嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)展現(xiàn)狀與未來(lái)趨勢(shì)研究

王春波

[摘要]隨著便攜式計(jì)算設(shè)備和無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展，嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)已經(jīng)成為一個(gè)十分活躍的研究領(lǐng)域，并引起了越來(lái)越廣泛的關(guān)注。文章闡述了嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的概念、背景及其特點(diǎn)，描述了嵌入式系統(tǒng)的研究目標(biāo)和系統(tǒng)模型，并探討了嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的幾種關(guān)鍵技術(shù)。

[關(guān)鍵詞]嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)；發(fā)展現(xiàn)狀；趨勢(shì)研究

[DOI]1013939/jcnkizgsc201550243

近年來(lái)，移動(dòng)終端設(shè)備的更新和發(fā)展尤為迅速，嵌入式作為這些智能設(shè)備的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，其發(fā)展也顯得特別重要。

1嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)概述和特點(diǎn)

在移動(dòng)技術(shù)的軟件環(huán)境下所使用的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)即為嵌入式移動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)，它包括了數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信以及分布式計(jì)算等不同的學(xué)科領(lǐng)域。嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)一般都是以移動(dòng)手機(jī)、PDA、智能家電等移動(dòng)設(shè)備或嵌入式設(shè)備為載體。這種數(shù)據(jù)庫(kù)是輕量級(jí)的，內(nèi)存的占用較少，對(duì)于一個(gè)嵌入式的設(shè)備來(lái)說(shuō)，其運(yùn)行速度快，效率高。嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)所存在的位置如下圖所示。

嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

由上圖可看出，嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)位于應(yīng)用層和操作系統(tǒng)之間，操作系統(tǒng)的速度、資源和第三方應(yīng)用軟件等多方面的影響。嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)具有不同于通用大型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn)，具體如下：

11占用內(nèi)存資源和磁盤(pán)空間小

嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)只是包含了大型通用數(shù)據(jù)庫(kù)的部分功能，這就簡(jiǎn)化了開(kāi)發(fā)的難度，同時(shí)數(shù)據(jù)表、數(shù)據(jù)記錄等方面的數(shù)量和大小的控制也縮減了嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)本身的大小。

12可靠性、可管理性和安全性

嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)大多是在移動(dòng)的智能設(shè)備當(dāng)中使用，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的管理不能做到隨時(shí)隨地。所以，數(shù)據(jù)庫(kù)本身的安全性、可靠性以及可管理性是非常重要的。

13交互性、可移植性

為了加強(qiáng)嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)和其他數(shù)據(jù)庫(kù)之間的數(shù)據(jù)通信，就要求在研發(fā)時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)某些特定的機(jī)制來(lái)保證各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)彼此的數(shù)據(jù)交互和操作。隨著嵌入式設(shè)備的多樣化，其依據(jù)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)和操作系統(tǒng)也是不同的，使嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)能夠使用不同的軟硬件環(huán)境，其可移植性也是必須要考慮的。

14可分割性

不同的應(yīng)用程序所使用的嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的功能也是不相同的，為了提高工作效率，節(jié)省磁盤(pán)的空間，就要求嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)需具備可分割性，不同的應(yīng)用可以使用數(shù)據(jù)庫(kù)某一部分的功能模塊。

2嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)研究現(xiàn)狀分析

隨著智能移動(dòng)終端的廣泛使用以及通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用也越來(lái)越多，國(guó)內(nèi)外的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)廠商也更加重視嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的研究和發(fā)展。Sybase公司、IBM公司以及Oracle、微軟等公司都紛紛對(duì)自己旗下的產(chǎn)品不斷地研發(fā)和更新。

現(xiàn)將嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)安全中的問(wèn)題研究狀況做如下介紹：

在國(guó)外，對(duì)于嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的研究在國(guó)外已經(jīng)有30多年的歷史，美國(guó)軍方在20世紀(jì)70年代就開(kāi)始研究多級(jí)安全數(shù)據(jù)庫(kù)，微軟、Sybase等企業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的研究也較早，并對(duì)其訪問(wèn)進(jìn)行強(qiáng)制控制來(lái)保障數(shù)據(jù)安全。但是隨著安卓、塞班等平臺(tái)的流行，WindowsMobile平臺(tái)已經(jīng)逐漸地被取代，商用的數(shù)據(jù)庫(kù)SQL Anywhere和SQL Server CE也不能做到廣泛應(yīng)用。

典型的嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的代表是Empress數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)時(shí)性、嵌入性以及移動(dòng)性是其基本的特征，同時(shí)Empress嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)還支持了多達(dá)6000個(gè)不同的平臺(tái)。Empress數(shù)據(jù)庫(kù)在國(guó)外的醫(yī)療、軍事、工業(yè)以及地理信息等多個(gè)領(lǐng)域都得到了應(yīng)用，隨著網(wǎng)絡(luò)通信的普及，嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展必將是未來(lái)的趨勢(shì)。因此，如何加強(qiáng)嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的安全保障是非常重要的。

在國(guó)內(nèi)，嵌入式操作系統(tǒng)方面的安全問(wèn)題已經(jīng)被大家逐漸的解決，但在嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)方面的安全問(wèn)題還處在剛剛起步的階段。隨著移動(dòng)終端的軟硬件環(huán)境逐漸成熟，對(duì)嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的安全問(wèn)題要求也越來(lái)越高，用戶的很多重要信息能否得到保障至關(guān)重要。

我國(guó)現(xiàn)在做嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的商家很少，東軟設(shè)計(jì)的“OpenBASEMini”是比較成熟的嵌入式數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。隨著我國(guó)消費(fèi)類電子的快速發(fā)展，在這個(gè)嵌入式移動(dòng)設(shè)備到處可見(jiàn)的社會(huì)，嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)必將滲透到我們生活的各個(gè)角落。目前，我國(guó)的嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)工作人員通過(guò)對(duì)開(kāi)源數(shù)據(jù)庫(kù)的摸索和研究，嘗試了自主研發(fā)這一過(guò)程，逐漸意識(shí)到在國(guó)內(nèi)商用的嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)將會(huì)廣泛地被使用。現(xiàn)在很多用戶對(duì)個(gè)人的隱私信息能否得到安全保障已經(jīng)非常重視，如何在競(jìng)爭(zhēng)如此激烈的情況下脫穎而出，可以說(shuō)數(shù)據(jù)庫(kù)的安全問(wèn)題起著決定性的作用。

3發(fā)展趨勢(shì)

31智能化和主動(dòng)化

以往的嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)往往是以存儲(chǔ)為目的的被動(dòng)型的數(shù)據(jù)庫(kù)，只能被動(dòng)地接受操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的調(diào)用來(lái)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。能夠根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的情況和自身特點(diǎn)，適當(dāng)?shù)刈龀鰞?yōu)化來(lái)滿足不同條件下的應(yīng)用需求的智能化、主動(dòng)型嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)是以后研究的熱點(diǎn)。

32多媒體嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)

隨著高檔電子消費(fèi)品日益受到人們的青睞，能夠?qū)σ曨l、音頻、文字、圖像進(jìn)行存儲(chǔ)和快速檢索的嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)有更大的市場(chǎng)，并成為人們研究的熱點(diǎn)。

33時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)

導(dǎo)航設(shè)備、水文、地質(zhì)、地形地貌相關(guān)電子產(chǎn)品的快速發(fā)展，迫切需要能夠同時(shí)處理時(shí)間和空間的數(shù)據(jù)庫(kù)問(wèn)世。 當(dāng)然，除了上述所介紹的嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展方向以外，還有很多的方向，這里不逐一論述，比如說(shuō)最近盛行的云嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)等。 那么關(guān)于嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)具體技術(shù)的改進(jìn)和升級(jí)可以從以下幾點(diǎn)尋找突破點(diǎn)：

（1）數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)核。由于嵌入式系統(tǒng)可用資源的受限性，嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)核的大小也是一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題，那種以犧牲數(shù)據(jù)庫(kù)的功能來(lái)?yè)Q取較小的內(nèi)核顯然是與發(fā)展趨勢(shì)相背離的。

（2）數(shù)據(jù)庫(kù)的可靠性。嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，也越來(lái)越復(fù)雜，其功能已經(jīng)從傳統(tǒng)的添加、刪除等操作向?qū)β曇?、視頻、三維或多維數(shù)據(jù)、智能控制等方向發(fā)展，因此可靠性的提高也是至關(guān)重要的一環(huán)。

（3）數(shù)據(jù)庫(kù)的可移植性。盡管目前的嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品可以支持多種不同的操作系統(tǒng)，但在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，開(kāi)發(fā)人員還要充分考慮硬件平臺(tái)、操作系統(tǒng)平臺(tái)以及它們的接口定義，如果有能適用于絕大多數(shù)的操作系統(tǒng)平臺(tái)，對(duì)硬件平臺(tái)和操作系統(tǒng)平臺(tái)透明的嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)，勢(shì)必可以大大地提高開(kāi)發(fā)效率，降低開(kāi)發(fā)成本。

隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，各式各樣的APP都被大眾廣泛的應(yīng)用，作為移動(dòng)設(shè)備所采用的嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展尤為重要，也是保證用戶使用便捷、安全的重要前提。

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