步驟127。這裡的校驗碼可以採用CRC-32校驗碼格式。 如圖3所示，上述過程中，所述步驟120的系統初始化階段具體可以 按照以下步驟進行
130、 系統啟動，開始初始化；
131、 根據當前主資料庫的數據計算校驗碼，然後將計算得到的校驗碼 與保存在第一校驗碼存儲空間中的校驗碼進行比較，判斷其一致性；
若不一致，則說明主資料庫發生異常，並執行步驟132;若一致，則說 明主資料庫沒有發生異常，並執行步驟133。
132、 根據當前備資料庫的數據計算校驗碼，然後將計算得到的校驗碼 與保存在第二校驗碼存儲空間中的校驗碼進行比較，判斷其一致性；
若一致，則說明備資料庫正常，並執行步驟134;若不一致，則說明備 資料庫不正常，這時兩個資料庫都不正常執行上述步驟135。
133、 按照步驟132對當前備資料庫進行判斷，若一致，則說明備數據 庫正常，這時兩個資料庫都正常，執行上述步驟137;若不一致，則說明備 資料庫不正常，這時執行步驟136。
10134、 將備資料庫中的數據同步到主資料庫中，並計算更新存儲區中的
校驗碼，更新校驗碼的過程具體是計算數據同步後主資料庫中數據的校 驗碼,，並將得到的校驗碼替換當前第一校驗碼存儲空間中的校驗碼。
135、 清空主備資料庫，重新在主資料庫中寫入數據，並重複按照上述 步驟110對兩個資料庫進行初始化，然後執行步驟137;
136、 將主資料庫中的數據同步到備資料庫中，並計算更新存儲區中的 校驗石馬，更新校驗碼的過程具體是計算數據同步後備資料庫中數據的校 驗碼，並將得到的校驗碼替換當前第二校驗碼存儲空間中的校驗碼。
137、 資料庫功能開始正常運行，系統正常運行。
綜上所述，本發明通過設定數據校驗碼和資料庫備份恢復模塊，使得 本發明能夠有效地防止資料庫因各種原因而產生的數據丟失和數據異常的 現象發生。上述各具體步驟的舉例說明較為具體，並不能因此而認為是對 本發明的專利保護範圍的限制，本發明的專利保護範圍應以所附權利要求 為準。
權利要求
1、一種嵌入式系統資料庫的數據備份系統，所述系統包括系統硬體存儲設備，該系統硬體存儲設備設置有主資料庫存儲區，用於存放數據；其特徵在於，在系統硬體存儲設備上還設置有備資料庫存儲區和兩個校驗碼存儲空間，所述備資料庫存儲區用於存儲備份的數據，所述校驗碼存儲空間用於存放根據所述存儲數據計算得到的校驗碼；在所述數據備份系統中還設置有一資料庫備份恢復模塊，該模塊連接所述系統硬體存儲設備和嵌入式系統的中央處理器，用於接收來自中央處理器的指令，對所述主資料庫存儲區、備資料庫存儲區和校驗碼存儲空間進行讀寫操作，並計算、存儲、判斷校驗碼。
2、 根據權利要求所述的系統，其特徵在於，所述資料庫備份恢復模 塊設置有一校驗碼計算單元，用於根據主資料庫存儲區和備資料庫存儲區 的數據計算校驗碼，並將關於主資料庫的校驗碼送入一校驗碼存儲空間中， 將關於備資料庫的校驗碼送入另 一校驗碼存儲空間中。
3、 根據權利要求2所述的系統，其特徵在於，在所述資料庫備份恢復 模塊還設置有一判斷比較單元，該單元用於接收所述校驗碼計算單元輸出 的數據、讀取所述校驗碼存儲空間中的數據，並判斷兩者的一致性，將判 斷結果輸入給所述資料庫備份恢復模塊。
4、 基於權利要求1所述系統的數據備份和恢復方法，其特徵在於，所 述方法按照以下步驟進行A、數據初始備份步驟Al、根據主資料庫中的數據計算校驗碼，並將該校驗碼存儲到第一校 驗碼存儲空間中；A2、將所述主資料庫中的數據備份到備資料庫中，並將計算得到的校驗碼務份到第二校驗碼存儲空間中；B、系統初始化階段的數據恢復步驟 Bl、系統初始化開始；B2、根據校驗碼分別判斷當前主資料庫和備資料庫的數據是否發生異 常；若有一個資料庫發生異常，則將正常資料庫的數據同步到發生異常的 資料庫中，並更新校驗碼；B3、資料庫恢復正常，系統正常運行。
5、 根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述步驟B2包括以下 步驟B21、根據當前主資料庫的數據計算校驗碼；B22、將計算得到的校驗碼與保存在所述第 一校驗碼存儲空間中的校驗 碼進行比較，判斷其一致性；若不一致，則說明主資料庫發生異常，並執 行步驟B23;B23、根據當前備資料庫的數據計算校驗碼；B24、將計算得到的校驗碼與保存在所述第二校驗碼存儲空間中的校驗 碼進行比較，判斷其一致性；若一致，則說明備資料庫正常，並執行步驟 B25;B25、將備資料庫中的數據同步到主資料庫中，並更新第一校驗碼存儲 空間和第 一校驗碼存儲空間的校驗碼。
6、 根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，所數步驟B25中，所述 第 一校驗碼存儲空間更新校驗碼的過程按照如下步驟進行計算數據同步後主資料庫中數據的校驗碼，並將得到的校驗碼替換當 前第 一校驗碼存儲空間中的校驗碼。
7、 根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，所數步驟B25中，所述第二校驗碼存儲空間更新校驗碼的過程按照如下步驟進行計算數據同步後備資料庫中數據的校驗碼，並將得到的校驗碼替換當 前第二校驗碼存儲空間中的校驗碼。
8、 根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，當系統運行中需要更改 資料庫時，所述方法還包括步驟C、系統運行中更改資料庫的備份步驟，其具體過程如下 Cl、判斷是否需要將一條記錄寫入資料庫；若是，則執行步驟C2; C2、將所述記錄寫入主資料庫中；C3、計算當前主資料庫中數據的校驗碼，並用該校驗碼替換當前第一 校驗碼存儲空間中的校驗碼；C4、將所述記錄寫入備資料庫中；C5、計算當前備資料庫中數據的校驗碼，並用該校驗碼替換當前第二 校驗碼存儲空間中的校驗碼；返回步驟C1 。
9、 根據權利要求4至8所述的方法，其特徵在於，所述校驗碼採用 CRC-32校驗碼格式。
全文摘要
本發明公開了一種嵌入式資料庫的數據備份系統及數據備份和恢復方法，其在系統硬體存儲設備上還設置有備資料庫存儲區和兩個校驗碼存儲空間；在所述數據備份系統中還設置有一資料庫備份恢復模塊，對所述主資料庫存儲區、備資料庫存儲區和校驗碼存儲空間進行讀寫操作，並計算、存儲、判斷校驗碼。本發明通過在軟體層中增加一資料庫備份恢復模塊，在系統硬體存儲設備上預留一塊與資料庫空間大小相同的數據備份空間，同時為主備資料庫各提供一個存放效驗碼的存儲空間，從而對資料庫實現了1+1的保護功能，保障了能在一個資料庫發生異常時，系統可以從另一個資料庫中恢復數據。
文檔編號G06F11/14GK101452410SQ20071012486
公開日2009年6月10日 申請日期2007年12月6日 優先權日2007年12月6日
發明者晉 張, 王光輝, 大 謝 申請人:中興通訊股份有限公司