物理硬件的数据库设计

Question

我必须为独特的环境开发一个数据库。我没有数据库设计经验，可以借鉴大家的智慧。

我的团队正在为一块物理硬件和一个数据采集系统设计一个数据库。我们需要一个系统来存储所有硬件配置参数，并在用户更改这些参数时跟踪它们的变化。

设置：

• 我们有近 200 个检测器和大约 40 个与每个检测器相关的参数。在这 40 个参数中，我们预计只有少数会在实验过程中发生变化。与单个检测器相关的大多数参数都是静态的。

• 我们在定时运行中收集此实验的数据。在这些运行期间，加载到硬件中的参数不得更改，尽管我们应该能够随时编辑数据库以准备下一次运行。目前的计划：

  • 数据库将提供当前参数与上次运行期间使用的参数之间的差异。
  • 在新运行开始时，最新的数据库更改会加载到硬件中。
  • 用于即将运行的设置必须标有运行编号和当前日期和时间。这是必不可少的。我需要一份实验设置的运行历史记录。

• 将有几个不同的客户端同时读取和写入数据库。尽管对数据库的更改并不频繁，但我不能保证这些更改不会同时发生。

• 必须健壮且不可损坏。实验系统的配置取决于硬件。数据库的任何故障都会阻止数据采集，而且我们的时间很昂贵。数据库备份？

我目前的计划是使用 sqlite 数据库来实现上述要求，尽管我不确定它是否可以支持我的所有要求。还有其他我应该研究的技术吗？有没有人做过类似的事情？我愿意学习任何技术，只要它成熟。

欢迎提示和建议。

谢谢，

肖恩

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更新 1：

数据库访问：

有三个轻量级应用程序可以写入和读取数据库，一个应用程序只能读取。

具有写访问权限的应用程序负责设置硬件参数的非重叠子集。具体来说，我们有一个应用程序（其中可能有多个副本）设置高电压，一个应用程序设置其余硬件参数，这些参数可能在实验过程中发生变化，还有一个 GUI 设置其余参数它们几乎是静态的，仅对正确重建数据至关重要。

只有读取权限的程序是我们的数据分析软件。它需要访问数据库中几乎所有的参数，才能将传入的数据正确格式化为我们可以正确分析的内容。与数据库的连接数应大于 10。

备份：

我们实验室的另一个设置每次运行都会转储一个 xml 文件。尽管我认为 xml 不合适，但我计划每次运行都备份系统，以防万一。

Answer 1

关于设计的一些基本知识；您应该确保不要从任何表中删除数据；跟踪最新数据（可能最好使用最新更新的日期时间）；但是，当数据值发生变化时，不要删除旧数据。启动运行时，使用运行 ID 标记每个使用的表（在另一列中）；这样，您就可以维护每个设置的完整历史记录，并且可以准确地确定给定运行时使用的状态。

Answer 2

问问你的同事。

你没有说你在做什么样的物理学，或者工作组有多大，但在我的学科（粒子物理学）中，有一个深厚的经验库，就是建立和运行这种类型的系统（我们称之为“慢速控制”等）。与您一起工作的人很有可能已经这样做了，或者认识这样做的人。在某人的论文中可能有关于最后一次退出的详细描述。

我个人对此并没有太大的关系，但我确实知道这一点：一个共同的特点是具有不删除不覆盖设计。您只能添加数据，永远不要删除它。这可以让您在遇到麻烦时找出真正发生的事情的机会

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也许我应该再解释一下。虽然这是一项重要的任务并且必须正确完成，但它与物理并没有真正的关系，因此您无法在 Spires 或 arXive.org 上查找它。没有人写关于中型慢速控制数据库的设计和实现的论文。但他们有时确实把它放在他们的论文中。真正找到指针的最简单方法是询问实验室周围的一群人。

Answer 3

从事物的声音来看，这不是一个特别大的数据库。因此，您也许可以使用 Oracle's free database，这将为您在日记（不确定这是否是一个实际单词）和管理方面提供各种极大的灵活性。

在您说“将有几个不同的客户端同时读取和写入数据库”之后，您就提到了“不可损坏”，这对我来说是一个危险信号。您是否打算创建某种具有此接口的应用程序？还是您打算通过 TOAD 之类的工具直接访问数据库？

为了保持您的数据完整性，您需要严格控制您的权限。我只允许一个（和一个备份）人拥有管理员权限，能够在 GUI 之外进行数据操作（这将使您的生活更轻松）。

备份？是的，一点没错！您不仅应该进行每日、每周和每月备份，还应该进行完整备份和增量备份。此外，请经常测试您的备用图片，以确认它们确实有效。

至于数据结构，我需要更详细地说明您要存储的内容以及如何访问它。但是根据您在这里的说明，我想说您需要以下表格（开始）：

Detectors
Parameters
Detector_Parameters

一些补充说明：

由于您将进行如此多的更改，我建议您使用像 SVN 这样的版本控制来跟踪您的所有 DDL 等。我还建议使用像 bugzilla 这样的东西来跟踪错误（如果需要）并使用 @ 987654324@ 用于团队文档管理。

希望对您有所帮助。