嵌入式移动数据库探秘
时间：2021-04-08 07:58:30 来源：达达文档网 本文已影响 人 
(安阳工学院，河南安阳455000)
摘 要：目前，随着移动技术的发展及智能移动终端的普及，人们对移动数据库实时处理和管理要求不断提高。嵌入式移动数据库越来越体现其优越性，嵌入式移动数据库技术已经成为一个十分活跃的研究领域，并引起了越来越广泛的关注。本文阐述了嵌入式移动数据库的概念，应用环境的特点，及其目标的实现。并探讨了嵌入式移动数据库的几种关键技术。
关键词：嵌入式移动数据库；移动计算；移动事务
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：100-3044(2007)01—10031—01
1 引言
社会进入信息时代，人们的生活方式也发生了巨大的变化，现代科技已经为人们的交流和沟通提供了方便的工具，时代要求人们随时随地访问信息并得到服务，实现无约束自由通信和共享资源的理想目标．这是一种更加灵活、复杂的分布计算环境，人们称之为移动计算(Mobile Computing)。移动计算系统不同于传统分布计算系统，它是由同定结点和移动结点构成的分布计算系统，具有移动性，频繁断接性，网络条件多样性、网络通信的非对称性、系统的高伸缩性和低可靠性以及电源能力的有限性等特点。这些特点使得传统的分布式数据库技术不能支持或是不能有效地支持移动计算环境。因此，必须对已有的传统的分布式数据库加以改进，或者重新设计，形成一种能全面支持移动计算环境的数据库技术，即移动数据库(Mobile Database)。可以预见，在不久的将来移动数据库一定会在更多的领域中发挥不可替代的作用。
2 移动计算与嵌入式移动数据库的简介
移动计算是一种新型的技术，它使得计算机或其他信息设备在没有与固定的物理连接设备相连的情况下能够传输数据。移动计算的作用在于，将有用、准确、及时的信息与中央信息系统相互作用．分担中央信息系统的计算压力，使有用、准确、及时的信息能提供给在任何时间、任何地点需要它的任何用户。
所谓移动数据库是指支持移动计算环境的分布式数据库。由于移动数据库系统通常应用在诸如掌上电脑、PDA、车载设备、移动电话等嵌入式设备中，因此，它又被称为嵌入式移动数据库系统。
3 嵌入式移动数据库的应用环境特点
与传统的分布式数据库相比，移动数据库的应用环境有如下的特点：
(1)移动性
在移动计算环境中，同一台计算机可以在不同的地方连通网络，这种计算平台的移动性可能导致系统访问布局的移动性。而且，个人的移动性也随着个人通讯网PCN与网络计算机NC的提出而日益突出。
(2)频繁的断接性
一般移动计算与网络不是长时间连接，而是频繁、有预见的入网和段接。MDB(Mobile Database)与固定网络之间经常处于主动或被动的断接状态，这就要求MDB中的事务在断接的情况下依然继续运行，不因为网络的断接而撤销。
(3)带宽的多样性
移动计算机的移动性使得不同的时间可用的网络带宽与服务质量变化多端，甚至相差甚远。移动计算既可以连入高速带宽的固定网络中，也可以工作在低带宽的无线广域网中，甚至根本无网可上。显然，移动数据库的查询优化等机制必须针对不同的网络条件选择最合适的策略。此外还有系统规模庞大、系统的安全性及可靠性、资源的有限性、网络通讯的非对称性等特点。
4 嵌入式移动数据库的实现目标
一个理想的嵌入式移动数据库系统要做到有效的支持移动计算环境中的各种数据应用，满足人们在任意地点、任何时刻访问任意数据的要求。应当是实现如下四个目标：
(1)可用性与可伸缩性(scalability)：在保证系统稳定性的同时，提供高可用性，并且移动用户不受限制，能满足大规模的移动用户的同时接入。
(2)移动性(mobility)：允许移动计算机在和网络断接的情况下访问个更新数据库。
(3)收敛性(convergence)：使系统总能收敛予一致的状态，从而避免出现混乱。
(4)可串性fserializ．ability)：支持满足可串性的并发事务。
在移动计算机环境下，嵌入式数据库的典型系统模型由服务器(Selw-er)，移动支持接点(Mo．bile Support Station 1简称MSSl以及移动客户机fMobile Client简称MCl组成．如下图1所所示：5嵌入式移动数据库在应用中的关键技术
目前，嵌入式移动数据库技术已经成为一个十分活跃的研究领域，并引起了越来越广泛的关注。以下仅列出了嵌人式移动数据库系统在应用中必须完善解决的关键性的几个问题：
(1)数据复制(一致性)
采用移动计算模型的嵌入式移动数据库系统与传统的数据库系统是不一样的，嵌入式移动数据库的一个显著特点是移动终端之间以及与服务器之间的连接是一种弱连接，即低带宽、长延迟、不稳定和经常性的断开。而为了能在这种环境下对数据库进行更新操作，嵌入式系统必须提供数据复制与同步功能，使得嵌入式移动数据库系统可以随时随地从其它数据库系统获得准确的、最新的、有用的、一致的数据。现在普遍采用乐观复制方法(Optimisticreplication或Lazy replication)允许用户对本地缓存上的数据副本进行操作。待网络重新连接后再与数据库服务器或其他终端交换数据修改信息，并通过冲突检测和协调来恢复数据的一致性。
(2)移动事务处理
移动事务是指从移动机上发起的数据操作集合，移动事务具有天然的断接性，一个操作集合可能分成几个连接才能完成．不能用用传统的事务模型。而且由于网络带宽有限，甚至网络经常处于断接状态，局部复制的数据难以和主数据版本保持严格一致，使得移动事务具有弱一致性需求。另外移动事务还有移动机位置不固定，执行时间长，更易出错的传统事务模型没有考虑的特征，所以有必要研究新的事务模型来解决。
(3)数据的安全性
许多应用领域的嵌入式设备是系统中数据管理或处理的关键设备，因此嵌入式设备上的数据库系统对存取权限的控制较严格。同时，由于无线连接的网络远没有固定网络安全，因为无论从何地都可以轻而易举地测听和发射无线电波，而且很难被发现，所以数据无线传输比固定线路传输更容易受到盗用和欺骗。其次．嵌入式设备携带方便，很容易失窃，如何避免嵌入式设备失窃后对接受和发送数据的盗用?以及如何防止碰撞、磁场干扰等问题对个人数据安全的威胁，等等问题都是数据安全需要考虑的问题。
保证数据安全的主要措施是：第一，对移动终端进行认证．防止非法终端的欺骗性接入；第二，对无线通信进行加密．防止数据信息泄漏；第三，对下载的数据副本加密存储，以防移动终端物理丢失后的数据泄密。
6 结论
现在，嵌入式移动数据库技术已成为一个富于挑战性的研究领域，已经引起了越来越多的研究人员的关注，国内外都有很多大学、科研机构和著名的数据库厂商在研究它。同时人们对嵌人式移动数据库产品的需求也是越来越迫切，要求也越来越高．也必然促使嵌入式移动数据库技术的迅速发展。但嵌人式移动数据库既要有信息的及时性、分散性和局部自治性，又要有系统间的协同性和统一性，因此它的技术是非常复杂的。而且目前国内对嵌入式移动数据库技术的研究才刚刚起步，在真正达到实用化以前还有很长的路要走，以后还有更多挑战在等待我们去解决。
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。
