嵌入式移動(dòng)數(shù)據(jù)庫研究(一)

1、嵌入式移動(dòng)數(shù)據(jù)庫研究 一摘要:嵌入式技術(shù)已在人們生活中得到廣泛應(yīng)用；移動(dòng)計(jì)算更是給人們 的生活帶來了極大的方便。有移動(dòng)計(jì)算技術(shù)推動(dòng)開展的新的數(shù)據(jù)庫技 術(shù)讓人耳目一新。嵌入式移動(dòng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)因此產(chǎn)生。主要論述了嵌入 式移動(dòng)數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)及應(yīng)用，嵌入式移動(dòng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)EMDB的 功能需求及特點(diǎn)，嵌入式移動(dòng)數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵字:嵌入式移動(dòng)計(jì)算嵌入式移動(dòng)數(shù)據(jù)庫 EMDB系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1 引言隨著移動(dòng)計(jì)算技術(shù)的開展，移動(dòng)數(shù)據(jù)庫逐步走向應(yīng)用，在嵌入式操作 系統(tǒng)中參加移動(dòng)數(shù)據(jù)庫，也越來越顯示出其重要性。1.1 嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為根底，并且軟硬件可裁 剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠

2、性、本錢、體積、功耗有嚴(yán)格要求 的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌入 式操作系統(tǒng)以及用戶的應(yīng)用程序等四個(gè)局部組成，用于實(shí)現(xiàn)對其他設(shè) 備的控制、監(jiān)視或管理等功能。嵌入式系統(tǒng)一般指非PC系統(tǒng)，它包括硬件和軟件兩局部。硬件包括處 理器微處理器、存儲(chǔ)器及外設(shè)器件和 IO 端口、圖形控制器等。軟 件局部包括操作系統(tǒng)軟件OS 要求實(shí)時(shí)和多任務(wù)操作和應(yīng)用程序 編程。有時(shí)設(shè)計(jì)人員把這兩種軟件組合在一起。應(yīng)用程序控制著系統(tǒng) 的運(yùn)作和行為；而操作系統(tǒng)控制著應(yīng)用程序編程與硬件的交互作用。1.2 移動(dòng)計(jì)算 移動(dòng)計(jì)算是一種新型的技術(shù)，它使得計(jì)算機(jī)或其它信息設(shè)備，在沒有 與固定的物理連接設(shè)備相連的

3、情況下，能夠傳輸數(shù)據(jù)。移動(dòng)計(jì)算的作 用在于，將有用、準(zhǔn)確、及時(shí)的信息與中央信息系統(tǒng)相互作用 ,分擔(dān)中 央信息系統(tǒng)的計(jì)算壓力 ,使有用、準(zhǔn)確、及時(shí)的信息能提供應(yīng)在任何時(shí) 間、任何地點(diǎn)需要它的任何用戶。移動(dòng)計(jì)算環(huán)境比傳統(tǒng)的計(jì)算環(huán)境更 為復(fù)雜和靈活。典型的移動(dòng)計(jì)算環(huán)境有 1:(1) 智能計(jì)算設(shè)備 +無線網(wǎng)絡(luò)。通過無線網(wǎng)絡(luò) ,智能計(jì)算設(shè)備可以隨時(shí)進(jìn)入MCE主網(wǎng)絡(luò)；(2) 智能計(jì)算設(shè)備 +調(diào)制解調(diào)器 + 網(wǎng)絡(luò)。在不同地點(diǎn) ,將調(diào)制解調(diào)器和附近的 相連接，通過 網(wǎng)進(jìn)入MCE主網(wǎng)絡(luò)；(3) 移動(dòng)用戶 +傳統(tǒng)工作站 +傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)。移動(dòng)用戶在不同場地使用靜 態(tài)計(jì)算機(jī)獲得MCE的效勞。1.3 嵌入式移動(dòng)數(shù)據(jù)庫

4、數(shù)據(jù)庫技術(shù)一直在隨著計(jì)算的開展而不斷進(jìn)步。但凡有數(shù)據(jù)的地方， 就要用到數(shù)據(jù)庫來協(xié)助管理數(shù)據(jù)。移動(dòng)計(jì)算也是對數(shù)據(jù)的處理，離開 對數(shù)據(jù)的管理、處理，計(jì)算機(jī)就毫無意義。移動(dòng)計(jì)算同時(shí)又強(qiáng)調(diào)其移 動(dòng)性，傳統(tǒng)的PC機(jī)要做到移動(dòng)，同時(shí)在苛刻的環(huán)境下作到良好的運(yùn)作 也是不可能的。此時(shí)，嵌入式很好的滿足了移動(dòng)計(jì)算對移動(dòng)客戶端計(jì) 算的要求。三者從這一點(diǎn)上結(jié)合就產(chǎn)生了當(dāng)今數(shù)據(jù)庫的一個(gè)新的開展 空間：嵌入式數(shù)據(jù)庫技術(shù)。移動(dòng)數(shù)據(jù)庫是指支持移動(dòng)計(jì)算環(huán)境的分布式數(shù)據(jù)庫。由于移動(dòng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通常應(yīng)用在諸如掌上電腦、PDA車載設(shè)備、移動(dòng) 等嵌入式設(shè)備中，因此，它又被稱為嵌入式移動(dòng)數(shù)據(jù) 庫系統(tǒng)。2 嵌入式移動(dòng)數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)及其應(yīng)用2

5、.1 嵌入式移動(dòng)數(shù)據(jù)庫特點(diǎn) 嵌入式移動(dòng)數(shù)據(jù)庫在實(shí)際應(yīng)用中必須解決好數(shù)據(jù)的一致性復(fù)制性、 高效的事務(wù)處理、數(shù)據(jù)的平安性等問題。1數(shù)據(jù)的一致性 移動(dòng)數(shù)據(jù)庫的一個(gè)顯著特點(diǎn)是，移動(dòng)終端之間以及與效勞器之間的連 接是一種弱連接。即低帶寬、長延遲、不穩(wěn)定和經(jīng)常性的斷開。為了 支持用戶在弱環(huán)境下對數(shù)據(jù)庫的操作，現(xiàn)在普遍采用樂觀復(fù)制方法Optimisticreplication或Lazyreplication允許用戶對本地緩存上的數(shù) 據(jù)副本進(jìn)行操作。待網(wǎng)絡(luò)重新連接后再與數(shù)據(jù)庫效勞器或其它終端交 換數(shù)據(jù)修改信息，并通過沖突檢測和協(xié)調(diào)來恢復(fù)數(shù)據(jù)的一致性。 2 高效的事務(wù)處理 移動(dòng)事務(wù)處理要解決在移動(dòng)環(huán)境中頻繁的、

6、可預(yù)見的、拆連情況下的 事務(wù)處理。為了保證活動(dòng)事務(wù)的順利完成，必須設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)新的事務(wù) 管理策略和算法，方法如下： 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接情況來確定事務(wù)處理的優(yōu)先級，網(wǎng)絡(luò)連接速度高的事務(wù) 請求優(yōu)先處理。根據(jù)操作時(shí)間來確定事務(wù)是否遷移，即長時(shí)間的事務(wù)操作將全部遷移到效勞器上執(zhí)行，無需保證網(wǎng)絡(luò)的一直暢通。根據(jù)數(shù)據(jù)量的大小來確定事務(wù)是上載執(zhí)行還是下載數(shù)據(jù)副本執(zhí)行后上 載。事務(wù)處理過程中，網(wǎng)絡(luò)斷接處理時(shí)采用效勞器發(fā)現(xiàn)機(jī)制還是采用客戶 端聲明機(jī)制。事務(wù)移動(dòng)如：位置相關(guān)查詢過程中的用戶位置屬性的實(shí)時(shí)更新。 完善的日志記錄策略。3數(shù)據(jù)的平安性 許多應(yīng)用領(lǐng)域的嵌入式設(shè)備是系統(tǒng)中數(shù)據(jù)管理或處理的關(guān)鍵設(shè)備，因 此嵌入式設(shè)備上

7、的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對存取權(quán)限的控制比擬嚴(yán)格。同時(shí)，許 多嵌入式設(shè)備具有較高的移動(dòng)性、便攜性和非固定的工作環(huán)境，也帶 來潛在的不平安因素。同時(shí)某些數(shù)據(jù)的個(gè)人隱私性又很高，因此在防 止碰撞、磁場干擾、遺失、盜竊等對個(gè)人數(shù)據(jù)平安的威脅上需要提供 充分的平安性保證。保證數(shù)據(jù)平安的主要措施如下： 對移動(dòng)終端進(jìn)行認(rèn)證，防止非法終端的欺騙性接入。對無線通信進(jìn)行加密，防止數(shù)據(jù)信息泄漏。 對下載的數(shù)據(jù)副本加密存儲(chǔ)， 以防移動(dòng)終端物理喪失后的數(shù)據(jù)泄密 2 2.2 嵌入式移動(dòng)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用目前，嵌入式移動(dòng)數(shù)據(jù)庫有兩種應(yīng)用， 可劃分為水平應(yīng)用和垂直應(yīng)用。 所謂水平應(yīng)用，是指應(yīng)用方案能夠用于多種不同行業(yè)，只需要極少的 定制工作；

8、而垂直應(yīng)用那么針對特定行業(yè)的應(yīng)用， 數(shù)據(jù)處理具有獨(dú)特性。與水平應(yīng)用相比，垂直型應(yīng)用具有明顯的行業(yè)特殊性，不同領(lǐng)域的應(yīng)用之間差異較大，結(jié)果表示和效勞器數(shù)據(jù)庫的管理也有很大不同。主要涉及保險(xiǎn)、銀行業(yè)、航班信息、政府部門等具體的行業(yè)領(lǐng)域。如圖 所示 3：圖 1 嵌入式移動(dòng)數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用分類3嵌入式移動(dòng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)EMDBMS的特性3.1 嵌入式移動(dòng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能需求移動(dòng)計(jì)算環(huán)境中的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，是一種動(dòng)態(tài)分布式數(shù)據(jù)庫管理系 統(tǒng)。由于嵌入式移動(dòng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)運(yùn)行在移動(dòng)計(jì)算的環(huán)境之下，應(yīng) 用于嵌入式操作系統(tǒng)之上，所以它有自己的功能需求： 1 微小內(nèi)核結(jié)構(gòu)考慮到嵌入式設(shè)備的資源有限，嵌入式移動(dòng) DBMS應(yīng)采用微型化技術(shù)實(shí)現(xiàn)，可在滿足應(yīng)用的前提下，緊縮其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以滿足嵌入式應(yīng)用的 需求。2對標(biāo)準(zhǔn)SQL的支持嵌入式移動(dòng)DBMS應(yīng)能提供對標(biāo)準(zhǔn)SQL的支持。支持SQL92標(biāo)準(zhǔn)的子 集，支持?jǐn)?shù)據(jù)查詢連接查詢、 子查詢、排序、分組等、插入、更新、 刪除多種標(biāo)準(zhǔn)的SQL語句，以充分滿足嵌入式應(yīng)用開發(fā)的需求。 3事務(wù)管理功能嵌入式移動(dòng)DBMS應(yīng)具有事務(wù)處理能力，可自動(dòng)維護(hù)事務(wù)的完整性、原子性等特性；支持實(shí)體完整性和引用完整性。4完善的數(shù)據(jù)同步機(jī)制 數(shù)據(jù)同步是