計算機用友u8考點嵌入式移動數(shù)據(jù)庫的應用研究

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導語：隨著移動計算技術的進展，移動數(shù)據(jù)庫逐步走向應用，在嵌入式操作系統(tǒng)中移動數(shù)據(jù)庫更顯示出其優(yōu)越性。本文分析移動數(shù)據(jù)庫的特點、體系布局;介紹移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的一些關鍵性技術，并指出了移動數(shù)據(jù)庫應用方向。

嵌入式系統(tǒng);移動數(shù)據(jù)庫;移動計算;事務處理

數(shù)據(jù)庫技術一向隨著計算的進展而不斷進步，隨著移動計算時代的到來，嵌入式操作系統(tǒng)對移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的需求為數(shù)據(jù)庫技術開發(fā)了新的進展空間。隨著智能移動終端的普及，嵌入式移動數(shù)據(jù)庫技術目前已經(jīng)從研究領域逐步走向廣泛的應用領域。

在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的研究歷史中，傳統(tǒng)的分布計算與分布式數(shù)據(jù)庫的研究是基于有線網(wǎng)絡和固定主機的。這些都采用了一些默認的隱含假設，例如固定網(wǎng)絡連接、對等通信代價、主機節(jié)點固定不變等。但進入20世紀90年頭以來，隨著移動通信技術和網(wǎng)絡技術急速進展，加之移動計算機和移動通信設備的大量普及，大量計算節(jié)點可以在移動過程中與網(wǎng)絡建立連接，使得上述假設條件不成立。移動計算環(huán)境具有移動性、低帶寬、頻繁斷接性、網(wǎng)絡通信的非對稱性、電源電力的有限性等特點，使得傳統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫中的方法和技術不能直接應用于移動數(shù)據(jù)庫。

1嵌入式移動數(shù)據(jù)庫的定義

從數(shù)據(jù)庫技術的進展過程來看，計算環(huán)境和數(shù)據(jù)庫技術根本保持著一種同步進展的態(tài)勢，彼此影響、彼此促進。移動計算的.概念是對"任何時間、任何地點的立刻通'的擴展。在分布式計算的根基上，計算環(huán)境進一步擴展為包含各種移動設備、具有無線通信才能的服務網(wǎng)絡，構成了一個新的計算環(huán)境，即移動計算環(huán)境。相應地，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)先后展現(xiàn)了集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、B/A/S多層布局的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、嵌入式數(shù)據(jù)庫和移動數(shù)據(jù)庫。當然，這些系統(tǒng)也可以共存在同一個計算環(huán)境中。

一般說來，嵌入式移動數(shù)據(jù)庫可以從系統(tǒng)的體系布局方面來定義：嵌入式移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是支持移動計算或某種特定計算模式的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與操作系統(tǒng)、概括應用集成在一起，運行在各種智能型嵌入設備或移動設備上。其中，嵌入在移動設備上的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)由于涉及數(shù)據(jù)庫技術、分布式計算技術，以及移動通技術等多個學科領域，目前已經(jīng)成為一個特別活躍的研究和應用領域嵌入式移動數(shù)據(jù)庫或簡稱為移動數(shù)據(jù)庫。

2嵌入式移動數(shù)據(jù)庫的體系布局及其主要特點

2.1體系布局

在傳統(tǒng)的分布式計算系統(tǒng)中，各個計算節(jié)點之間是通過固定網(wǎng)絡連接并保持網(wǎng)絡的持續(xù)連接性的，而移動計算系統(tǒng)變更了這種假設條件。移動計算系統(tǒng)是固定節(jié)點和移動節(jié)點構成的分布計算系統(tǒng)。

移動計算的網(wǎng)絡環(huán)境具有鮮明的特點：移動性、斷接性、帶寬多樣性、可伸縮性、弱穩(wěn)當性、網(wǎng)絡通信的非對稱性、電源才能的局限性等。移動環(huán)境中的分布式數(shù)據(jù)庫就是移動數(shù)據(jù)庫。它是傳統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的擴展，可以看作客戶與固定服務器節(jié)點動態(tài)連接的分布式系統(tǒng)。移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系布局如圖1所示。

其中，移動客戶機MC包括便攜式電腦、PDA等;MSS支持移動計算的固定節(jié)點，具有無線通信接口;FH沒有無線通信接口，安裝有數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。

2.2主要特點

移動數(shù)據(jù)庫的計算環(huán)境是傳統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫的擴展，它可以看作客戶端與固定服務器節(jié)點動態(tài)連接的分布式系統(tǒng)。因此移動計算環(huán)境中的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是一種動態(tài)分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。由于移動數(shù)據(jù)庫在移動計算的環(huán)境下應用在嵌入型操作系統(tǒng)之上，所以它具有：微小內(nèi)核布局、對標準SQL的支持、事務管理功能、完善的數(shù)據(jù)同步機制、支持多種連接協(xié)議、完備的數(shù)據(jù)庫管理功能和支持多種嵌入型操作系統(tǒng)的特點和功能需求。在移動數(shù)據(jù)庫中還需要考慮諸多傳統(tǒng)計算環(huán)境下不需要考慮的問題，如對斷接操作的支持、對位置相關查詢的支持、對查詢優(yōu)化的特殊考慮以及對提高有限資源的利用率和對系統(tǒng)效率的考慮等等。為了有效地解決上述問題，諸如復制與緩存技術、移動事務處理、數(shù)據(jù)播送技術、移動查詢處理與查詢優(yōu)化、位置相關的數(shù)據(jù)處理及查詢技術、移動發(fā)布技術等技術仍在不斷的進展和完善，它們會進一步促進移動數(shù)據(jù)庫技術的進展。

3嵌入式移動數(shù)據(jù)庫的關鍵技術

移動數(shù)據(jù)庫涉及的理論和技術含蓋了當今通信、計算機和嵌入式系統(tǒng)的最新成果，其中在移動環(huán)境下如何舉行數(shù)據(jù)管理是實現(xiàn)移動數(shù)據(jù)庫的關鍵。根據(jù)目前國際有關機構研究的研究說明這些關鍵技術主要集中在以下幾個方面。

3.1數(shù)據(jù)復制與緩存

復制是在多個移動節(jié)點上維護數(shù)據(jù)的備份，包括服務器之間的復制和移動計算機上保存數(shù)據(jù)庫的復制。一般前者稱為復制后者稱為緩存。復制的主要目的是提高分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的可用性、穩(wěn)當性和訪問性能。首要的問題是如何維護多個復制節(jié)點上數(shù)據(jù)狀態(tài)的一致性。按照維護復制一致性的方式來劃分，現(xiàn)有的復制協(xié)議可以分為嚴格一致協(xié)議和弱一致協(xié)議兩種。嚴格一致協(xié)議要求任何時刻全體數(shù)據(jù)庫的復制都是一致的;而弱一致協(xié)議允許各個復制之間存在暫時的不一致，但這種不一致總能夠保持在確定的界限之內(nèi)，而且總是能夠趨于一致。目前，針對移動計算特點開展數(shù)據(jù)復制/緩存技術的研究最具代表性的是：J.Gray的兩級復制機制、CODA系統(tǒng)以及緩存失效報告播送技術等，另外，SYBASE公司的移動數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品SQLANYWHERE和SQLREMOTE也采用該技術來支持移動計算環(huán)境。

3.2數(shù)據(jù)播送

通俗地講，數(shù)據(jù)播送是指在移動計算環(huán)境中，利用客戶機與服務器通信的不對稱性，以周期性播送的形式向客戶機發(fā)送數(shù)據(jù)。其最大的優(yōu)點是，播送開銷不憑借移動用戶數(shù)量的變化而變化，借助數(shù)據(jù)播送，可以在確定程度上解決移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的斷接問題。數(shù)據(jù)播送的研究可分為服務器和客戶機兩個方面：服務