手持設備中股票軟件數據存儲方案的設計

上海銀天下科技有限公司 許文偉

手持設備中股票軟件數據存儲方案的設計

上海銀天下科技有限公司 許文偉

就股票軟件而言，它的歷史數據有著自身的一些特點。文章通過對相關數據的特性，以及線性表與B+樹兩種方案進行分析，發現兩種存儲方案都符合手持設備中股票軟件的相關要求，并從性能和資源方面對二者的優劣進行了比較，希望本研究可以作為廣大研究者的參考。

手持設備；股票軟件；數據存儲；存儲方案；方案設計

引言

在目前的科技影響下，一些手持設備的出現，為人們的工作于生活帶來相當大的便利。比如數據圖片、股市信息的接收方面。對于股票軟件來說，對相關硬件與運行環境的要求通常會比較高。文章通過對線性表、B+樹進行分析，并在相關方面做了比較，可以從中得知，在實際應用過程中，應當結合相關實際情況來對儲存方案進行選擇。

1.股票軟件相關數據特性的分析

在當前背景下，證券投資行業發展速度較快。對于這方面數據的類型而言，一般分為以下幾種：分時走勢、即時成交、歷史日線、個股F10資料和財務公告等方面的信息。在股票軟件的開發過程中，如果要使軟件更加完整，不但需要把實時的相關交易行情提供給廣大用戶，還要把一些分析歷史成交數據的方法提供給廣大用戶，這樣才能符合用戶的各種需求。

所以，在軟件數據中，大概有兩種信息需要完成儲存處理。一種是當天的分時走勢與實時行情方面的信息，還有一種是歷史日線、F10資料、財務公告方面的信息。就第一種數據的儲存來講，要想合理地節約空間，可以選擇字節流的手段，把它儲存在內存里面當作刷新方面的處理功能，但只能在短時周期里進行。而第二種數據信息則應當存進SD卡里面，它需要進行長時期的存放。[1]對于財務公告信息、F10資料信息而言，對其儲存方面的定義相當明確，就是存為一些小文件。對于歷史日線方面的數據信息則需要在SD里進行儲存，它的內容顯得較長，應當長期存留。

2.手持設備中股票軟件數據存儲方案設計的策略

2.1 線性表存儲分析

2．1．1 線性表的結構分析

對于線性表來說，它是一種較為常見的數據結構，其結構比較簡單，順序儲存的結構是在軟件的內存里面，建立起可以聯系儲存的空間。然而，這片空間在大小上有較為嚴格的要求，它不能夠比順序表所具有的長度還小。同時，在連續空間里面，它的第一個位置應當儲存線性表里面的首個元素，第二個位置儲存第二個元素，依此類推，直到線性表的中元素儲存完畢為止。

由此可得，在線性表上面，如果兩元素在邏輯關系方面比較接近，那么他們的物理存儲位置也會比較接近，這是線性表結構中循序儲存比較明顯的特征。如此一來，根據這個特點，在相關的儲存單元里面，對于每一個數據方面的元素而言，要想將它和初始位置的相對位置確定下來，就顯得非常容易了。

假如在線性表上，元素是（a1，a2，…,an,），其中，a1是線性表上的第一個元素，它的內存地址是LOC（a1）。在計算機了面，每一個現行表上的元素都會占有C個儲存單元。而第i個遠的的初始位置LOC（ai）=（i-1）*C+LOC（a1）。在這個公式里面，n≥ i ≥1。由此可見，當采用隨機訪問的時候，可以使用順序表來完成。對于它的順序儲存結構而言，就是進行隨機儲存的一種結構。

2．1．2 線性表結構的純出方案分析

對于日線數據信息的儲存而言，它需要在SD卡中進行合理保存。在對這些數據信息進行讀取的時候，需要通過相關的文件系統，對SD卡進行相應的操作才能完成。[3]同時，這種情況下的讀寫操作，隨機性比較強。在對股票歷史相關的日線數據信息進行儲存時，可以選擇線性表順序儲存結構，這種儲存方式能夠使讀寫方面的操作速度更加完善。

在File header的功能方面，它在線性表中起著重要作用，能夠儲存股票代碼的索引表，初始化的值都是零。在股票代碼的儲存數量方面，如果2048個就是最大限度，那么，每一個代碼就需要4byte。如此一來，它的索引表最終需要的儲存空間就是8Kbyte。

在Code Block的功能方面，主要是用來儲存每個股票儲存日線數據塊的。對于它儲存的數據方面來說，應該嚴格執行相關的順序來進行儲存，即股票代碼的索引表的順序。同時，在股票代碼的數量方面，File header同Code Block也是一樣的。如此一來，每一個數據塊同File header里面的代碼存在著重要聯系，它們在存儲和邏輯順序方面具備一一反應的特點。

在Date Block的功能方面，它是將一支股票特定的某天的日線數據信息進行儲存，而它的順序就是按照年月日方面的時間順序來定的。在時間限制方面，需要根據實際當中的需求和相應的資源條件來確定它的范圍大小。在每一個日線數據塊里面，Date Block都是24byte。

而在同一個股市里面，可能會出現這樣的情況。那就是有些股票的代碼是一樣的，然而股票卻不是一樣的。[4]在這種類型的日行文件里面，股票的最大數量是2048個，且時間方面的最長范圍是19年（不含雙休）從而，就可以就此將每一個文件大小計算出來。其算法就是260×19×24×2048+2048×4，最終結果就約等于247nyte。在這種算法面，股票代碼的索引表是前面的8Kbyte。由此可得，在儲存深市和滬市的日線文件時，大概需要占據的空間是495Mbyte。

2．1．3 標志變量列表方面的分析

根據前文中的內容可以得知，在同一天時間里，日線數據可以進行循環滾動地發送。對于一個股票來說，在同一天時間里面，它的日線數據可以不用刷新。因此，需要每次收到日線數據后，應當先對日線數據進行判斷，分析后覺得有必要再進行寫入。在這個列表里面，File header和Data flag 在儲存順序方面，表現出來的是一樣的。這樣一來，就能夠同Code Block形成一一對應了，并用來標志Code Block有沒有完成當天的寫操作步驟。另外，每一次進入股票軟件時，都需要把列表進行復位，并且全部置零。

2．1．4 讀寫方面的原則

只有在終端界面上，用戶查看股票的K線圖時，才有從SD里面把相關股票全部日線數據讀出來的必要。同時，在這種情況下進行的讀取，可以不用進行周期刷新。由此可知，讀取數據的相關措施就是：對于股票代碼而言，需要現在索引表里面找到與之相匹配的代碼位置，并把Code Block相關的偏移地址給計算出來，然后按照這個地址，就可以把全部日線數據讀出來。

對于寫數據來說，需要現將相關的日線數據解析出來以后，再進行這個步驟。并且把相關數據信息儲存到SD卡里面。對于股票的日線數據而言，凡是支持的數據都要進行保存，這使得數據量非常龐大。應當對這些數據進行一定的優化操作，從而使寫操作不會那么頻繁。其措施主要是，將一個寫循環緩沖定義到內存，如果緩沖區域已經被日線數據占據，并在對另一支股票的日線數據進行接收操作時，就需要依靠該列表的作用，判斷這支股票的日線數據有沒有寫進去。[5]如果沒有完成，就需要進行寫操作，并在列表里面把data fl ag置位，并標注清楚，不然的話，緩沖區就會被新的數據所覆蓋。

2.2 B+樹結構存儲分析

2．2．1 B+樹的原理分析

對于B+樹結構來說，其實就是從B樹變化而來，在查找方面，與B樹有很多相似的地方。在業界店里面，儲存著與記錄相關的數據信息。在查找過程中，如果待查關鍵碼在上層發現，且不停下，可向下將葉節點層關鍵碼找到。除此之外，葉節點能夠組成有序鏈表，能夠根據關鍵碼的次序來遍歷所有的記錄。由此可得，在范圍搜索方面，B+樹顯得較為合適。并且，它的實際應用很多，如隨機和順序檢索等。

2．2．2 存儲方案分析

在SD卡里面，可以分配一個“/stock”的專用目錄，對股票的數據進行儲存。如果是財務相關的公告，或者是F10的資料，可以根據各自的文件名稱，儲存這個目錄下面。但是，在SD卡中，其日線數據就會組織為2個文件了。即數據記錄文件和索引文件，同時，SD卡中的文件系統可以被確認成FAT16。磁盤空間被FAT劃分開來，并將簇當作是單位。[6]對于一個磁盤簇長度而言，它相當于512byte。對于索引文件內容來講，通過B+樹的索引，相應的數據記錄信息儲存到數據文件里面，并且應4byte對齊。

在數據文件里面，相關的組織方式根據定長記錄來決定，每一條記錄和日線數據項都要形成對應關系。針對于日線數據來講，它缺少刪除節點的選項，儲存是依靠一點點積累起來的。但它具備更新與插入選項，這樣，進行也快管理的時候就方便多了。對于管理也快非配的對來說，并不要求去進行維護，只需要把遞增值記錄下來就行了。

在日線數據的相關文件里面，頭部位置空出一個記錄的長度來，以便可以對個數等信息和標志進行記錄。

對于索引指針來說，它的長度一般為4byte。在長度方面，它完全符合相關要求。它可以對4G個單元進行索引。通俗一點的說法為，數據項大致約為數百年，所以從長度方面來看完全不用擔心。

如果葉節點的扇出系數假設成56，不是葉節點的是57，將滬深股市2046支股票進行計算，大約能夠有四層B+樹，差不多可以儲存19年的日線數據占據的空間大概是330Mbyte。就四層樹來說，如果要得到查詢的結果，執行不超過五次的讀操作就能夠實現了。[7]針對于索引文件時，一般都為整個節點快方面的操作。如果是單個操作的話，所涉及到的節點最多不會超過三個。

3.結束語

綜上所述，對于手持設備這種股票軟件的應用要求而言，上述方案均能夠滿足，只是二者相比之下，各有優勢和劣勢，主要表現在各自的性能發揮和資源的損耗方面。首先，在時間方面，經過實踐驗證，將22天日線數據寫入，其大小差不多是528byte，如果使用線性表來進行操作，時間大概為9秒，B+樹則遠遠低于先形變的方案，只要十來毫秒就可以完成。其次，在空間的占用方面，條件一樣的情形下，線性表為495Mbyte,B+樹要少得多，只需要330Mbyte。但是，在實際的應用過程中，應當從股票軟件等方面的具體情況出發，選擇于實際更相吻合的方案來進行操作。

[1]劉井蓮,趙衛績,文海霞．基于關聯規則的股票分析軟件的設計與實現[J]．通化師范學院學報,2012,08:30-32．

[2]悠蘭．自信滿滿做一生的贏家——對話漢諾威環球財富有限公司創始人、股票交易算法軟件的研發者易革新[J]．中國高新區,2015,05:66-67．

[3]祁建宏,達文姣．線性表成組鏈式存儲結構研究[J]．制造業自動化,2017,02:104-105+119．

[4]耿慶田,狄婧,常亮,趙宏偉．基于B+樹的數據索引存儲[J]．吉林大學學報(理學版),2013,06:1133-1136．

[5]長孫妮妮,張毅坤,華燈鑫,鄒子夏,陳浩．一種基于B+樹的混合索引結構[J]．計算機工程,2012,14:35-37+40．

[6]梁俊杰,肖瑤,余敦輝．MapReduce框架下基于B+樹的高維索引[J]．計算機應用研究,2016,03:706-710+715．

[7]楊萬清,戚欣革,欒敬釗,李振威,姜學樸．電力大數據存儲方案設計[J]．東北電力技術,2015,12:41-43．