嵌入式移动数据库应用研究

2011-08-15蒋新滨

科技传播 2011年4期

关键词：客户机数据库系统体系结构

蒋新滨

东营职业学院，山东东营 257091

0 引言

数据库技术一直随着计算的发展而不断进步，随着移动计算时代的到来，嵌入式操作系统对移动数据库系统的需求为数据库技术开辟了新的发展空间。随着智能移动终端的普及，嵌入式移动数据库技术目前已经从研究领域逐步走向广泛的应用领域。

1 嵌入式移动数据库

嵌入式系统(embedded system)是指以应用为中心，以计算机技术为基础，软、硬件可裁剪，适应于应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗严格要求，嵌入于各种设备及应用产品内部的专用的计算机系统。嵌入在移动设备上的数据库系统由于涉及数据库技术、分布式计算技术，以及移动通讯技术等，目前已经成为一个十分活跃的研究领域——嵌入式移动数据库或简称为移动数据库（EMDBS）。

2 嵌入式移动数据库的体系结构及其主要特点

2.1 体系结构嵌入式移动数据库系统当前采用流行的三层体系结构

在这3个层次中，位于最上层的是移动终端的嵌入式数据库，它具有易用性和便携性，但数据容量最小；而位于最低层的是服务器端后台数据库，它的数据容量大且安全性好、可靠性高，但只能存放于台式机上，难以满足移动计算的需求；中间层的同步模块具有双向数据交换能力，通过数据同步使得嵌入式数据库和后台数据库中的数据保持一致。

2.2 嵌入式移动数据库主要特点

移动计算环境中的数据库管理系统是一种动态分布式数据库管理系统，它具有：微小内核结构、对标准SQL的支持、事务管理功能、完善的数据同步机制、支持多种连接协议、完备的数据库管理功能和支持多种嵌入型操作系统的特点。

3 嵌入式移动数据库的关键技术

在移动数据库系统设计中，为了解决诸多在传统分布式数据库系统中不需要考虑的问题，如客户端的移动、客户端与网络的频繁断接等,对于数据复制/缓存技术、数据广播技术、位置相关的查询优化等技术的研究具有特别重要的意义。

3.1 数据复制与缓存

传统的复制/缓存技术都是假设客户机和服务器之间是经常保持连接的，在移动计算中是不适用的。人们已经提出了多种移动复制算法，最典型的一个算法是：三层复制体系结构，用传统的复制技术，构成第一级复制，称之为“服务器级复制”；其次，服务器通过将经常被访问的热点数据组织起来，经由移动支持结点向所有移动客户机广播，这实际上是在无线广播信道上做数据复制，所以称为“空中复制”，这是第二级复制；最后，移动客户利用本身的存储能力缓存数据库中的部分数据，以提高效率和支持断接操作，这是第三级复制，称为“客户机缓存”。

3.2 数据广播

数据广播是指在移动计算环境中，利用移动客户机与服务器通信的不对称性，以周期性广播的形式向客户机发送数据。其最大的优点是，广播开销不依赖移动用户数量的变化而变化，借助数据广播，可以在一定程度上解决移动数据库系统的断接问题。数据广播的研究可分为服务器和移动客户机两个方面：服务器主要考虑如何组织广播数据，即数据广播的调度;移动节点主要考虑如何利用本地缓存进一步减少查询广播数据的时间。

3.3 移动查询优化和事务处理技术

移动查询优化技术是指在传统分布式数据库查询优化技术的基础上，利用多种方法，消除带宽多样性、断接等因素产生的影响，使查询引擎能够根据当前可用网络条件采取恰当的优化策略n引。同时，针对移动计算机有限电源能力，合理地组织本地数据库管理，远程数据库访问等消耗电能较多的操作，达到节能目的、延长关键数据的可用时间。移动事务处理技术涉及到计算机提交的分布事务的调度和执行策略，支持脱机移动事务等方式。为了使移动数据库的事务处理更加有效，同时还应针对计算环境的低可靠性考虑如何提高移动事务的可靠性。

4 嵌入式移动数据库的应用方向

基于嵌入式移动数据库的应用可划分为水平应用和垂直应用。所谓水平应用，是指应用方案能够用于多种不同行业，只需要极少的定制工作,如数据库信息存取、场地内或场地间的移动应用、基于GPS和GLS的应用等 ,而垂直应用则针对特定行业的应用，数据处理具有独特性,主要涉及保险、银行业、航班信息、政府部门等具体的行业领域。