Шрифт:
Для долговременного хранения информации на мобильных устройствах обычно используется одна из двух стратегий: флэш-память или файл в системном ОЗУ. Флэш-память — это память, в которой данные могут храниться в течение длительного времени, не требуя постоянного подвода питания. Конструктивно флэш-память может выполняться либо в виде съемной карты (например, Secure Digital, Compact Flash), либо в виде встроенного элемента устройства. В настоящее время флэш-память большой емкости встречается довольно часто; карты емкостью 512 Кбайт уже не являются диковинкой, причем их емкость продолжает расти. Кроме того, флэш-память потребляет меньше электроэнергии по сравнению с ОЗУ, поскольку не должна непрерывно выполнять электрическое обновление. В то же время, доступ к флэш-памяти осуществляется медленнее, чем к энергозависимой памяти; особенно это касается записи данных. Кроме того, биты информации, которые хранятся во флэш-памяти, из-за процессов старения обычно могут обновляться лишь ограниченное число раз; в типичных случаях значение этого показателя составляет несколько сотен тысяч записей, и хотя это число очень большое, оно, однако, не является бесконечным. Несмотря на то что в отношении повышения гибкости флэш-памяти достигнут существенный прогресс, она уступает в этом ОЗУ. В настоящее время флэш-память можно использовать вместо жесткого диска, но не вместо энергозависимого программного ОЗУ.
Следует отметить, что SIM-карты в мобильных телефонах для GSM-связи также имеют флэш-память, предусмотренную для хранения ограниченного объема данных. Это пространство традиционно использовалось для хранения адресной книги мобильного телефона, но в современных телефонах большая часть этих данных хранится в памяти телефона, которая обеспечивает более быстрый и гибкий доступ. SIM-карты по-прежнему оказываются полезными в качестве памяти для хранения такой специфической "секретной" информации, как криптографические сертификаты и ключи, однако, в силу доступности других разновидностей универсальной флэш-памяти, для хранения информации общего назначения они используются все реже и реже.
Флэш-память можно считать аналогичной жесткому диску, в котором отсутствуют подвижные элементы. Ключи памяти USB, которые можете вставлять в ПК, также представляют собой флэш-память. Как и для жестких дисков, для флэш-памяти обычно также предусматривается построенная поверх нее файловая система, что обеспечивает быстрый структурированный доступ к данным.
Другой распространенный способ долговременного хранения информации на устройствах предусматривает использование файловых систем на основе ОЗУ. В отличие от файловых систем, основанных на флэш-памяти, файловые системы ОЗУ используют часть доступной памяти устройства. Хранилища в ОЗУ характеризуются меньшим временем доступа как при чтении, так и при записи данных, но потребляют значительно больше электроэнергии по сравнению с флэш-памятью. Файловые системы, хранимые в ОЗУ, требуют питания даже тогда, когда устройство выключено; если извлечь батарею или она разрядится, то содержимое файловой системы будет утеряно. Это делает файловые системы в ОЗУ более уязвимыми по сравнению с флэш-системами. На многих устройствах, включая системы Windows CE/Pocket PC, файлы, как правило, сохраняются в файловых системах ОЗУ с использованием алгоритмов сжатия. Тем самым эффективно увеличивается емкость файловой системы, но увеличивается время обработки, поскольку чтение и запись потоков данных должны сопровождаться работой алгоритма сжатия. Файловые системы ОЗУ работают быстро — значительно быстрее, чем флэш-память, но все же медленнее, чем осуществляется обработка данных, хранящихся непосредственно в памяти.
Устройства могут поддерживать файловые системы одновременно и во флэш-памяти, и в ОЗУ точно так же, как настольные системы могут поддерживать несколько жестких дисков. Используемые модели долговременного хранения данных могут существенно различаться между собой даже для близких по типу мобильных устройств. Так, на Pocket PC и смартфонах используются разные модели долговременных хранилищ. По умолчанию на Pocket PC используется файловая система на основе ОЗУ; именно по этой причине на устройствах Pocket PC устанавливаются значительно более мощные батареи, чем на смартфонах. На смартфонах главным образом используются файловые системы на основе флэш-памяти. Как Pocket PC, так и смартфоны поддерживают динамическую вставку карт флэш-памяти в процессе работы; благодаря этому устройства имеют возможность доступа к музыкальным файлам, рисункам и любым другим данным, хранящимся на картах
Емкость и эффективность организации хранения файлов на устройствах различных классов является еще одной причиной того, что стратегии, в основе которых лежит принцип "пишется однажды — выполняется везде", в случае мобильных устройств редко когда приводят к удовлетворительным результатам. Насколько эффективно осуществляется обмен данными с памятью, зависит от характеристик используемой на устройстве запоминающей среды и ее емкости. Очень важно знать, какие форматы хранения данных поддерживаются целевым устройством, и тщательно анализировать, каким образом приложение использует эти возможности. Знание этих факторов позволяет оптимизировать доступ к данным, хранящимся на устройстве, и стратегию их хранения исходя из требований производительности и устойчивости работы приложения. Кроме того, ясное понимание механизмов долговременного хранения данных облегчает перенос мобильного приложения с одного устройства на другое.
Специфика .NET Compact Framework: ADO.NET
ADO.NET — мощная многоуровневая программная модель, предназначенная для работы с реляционными данными любого вида. ADO.NET доступна на настольных компьютерах и серверах как часть .NET Framework, а на устройствах — как часть .NET Compact Framework. Поддержка ADO.NET в .NET Compact Framework основана на подмножестве программной модели, предназначенной для настольных компьютеров и серверов.
Ключевым новшеством в модели данных ADO.NET для серверов, настольных компьютеров и устройств является полное отделение объекта ADO.NET DataSet от источника данных. Как только данные попали в ADO.NET DataSet, их можно сериализовать в виде XML-данных и сохранить в локальном файле или передать по сети на сервер, настольный компьютер или мобильное устройство.
Между объектом ADO.NET DataSet и базами данных, предоставившими данные, не требуется поддерживать постоянное соединение; это обстоятельство является замечательным с точки зрения масштабируемости серверов, поскольку необходимость в поддержании постоянного соединения отрицательно воздействует на этот их аспект.
Объекты DataSet — замечательная абстракция, но они не всегда являются наилучшим способом организации доступа к данным. Если требуется только считывать данные, то имеет смысл работать непосредственно с данными, предоставляемыми объектом ADO.NET DataReader, сохраняя их в наиболее эффективном для задачи, которую вы пытаетесь решить, формате. Более подробно по этому поводу говорится далее в этой главе.
Элементарные сведения об объектах ADO.NET DataSet
ADO.NET предлагает множество мощных концепций, которые поначалу кажутся сложными и обескураживают пользователей, привыкших работать с другими моделями доступа к данным. На самом же деле использовать ADO.NET довольно просто, но это требует от разработчика вдумчивого отношения к этой модели и означает отказ от понятия курсора данных как центрального механизма для работы с данными.
Чтобы вы смогли лучше во всем разобраться, целесообразно сравнить ADO.NET с ее предшественницей — технологией ADO. Как говорит само название, объект ADO.NET DataSet теснее связан с математической идеей "набора данных" (data set), чем с традиционной идеей ADO о "наборе записей" (record set), который представляет строки записей в таблице и предоставляет курсор, позволяющий переходить от одной записи к другой. Объекты ADO.NET DataSet "не имеют курсора" в том смысле, что в этом случае понятие текущей записи и курсора, осуществляющего переключение контекста при переходе от записи к записи, отсутствует. В ADO.NET DataSet все записи просто существуют в виде набора и допускают произвольные переходы между записями без использования курсора, отслеживающего текущую запись. Кроме того, объекты DataSet не являются специфичными по отношению к таблицам; объект ADO.NET DataSet может содержать любое количество таблиц данных, равно как и любое количество информации об отношениях между таблицами. Прежние объекты ADO RecordSet позволяют проходить по одной таблице, содержащую информацию, тогда как объекты ADO.NET DataSet позволяют исследовать одну или несколько таблиц данных.
Создание мостика между подходом, основанным на наборах данных, и моделью, в которой для работы с данными используются строки, обеспечивается объектами ADO.NET DataView и DataTable. Один объект DataSet может содержать любое количество объектов DataTable. Таблица данных (data table) фактически является массивом объектов, аналогичным таблице в базе данных. Объекты DataView — это объекты, предоставляющие методы фильтрации и сортировки поверх объектов DataTable, что позволяет добираться среди содержимого объекта DataSet до данных, которые представляют непосредственный интерес для вашего приложения. Объекты DataView могут также предоставлять отсортированное представление данных (data view), в котором данные упорядочиваются наиболее удобным для использования в приложении и отображения способом. С одной таблицей DataTable может быть связано произвольное количество объектов DataView, для каждого из которых определены свои критерии сортировки и фильтрации, позволяющие создавать пользовательские представления данных.
На настольных компьютерах и серверах .NET Framework поддерживает как "типизированные", так и "нетипизированные" объекты DataSet. В .NET Compact Framework специально поддерживаются только "нетипизированные" объекты DataSet. Может показаться, что тем самым создаются определенные ограничения, однако в действительности это не так, поскольку типизированные объекты DataSet являются просто классами, построенными поверх нетипизированных объектов DataSet, которые жестко связывают имена типизированных полей с лежащими в их основе элементами нетипизированных объектов DataSet. Поскольку типизированный объект DataSet строится поверх нетипизированного класса DataSet, то он, по сути, представляет собой удобную в использовании, но несколько медленнее работающую абстракцию. Приложения, в которых нетипизированные объекты DataSet используются корректным образом, путем поиска и кэширования объектов DataColumn используемых ими столбцов (columns) (в отличие от поиска полей по именам при каждом их использовании), демонстрируют такую же или даже еще лучшую производительность по сравнению с теми, в которых используются типизированные объекты DataSet.
Чтобы продемонстрировать основы работы с объектами ADO.NET DataSet, полезно обратиться к примеру. В документации .NET Framework содержится исчерпывающее описание ADO.NET и объектов DataSet. В примере будут показаны лишь самые элементарные операции создания и использования объектов DataSet с целью установления контекста для обсуждения использования ADO.NET на мобильных устройствах.
Приведенный в листинге 14.1 код позволяет создать приложение, представленное на рис. 14.1. Для создания приложения потребуется выполнить следующие действия:
1. Запустите Visual Studio .NET (2003 или более позднюю версию) и выберите в качестве типа приложения C# Smart Device Application.
2. Выберите в качестве целевой платформы Pocket PC. (Для вас будет автоматически создан проект, и на экране появится окно конструктора форм Pocket PC.)
3. Добавьте в форму элемент управления Button. (Ему будет автоматически присвоено имя button1.)