Программирование мобильных устройств на платформе .NET Compact Framework - Иво Салмре

Выбор наиболее подходящей модели определяется объемом и сложностью используемых данных. Было бы непозволительной ошибкой строить собственную модель данных, если они связаны между собой сложной системой отношений, которая нуждается в управлении и в представлениях в памяти мобильного приложения. Вместе с тем, если ваши данные состоят из нескольких простых полей в единственной таблице базы данных, а данные предназначены только для чтения, то было бы глупо останавливать свой выбор на сложной модели данных с поддержкой состояния, если простой массив данных позволяет отлично справиться с задачей. Вполне вероятно, что потребности в данных вашего приложения занимают промежуточное положение между этими двумя крайними случаями, и вам придется испытать несколько различных моделей, чтобы, в конечном счете, выбрать ту из них, которая в наибольшей степени соответствует вашим запросам. Как ранее обсуждалось, этот выбор аналогичен принятию разработчиками мобильных приложений решения о том, какую технологию следует применить при работе с XML-данными. Разработчик должен выбирать между потенциальной простотой проектирования и реализации и эффективностью выполнения приложения.

Выбор подходящей модели данных, требующих долговременного хранения

Модель долговременного хранения данных описывает, куда направляется информация после того, как приложение завершает работу. Даже мобильные устройства, которые включены постоянно и выполняют приложения на фоне, нуждаются в безопасном и структурированном хранилище долговременных данных. Типичным примером такого приложения в случае мобильных телефонов является электронная записная книжка (Personal Information Manager — PIM). Пользователь, разместивший в телефоне свою адресную книгу, рассчитывает на возможность доступа к этим данным вне зависимости от того, в каком состоянии находится телефон. Если это только вообще возможно, для таких данных должна автоматически создаваться резервная копия на сервере или настольном компьютере, чтобы их можно было быстро восстановить в случае сбоя долговременного запоминающего устройства телефона. Выбирая модель долговременного хранения данных мобильного приложения, вы должны ответить на два основных вопроса:

1. Должны ли данные храниться в файле или в базе данных? Если объем подлежащих хранению данных небольшой, то для этого, вероятно, лучше всего воспользоваться текстовым файлом. Если необходимо обеспечить максимально благоприятные условия для переноса файла с одного устройства на другое, то отличным выбором будет XML. В то же время, если ваше приложение работает с большими объемами данных, к которым требуется произвольный доступ, если необходимо обеспечить безопасность данных или если вы хотите использовать расширенные запросы, транзакции и синхронизацию данных, то наилучшим решением будет база данных. Основной недостаток использования баз данных состоит в том, что это влечет за собой дополнительные накладные расходы, а также необходимость дополнительной настройки, которая может потребоваться для развертывания приложения.

2. Точно так же как и в случае настольных приложений, можно либо обращаться непосредственно к базам данных, выполняющимся на сервере, либо хранить базы данных локально. Преимуществом баз данных, размещаемых на устройстве, является их доступность; вы можете обратиться к такой базе данных в любой момент, независимо от наличия соединения с сервером. Если необходимо получать доступ к большим объемам данных, то использование локальной базы данных может оказаться гораздо более эффективным, нежели пересылка результатов запросов на устройство через сравнительно медленное беспроводное соединение. К недостаткам локальных баз данных относятся дополнительная сложность развертывания приложения и необходимость в дополнительном объеме памяти для базы данных. Важно также знать, что различные мобильные устройства обладают различными возможностями поддержки локальных баз данных. Так, на момент написания данной книги база данных SQL СЕ поддерживалась на Pocket PC, но не поддерживалась на смартфонах. Если ваше приложение не может рассчитывать на использование базы данных на локальном устройстве, то вам, вероятнее всего, придется предусмотреть пользовательский механизм локального кэширования данных, которые являются для вас наиболее важными, к которым чаще всего производится обращение или доступ к которым стоит слишком дорого.

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