嵌入式移動數(shù)據(jù)庫應用研究

蔣新濱

東營職業(yè)學院，山東 東營 257091

0 引言

數(shù)據(jù)庫技術一直隨著計算的發(fā)展而不斷進步，隨著移動計算時代的到來，嵌入式操作系統(tǒng)對移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的需求為數(shù)據(jù)庫技術開辟了新的發(fā)展空間。隨著智能移動終端的普及，嵌入式移動數(shù)據(jù)庫技術目前已經(jīng)從研究領域逐步走向廣泛的應用領域。

1 嵌入式移動數(shù)據(jù)庫

嵌入式系統(tǒng)(embedded system)是指以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟、硬件可裁剪，適應于應用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積和功耗嚴格要求，嵌入于各種設備及應用產(chǎn)品內(nèi)部的專用的計算機系統(tǒng)。嵌入在移動設備上的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)由于涉及數(shù)據(jù)庫技術、分布式計算技術，以及移動通訊技術等，目前已經(jīng)成為一個十分活躍的研究領域——嵌入式移動數(shù)據(jù)庫或簡稱為移動數(shù)據(jù)庫（EMDBS）。

2 嵌入式移動數(shù)據(jù)庫的體系結構及其主要特點

2.1 體系結構嵌入式移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)當前采用流行的三層體系結構

在這3個層次中，位于最上層的是移動終端的嵌入式數(shù)據(jù)庫，它具有易用性和便攜性，但數(shù)據(jù)容量最??；而位于最低層的是服務器端后臺數(shù)據(jù)庫，它的數(shù)據(jù)容量大且安全性好、可靠性高，但只能存放于臺式機上，難以滿足移動計算的需求；中間層的同步模塊具有雙向數(shù)據(jù)交換能力，通過數(shù)據(jù)同步使得嵌入式數(shù)據(jù)庫和后臺數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)保持一致。

2.2 嵌入式移動數(shù)據(jù)庫主要特點

移動計算環(huán)境中的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是一種動態(tài)分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，它具有：微小內(nèi)核結構、對標準SQL的支持、事務管理功能、完善的數(shù)據(jù)同步機制、支持多種連接協(xié)議、完備的數(shù)據(jù)庫管理功能和支持多種嵌入型操作系統(tǒng)的特點。

3 嵌入式移動數(shù)據(jù)庫的關鍵技術

在移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設計中，為了解決諸多在傳統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中不需要考慮的問題，如客戶端的移動、客戶端與網(wǎng)絡的頻繁斷接等,對于數(shù)據(jù)復制/緩存技術、數(shù)據(jù)廣播技術、位置相關的查詢優(yōu)化等技術的研究具有特別重要的意義。

3.1 數(shù)據(jù)復制與緩存

傳統(tǒng)的復制/緩存技術都是假設客戶機和服務器之間是經(jīng)常保持連接的，在移動計算中是不適用的。人們已經(jīng)提出了多種移動復制算法，最典型的一個算法是：三層復制體系結構，用傳統(tǒng)的復制技術，構成第一級復制，稱之為“服務器級復制”；其次，服務器通過將經(jīng)常被訪問的熱點數(shù)據(jù)組織起來，經(jīng)由移動支持結點向所有移動客戶機廣播，這實際上是在無線廣播信道上做數(shù)據(jù)復制，所以稱為“空中復制”，這是第二級復制；最后，移動客戶利用本身的存儲能力緩存數(shù)據(jù)庫中的部分數(shù)據(jù)，以提高效率和支持斷接操作，這是第三級復制，稱為“客戶機緩存”。

3.2 數(shù)據(jù)廣播

數(shù)據(jù)廣播是指在移動計算環(huán)境中，利用移動客戶機與服務器通信的不對稱性，以周期性廣播的形式向客戶機發(fā)送數(shù)據(jù)。其最大的優(yōu)點是，廣播開銷不依賴移動用戶數(shù)量的變化而變化，借助數(shù)據(jù)廣播，可以在一定程度上解決移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的斷接問題。數(shù)據(jù)廣播的研究可分為服務器和移動客戶機兩個方面：服務器主要考慮如何組織廣播數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)廣播的調(diào)度;移動節(jié)點主要考慮如何利用本地緩存進一步減少查詢廣播數(shù)據(jù)的時間。

3.3 移動查詢優(yōu)化和事務處理技術

移動查詢優(yōu)化技術是指在傳統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫查詢優(yōu)化技術的基礎上，利用多種方法，消除帶寬多樣性、斷接等因素產(chǎn)生的影響，使查詢引擎能夠根據(jù)當前可用網(wǎng)絡條件采取恰當?shù)膬?yōu)化策略n引。同時，針對移動計算機有限電源能力，合理地組織本地數(shù)據(jù)庫管理，遠程數(shù)據(jù)庫訪問等消耗電能較多的操作，達到節(jié)能目的、延長關鍵數(shù)據(jù)的可用時間。移動事務處理技術涉及到計算機提交的分布事務的調(diào)度和執(zhí)行策略，支持脫機移動事務等方式。為了使移動數(shù)據(jù)庫的事務處理更加有效，同時還應針對計算環(huán)境的低可靠性考慮如何提高移動事務的可靠性。

4 嵌入式移動數(shù)據(jù)庫的應用方向

基于嵌入式移動數(shù)據(jù)庫的應用可劃分為水平應用和垂直應用。所謂水平應用，是指應用方案能夠用于多種不同行業(yè)，只需要極少的定制工作,如數(shù)據(jù)庫信息存取、場地內(nèi)或場地間的移動應用、基于GPS和GLS的應用等 ,而垂直應用則針對特定行業(yè)的應用，數(shù)據(jù)處理具有獨特性,主要涉及保險、銀行業(yè)、航班信息、政府部門等具體的行業(yè)領域。

5 結論

本文主要闡述了嵌入式移動數(shù)據(jù)庫的概念，描述了嵌入式移動數(shù)據(jù)庫的體系結構并簡單分析它的特點，然后分析嵌入式移動數(shù)據(jù)庫的關鍵技術，最后展望了嵌入式移動數(shù)據(jù)應用前景。嵌入式移動數(shù)據(jù)的相關技術研究不斷取得進步，這為嵌入式移動數(shù)據(jù)的成熟應用打下了堅實的基礎。

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