嵌入式移动数据库系统中的数据查询研究与应用
时间：2021-04-12 07:51:03 来源：达达文档网 本文已影响 人 
摘要：在我国快速发展的过程中国，智能终端设备的普及率明显提升，移动计算机技术的发展日新月异。在这种大环境下，人们对移动数据实时处理和管理提出了更高的要求。就目前研究分析来看，嵌入式移动数据库在实践中有着突出的应用优势，利用其做数据查询不仅效率高，而且质量效果也能得到保证。因此，在数据查询中嵌入式移动数据库系统的应用十分广泛。为了在嵌入式移动数据库系统中开展数据查询工作，做好相应分析和研究有重要的现实意义。笔者针对嵌入式移动数据库系统中的数据查询研究和应用进行了分析，旨在为实践提供帮助和指导。
关键词：嵌入式；移动数据库系统；数据查询
引言
移动数据库的应用大多嵌入到诸如掌上电脑、PDA等移动通信设备中，属于移动环境下的分布式数据库。移动计算是随着移动通信、互联网、数据库、分布式计算等技术的发展而兴起的新技术。移动计算技术将使计算机或其他信息智能终端设备，在无线环境下实现数据传输及资源共享。它的作用是，与中央信息系统相互作用，分担中央信息系统的计算压力，将有用、准确、及时的信息提供给任何时间、任何地点的任何客户。移动计算环境比传统的计算环境更为复杂和灵活，具有移动性、低带宽、频繁断接性、网络通信的非对称性、电源能力的有限性等特点，这使得传统分布式数据库中的方法和技术不能直接应用于移动数据库。根据嵌入式移动数据库自身所具有的特点，采用与普通数据库不同或更优的查询策略变得尤为重要。本文介绍了位置相关查询优化和数据广播两种普遍用于移动数据库查询的方法，结合移动数据库中的缓存技术，分别从合理分配嵌入式移动数据库资源和在一定程度上解决移动数据库的断接问题这两点，实现嵌入式移动数据库的查询优化。
1嵌入式移动数据库概述
数据库是储存和管理数据的仓库，在上个世纪五十年代就已经产生。而随着计算机技术的发展，数据库中的数据管理已经不再只是简单的存储和管理数据，而是逐步转变成用户所需要的各种数据管理的方式。从数据库技术的发展历程来看，其与计算机技术的发展态势是一致的，而且相互影响，相互促进。移动计算是一门新兴技术，其涵盖范围非常广泛，而且是多个学科交叉的技术，移动计算被看作是未来四大技术方向之一，对未来会产生深远影响，因此，移动计算也成为了当前的研究热点。移动计算囊括了当前的多项技术，比如移动通信、互联网、數据库和分布式计算等，它的作用是将准确、及时的信息提供给任何时间、任何地点的任何客户。分布式计算是移动计算的基础，而新的移动计算环境，则是依靠各类移动设备和无线通信网络来构建。移动计算技术是新兴技术，但是它的本质还是处理数据，如果脱离了这个本质，计算机的存在就没有任何意义。而移动计算中移动性也是重要的部分，传统的计算机显然缺乏移动性，无法满足移动性的要求。因此，嵌入式的应用，能够有效解决移动计算对移动客户端计算的要求。移动计算、嵌入式和数据库，这个三者的结合，让数据库的发展空间得到了再次的扩展，这就是嵌入式移动数据库技术。关于嵌入式移动数据库的定义，有很多种，如果从系统体系结构方面来说明的话，嵌入式移动数据库系统是一个特殊的数据库管理系统，这个系统能够支持移动计算或者某种特定的计算模式，数据库系统会与操作系统以及其它相关应用结合在一起，在智能嵌入式设备上运行。嵌入式移动数据库系统是在移动设备上运行，这也会涉及到多种关键技术，最主要的是数据库技术、分布式计算技术和移动通讯技术。
2嵌入式移动数据库数据查询的关键技术
2.1数据复制与缓存
在嵌入式数据库系统中要实现数据查询，首先要解决数据的复制和缓存问题。在移动数据库中，移动终端和服务器之间的连接是一种弱连接，也就是说具体的连接存在低带宽、长延迟和不稳定等，在连接过程中会经常断开。为了有效支持弱环境下用户的数据库操作，需要解决上述问题，可以采用复制方法，比如乐观复制法、三级复制法等允许用户对本地缓存上的数据副本进行操作。在网络连接恢复后数据库服务器能和其他终端实现数据交换，进而修改信息。在修改信息的基础上利用冲突检测和协调，数据的一致性会得到恢复，查询的结果也会更加理想。
2.2复制与数据查询缓存机制
复制是在多个移动节点上维护数据的备份，包括服务器之间的复制和移动计算机上保存数据库的复制。一般前者称为“复制”，后者称为“缓存”。复制的主要目的是提高分布式数据库系统的可用性、可靠性和访问性能。首要的问题是如何维护多个复制节点上数据状态的一致性。按照维护复制一致性的方式来划分，现有的复制协议可以分为严格一致协议和弱一致协议两种。严格一致协议要求任何时刻所有数据库的复制都是一致的；而弱一致协议允许各个复制之间存在暂时的不一致，但这种不一致总能够保持在一定的界限之内，而且总是能够趋于一致（收敛性）。缓存是介于应用程序和物理数据源之间，其作用是降低应用程序对物理数据源访问的频率，从而提高应用的运行性能。缓存内的数据是对物理数据源中数据的复制，应用程序在运行时从缓存中读写数据，特定的时刻或事件会同步缓存和物理数据源的数据。移动客户机与服务器之间的无线网络带宽有限，而缓存技术可以有效地减少通信量，从而避免网络的拥塞。
2.3移动事务处理
数据库管理系统中有一个基本的功能，就是事务处理。事务处理涵盖几个方面，其主要功能是是要维护数据的一致性，另外，还需要支持多用户同时访问，使用户可以可靠地查询和更新数据库。用户对数据库的访问是通过事务来完成的。在传统的数据库系统中，一个事务由一系列读写操作组成。移动事务处理具有以下几个特点：（1）移动性：移动事务处理的过程中，移动客户机是移动的，而且移动客户机发出的事务也是移动的。（2）长事务。由于嵌入式移动数据库有其本身的特点，如移动客户机会频繁地断接，无线网络的带宽较低，而且网络延迟情况十分常见，这些都导致移动事务成为长事务。（3）异构性。客户机具有移动性的特点，移动事务的处理可能要访问分布的异构数据库系统。（4）易错性。传统的数据库系统中，是依靠固定节点和固定网络来连接的，其可靠性和稳定性都很高，然而，嵌入式移动数据库系统中，是固定节点和非固定节点共同来连接的，而且也使用了无线网络，这就导致移动事务更容易出错。显而易见，嵌入式移动数据库事务处理必须要通过新的模型才能解决问题。移动事务的管理有两个重要任务，分别是维护数据的一致性和解决过区切换的问题。在事务处理方面，与传统的数据库事务处理有所不同，嵌入式移动数据库对前端的部分可以进行相应的简化，但是，在整个应用系统中，事务处理要结合移动计算环境来进行相应的控制。
结语
嵌入式数据库系统在社会实践中有广泛的应用，想要在该系统中进行数据查询并利用查询结果，需要突破相关技术难题。因此，笔者在嵌入式数据库系统具体分析的基础上，分析讨论了数据查询关键技术的具体应用。
参考文献：
[1]王斌，赵荣阳，赵化启，等.嵌入式数据库Sqlite在行驶记录仪中的应用研究[J].佳木斯大学学报（自然科学版），2016，34（5）：751-753.
[2]陈宇.基于Linux的嵌入式物联网数据采集系统开发[D].南京：南京理工大学，2016.
[3]郭午阳.数据库信息管理技术在嵌入式系统中的应用研究[J].信息与电脑（理论版），2017（4）：153-154.
（作者单位：南京智耀网络科技有限公司）
