數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、B／A／S多層結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、嵌入式數(shù)據(jù)庫和移動數(shù)據(jù)庫技術(shù)，而嵌入式操作系統(tǒng)對移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的需求為數(shù)據(jù)庫技術(shù)開辟了新的發(fā)展空間。隨著移動計算技術(shù)的發(fā)展，移動數(shù)據(jù)庫逐步走向應(yīng)用，在嵌入式操作系統(tǒng)中加入移動數(shù)據(jù)庫．也越來越顯示出其重要性。

1 嵌入式移動數(shù)據(jù)庫的定義

    移動數(shù)據(jù)庫．是指支持移動計算環(huán)境的分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)，通常應(yīng)用在車載設(shè)備、PDA、移動電話等嵌入式設(shè)備中。

    數(shù)據(jù)庫技術(shù)一直在隨著計算機的發(fā)展而不斷進步。凡是有數(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)。移動計算也是對數(shù)據(jù)的處理，離開多數(shù)據(jù)的管理、處理。計算機就毫無意義。移動計算同時又強調(diào)其移動性，傳統(tǒng)的Pc機要做到移動，同時在苛刻的環(huán)境下做到良好的運作是不可能的，嵌入式很好地滿足了移動計算對移動客戶端計算的要求。三者結(jié)合產(chǎn)生了嵌入式移動數(shù)據(jù)庫。嵌入式移動數(shù)據(jù)庫介于嵌入式設(shè)備的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序之間，為需要數(shù)據(jù)庫功能的應(yīng)塒提供了支撐和驅(qū)動。

2 嵌入式移動數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)及其主要特點

    嵌入式移動數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)分為：數(shù)據(jù)庫服務(wù)器DBSVR，移動支持結(jié)點MSS，位置服務(wù)器LS，可信部分，移動客戶機MC，本地數(shù)據(jù)庫Rep和EMDB。

    嵌入式移動數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)具有6種主要特點：一是支持滿足可串性的并發(fā)事務(wù)執(zhí)行。二是可以在無線通信單元及單元之間自由移動，而且在移動的同時仍然保持通信連接；此外，應(yīng)用程序及數(shù)據(jù)查詢可能是與位置有關(guān)的．要求嵌入式移動數(shù)據(jù)庫能支持移動性．解決區(qū)切換問題，并實現(xiàn)位置相關(guān)的處理。三是允許移動計算機在和網(wǎng)絡(luò)斷接的情況下訪問和更新數(shù)據(jù)庫。四是與固定網(wǎng)絡(luò)之間會經(jīng)常處于主動或被動的斷接狀態(tài)。事務(wù)在斷接情況下仍然繼續(xù)運行�；蛘哌M入休眠狀態(tài)，不會因網(wǎng)絡(luò)斷接而撤銷。五是能提供充分的靈活性和適應(yīng)性，提供多種系統(tǒng)運行方式和資源優(yōu)化方式，以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)條件的變化。六是使系統(tǒng)總能收斂于一致狀態(tài)，從而避免出現(xiàn)混亂。

3 嵌入式移動數(shù)據(jù)庫的關(guān)鍵技術(shù)

    1)數(shù)據(jù)復(fù)制與緩存。復(fù)制是系統(tǒng)允許移動工作站在網(wǎng)絡(luò)斷接的情況下。在本地復(fù)制數(shù)據(jù)，進行讀寫操作。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)重新連接時，將本地修改的數(shù)據(jù)上傳到網(wǎng)絡(luò)上的固定主機．同時將固定主機副本上的修改數(shù)據(jù)下載到本地數(shù)據(jù)庫。嵌入式移動數(shù)據(jù)庫一般采用某種數(shù)據(jù)復(fù)制模式(上載、下載或混合方式)與服務(wù)器數(shù)據(jù)庫進行映射，滿足人們在任意地點、任意時刻訪問任意數(shù)據(jù)的需求嘲。

    緩存技術(shù)根本的設(shè)計目的是在Cache中可以存儲那些訪問頻度較高的數(shù)據(jù)項，使得系統(tǒng)能夠減少輸入輸出次數(shù)以及降低客戶端與服務(wù)器端的通信開銷．以更快的速度處理這些數(shù)據(jù)項，從而大幅度提高系統(tǒng)的整體性能。傳統(tǒng)的緩存替換方法有FIFO，Clock，GClock，LRD，F(xiàn)BR，LRU，2Q和PBRl3)。

    2)數(shù)據(jù)廣播。數(shù)據(jù)廣播是把許多移動單元都想獲取的熱點信息數(shù)據(jù)集中起來，按一定的策略以廣播的方式周期進行發(fā)送。這一技術(shù)不但滿足移動客戶機的數(shù)據(jù)請求需要，而且可滿足移動單元的數(shù)據(jù)刷新要求，可以使服務(wù)器支持大量的客戶機，并且大大節(jié)省通信開銷。數(shù)據(jù)廣播調(diào)度的研究被分為基于拉得方式和基于推得方式兩個領(lǐng)域。

    衡量數(shù)據(jù)廣播調(diào)度算法好壞的參數(shù)主要是訪問時間和調(diào)諧時間。訪問時間是指從移動客戶機提出數(shù)據(jù)訪問請求開始，到客戶機從數(shù)據(jù)廣播中得到結(jié)果為止所需的時間。訪問時間決定了移動用戶查詢的響應(yīng)時間。調(diào)諧時間是指在完成一個訪問請求期間，移動客戶機保持接聽廣播的總時間。調(diào)諧時間決定了移動客戶機的電源消耗。數(shù)據(jù)廣播的訪問時間和調(diào)諧時間進行優(yōu)化的廣播調(diào)度算法主要有平坦調(diào)度、傾斜調(diào)度、多盤調(diào)度3類。

    3)移動事務(wù)處理。移動事務(wù)處理主要是解決在移動環(huán)境中頻繁的、可預(yù)見的拆連情況下的事務(wù)處理。為了保證活動事務(wù)的順利完成。必須設(shè)計和實現(xiàn)新的事務(wù)管理策略和算法，包括如何根據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接情況來確定事務(wù)處理的優(yōu)先級．根據(jù)操作時間來確定事務(wù)是否遷移。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)行后上載嘲。網(wǎng)絡(luò)斷接處理時發(fā)現(xiàn)機制的采用方式．事務(wù)移動時位置相關(guān)查詢和日志記錄策略嗣。

    4)安全性。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)備上的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對存取權(quán)限的控制較嚴(yán)格。另外，許多嵌入式設(shè)備具有較高的移動性、便攜性和非固定的工作環(huán)境，也帶來潛在的不安全因素。另外，某些數(shù)據(jù)的個人隱私性又很高，因此在防止碰撞、磁場干擾、遺失、盜竊等對個人數(shù)據(jù)安全的威脅上需要提供充分的安全性保證。

4 現(xiàn)有主流移動數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品

    為了保證商品軟件的一致性和可用性．新的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)一般不走重新設(shè)計的方法．大多是在原有數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)產(chǎn)品的基礎(chǔ)上進行修改而成。

    1)OpenBASE Mini嵌入式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)通過微型化技術(shù)實現(xiàn)。目前開發(fā)的最小嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)為50 kB，具有完善的數(shù)據(jù)同步功能。提供了上／下載同步和完全(雙向)同步等多種方式，支持異構(gòu)數(shù)據(jù)源同步．能夠主動同步，支持多通信方式和協(xié)議支持。

    2)Sybase SQL Anywhere和SQL Remote采用數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)來支持移動計算。SQL Anywhere是一個具有完全事務(wù)處理能力的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。它需要的管理開銷較少，對物理資源要求低，因此可以應(yīng)用于任何計算機上。針對移動計算環(huán)境頻繁斷連的特點，SQL Remote采用基于事務(wù)日志的雙向數(shù)據(jù)復(fù)制；針對移動計算環(huán)境低帶寬的特點，SQL Re—mote采用基于消息的連接方式．只需要交換數(shù)據(jù)庫的更新部分即可，而不必交換整個數(shù)據(jù)庫。

5 嵌入式移動數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用方向

    1)基于GPS和GLS的應(yīng)用。這類應(yīng)用通過地球同步通信衛(wèi)星(GPS類)傳送地圖信息或位置信息，或者通過發(fā)射器的信號廣播(GLS類)來發(fā)送位置信息，各種位置信息、環(huán)境信息以及其他的輔助資料可以保留在嵌入式數(shù)據(jù)庫中。例如GIS系統(tǒng)通過獲取指定地點的地圖信息來指導(dǎo)工作．該系統(tǒng)可以應(yīng)用到自然資源和環(huán)境控制中。

    2)現(xiàn)場審計和檢查。移動用戶是具有一定審計、檢查、監(jiān)督等權(quán)利的檢查人員，在處理過程中要連接到受檢查者的信息數(shù)據(jù)庫，并進行必要的更新，同時更新被檢查者的嵌入式數(shù)據(jù)庫。

    3)數(shù)據(jù)庫信息存取。移動用戶通過前端嵌入式數(shù)據(jù)庫應(yīng)用工具．直接向網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器提交查詢，將檢索到的結(jié)果緩存或復(fù)制到嵌入式數(shù)據(jù)庫中，進行本地管理。這些前端工具可能進行一定的定制，后臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器也可能做一些修改。

    4)法律和公共安全。移動用戶的可移動性在案犯追捕中具有明顯的優(yōu)點。警務(wù)人員可在自己的移動設(shè)備的嵌入式數(shù)據(jù)庫中保留一定的案犯信息。并隨時檢索疑犯信息。

    5)零售業(yè)和分銷行業(yè)應(yīng)用。手工操作或固定的POS銷售．已經(jīng)發(fā)展為無線網(wǎng)絡(luò)中基于嵌入式數(shù)據(jù)庫的移動電子存單管理和無線POS系統(tǒng)。另外。支持無線Modem的移動自動售貨機可以支持信用卡支付，以無線通信方式實時進行注冊、驗證，完成交易處理。

    6)運輸業(yè)。使用移動計算技術(shù)可以降低送貨和裝貨的成本，通過GIS實現(xiàn)遠程監(jiān)控和規(guī)劃。運輸工具上安裝訂制的微型計算機，可以接人所在地區(qū)的服務(wù)器，并在計算機中保存交通信息數(shù)據(jù)庫來指導(dǎo)司機的決定。

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