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SiPESC.ENGDBS (工程数据库管理系统)

大规模计算的一个显著特点是数据密集。对于大规模数据进行有效的管理直接关系到计算系统的效率和通用性,因此一个强有力的数据管理系统十分关键。目前面向大规模计算的商业软件,都内嵌一个数据管理系统,但大部分是内部专用而不对外开放。SiPESC面向大规模计算的数据管理的设计需求是:数据类型多、密集型数据(TB以上)、动态数据、大数据块管理、并发访问;大规模计算的数据管理过程一般具有特定的模式,不需要类似于商业数据库提供的检索、交互查询等复杂管理功能,因此针对上述问题研发专用工程数据库是必要的。工程数据库系统的设计框架层次结构,如下图:


工程数据库管理系统设计框架


每一个层次将完成各自不同的功能。物理层:实现对物理设备的访问,如硬盘上的文件的读写,网络上的文件的访问等。这个层次是与物理硬件直接相关的,通过对这一层的扩展可以实现对各种不同的物理设备的支持;缓存层:这一层实现对物理层访问的缓冲功能,避免对物理层的频繁访问,提高访问效率;文件层:该层按文件和记录对各种不同的数据进行管理,数据的存取可以通过缓存层进行,也可以直接访问设备层而不通过缓存层;管理层:该层是将数据库内的数据按统一的接口和管理方式组织起来,使用统一的接口访问数据。

层次化的框架设计方案有利于功能扩展,基于插件技术的设计方案可实现系统维护过程中每一层的动态替换,为数据库进一步实现跨文件、跨分区、跨磁盘、跨节点等扩展方案提供了条件。

用户在管理层基础上可构建专用的计算数据库以及计算系统,在工程数据库管理系统支持下,用户可构建面向大规模计算的软件,完成数据量在TB以上规模计算任务。专用计算数据库的设计原则是根据数据类型分类组织管理;用户可按照数据对象有统一的接口扩展新的数据类型,任何类型的数据对象均可按照统一的数据库操作方式进行管理(存、取、删等)。