一个移动计算环境中基于嵌入式数据库模型的研究

深入剖析嵌入式移动数据库摘要：伴着经济的快速发展，嵌入式技术已在人们生活中得到广泛应用；移动计算更是给人们的生活带来了极大的方便。

有移动计算技术推动发展的新的数据库技术让人耳目一新。

嵌入式移动数据库技术因此产生。

主要论述了嵌入式移动数据库的特点及应用，嵌入式移动数据库管理系统（emdb）的功能需求及特点，嵌入式移动数据库的系统结构。

关键词：嵌入式；移动计算；嵌入式移动数据库；emdb ；系统结构；一、引言随着移动计算技术的发展，移动数据库逐步走向应用，在嵌入式操作系统中加入移动数据库，也越来越显示出其重要性。

（一）嵌入式系统嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。

它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。

（二）移动计算移动计算是一种新型的技术，它使得计算机或其它信息设备，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。

移动计算环境比传统的计算环境更为复杂和灵活。

二、嵌入式移动数据库的特点及其应用（一）嵌入式移动数据库特点嵌入式移动数据库在实际应用中必须解决好数据的一致性（复制性）、高效的事务处理、数据的安全性等问题。

1.数据的一致性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。

为了支持用户在弱环境下对数据库的操作，现在普遍采用乐观复制方法（optimisticreplication或lazyreplication）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它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。

浅析嵌入式移动数据库的应用作者：菅国强来源：《赤峰学院学报·自然科学版》 2013年第4期菅国强（延安大学西安创新学院，陕西西安 710100）摘要：随着科学技术的不断发展，嵌入式移动数据库的使用也越来越广泛.本文对嵌入式移动数据库的发展及使用做出了基本的探讨，同时也对嵌入式移动数据库的技术和特征，以及它的使用现状和发展前景也做出了相应的论述，为嵌入式移动数据库的应用发展方向提供了一定的现实意义.关键词：嵌入式移动数据库；数据库服务器；数据传输中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1673-260X（2013）02-0028-021 引言近年来，随着互联网和移动通信技术的不断发展，使得移动计算技术得到了人们的熟知及认可，移动计算技术打破了传统访问网络信息的时间和地域限制，使人们无论何时何地对自己所需的信息进行搜索成为可能.数据库技术使随着计算机和互联网的不断发展而发展的，它的发展总是需要互联网的发展来引导.移动计算作为一种新兴的技术，它的作用是使计算机和其他设备可随意进行数据传送，大大提高了数据传输的效率和方便性.嵌入式移动数据库的名称的由来是因为移动数据库大多需要依靠插入手机、掌上电脑等移动终端来发挥自己的用处.移动数据库作为一个支持移动计算模式的管理系统，是移动应用的前端，所以它可能只是作为后端数据库的一个副本而存在.[1]移动计算的环境更加灵活和复杂，所以也更能适应网络传输的高要求.所以，移动数据库将为我国信息传递以及移动计算等技术的发展带来较大变革.2 嵌入式移动数据库的应用环境和目标2.1 嵌入式移动数据库的应用环境移动数据库与传统数据库相比具有很多新的特点.移动数据库具有移动性，可以在通讯单元之间随意移动，并且一直保持数据传输连接.同时我们可以通过移动数据库来了解周边的相关天气以及交通等信息，所以在不同的位置进行数据传输，会得出不同的结果.所以移动数据库能够很好地解决通过位置转换带来的地区资源数据传输问题.同时，传统的数据传输需要与网络保持较长时间的连接，与传统数据传输不同的是，移动数据传输无需与网络进行长时间的连接也可以很好地进行工作，所以网络可以被主动或者被动的断开，但是所做的工作不会因为网络的断开而丢失.由于时间和地点的改变，附近的网络条件发生不断变化，对于这种状况，移动数据库可以根据网络条件的变化而采取不同的连接方式来优化资源的配置，与网络条件相适应.当然，移动数据库也有相应的不足.由于移动数据库具有庞大的用户数量和使用规模，所以采取一般方法进行处理可能会使处理效率较为低下.而由于移动技术为远程发送信息提供了可能，同时也会带来一系列的安全问题.移动数据的其他使用者可能可以据此知道你的一些相关信息，造成移动机器失窃等不安全行为的发生，所以随着移动数据传输的不断发展和使用，需要建立一个安全平台来为移动数据库的使用提供保障.处于移动设备的电量、存储能力等方面的限制，为了使移动数据库更加贴合人们的使用实际，应该对数据处理及存储等方面进行优化，以保证移动数据库的正常使用及运行.[2]2.2 嵌入式移动数据库的目标展望为了使移动数据库的使用更加快捷方便，未来还有许多地方需要进行改进和完善.我们还需要提高移动数据库的实用性和稳定性，使用户能获得更流畅的体验；同时要加大单位时间内可接入的用户数量，为移动数据库使用范围的扩大打下基础，满足更多用户的需求；在无法进行网络连接的情况下让原有用户进行访问数据库以及更新活动；另外要增强系统的可控性，在满足用户同时处理多个事务的需求的同时保持移动数据库的稳定运行.3 嵌入式移动数据库的基本特征3.1 可伸缩性由于各种应用的复杂多变，每个应用的操作平台以及数据规模大小都不尽相同，移动数据库要想同时满足各种应用需求，必须具备可伸缩性，根据应用的需求来决定数据库功能的使用.嵌入式移动数据库一般比较小，远远小于大型企业的数据库，满足不了它的需求，对于此种问题，移动数据库可以对大型企业的数据库进行一些精简，省去一些不必要的非核心程序，从而有效地降低空间需求；同时还可以对数据记录、数据表等数据结构的大小进行限制来对磁盘的空间进行压缩.[3]3.2 无人管理由于嵌入式移动数据库的移动性，一般都在移动的环境里使用，相关技术人员无法对其进行管理，但是在其未被使用时需要保证它的顺利运行，所以应该由系统的自主调试来保证数据库的运行.3.3 互相操作前端的嵌入式数据库需要和后端的大型服务器互相进行数据传输和通信，才能够保持操作的一致性.3.4 可移植性要保证嵌入式移动数据库要能够同时在嵌入式操作系统和手持装置上顺利运行，这就是嵌入式移动数据库的可移植性.4 嵌入式移动数据库的结构体系传统的计算系统对网络连接的固定性要求很高，移动计算系统与其不同的是具有移动性和断接性，即并不要求网络一直连接，但与此同时它还具备较弱的可靠性以及移动设备的局限性.移动数据库系统设备包括掌上电脑、手机等.4.1 数据库服务器数据库服务器可以当做大型的数据库系统，系统的结点一般都是固定的.由于每个服务器之间由高速互联网进行串联，然后每个服务器上又具有完整的数据库副本，二者一起构成了分布数据库系统.4.2 移动支持结点移动支持节点用来进行事务处理并实现数据库服务器和终端之间的数据交换，由于移动支持结点位于高速网络中，而且可以进行数据同步，所以数据库服务器和移动支持结点可以再同一台机器上得以实现.4.3 移动客户机移动客户机相对于传统的电脑灯设备来说，存储能力非常有限.并且移动客户机可以通过任意的无线网络保存数据库的副本，然后通过移动数据库对数据进行相关处理.5 嵌入式移动数据库的应用技术5.1 复制和缓存复制性嵌入式数据库一般通过对数据的上载、下载或二者混合使用的方式传输到数据库的服务器中，从而满足人们的移动使用需求.移动数据库有一个明显的缺点，就是服务器与终端移动设备之间的连接较弱，导致了在移动设备使用中出现延迟时间长、稳定性差等问题.为了解决这个问题，我们通常采用的是允许用户对之前操作过的本地数据副本进行复制，以保证在网络再次连接之后能够继续进行之前的操作.这样的方法是通过对冲突的协调来实现数据恢复的.完美运行的嵌入式移动数据库必须满足可伸缩性和移动性等目标，所以嵌入式移动数据库应该进行不同步的复制，也就是上面说到的在网络重连之后能够进行继续操作.假设数据库系统由固定网络的结点和移动网络的结点两部分组成，那么将两个结点都进行复制.[4]网络断开连接时，MC对本地的事务进行处理，当网络重新连接时，将本地已经处理好的事务进行提交，这样就可以很好地保证本地数据库和移动数据库的数据相一致.5.2 优化与处理移动数据库能够根据网络条件对可用时间进行延长，同时减小能量的消耗，对当前的查询策略进行优化.而事务处理技术则是结合移动设备的特点以及环境特征来对事务的处理进行有效控制.在事务处理中首先要解决的就是在复杂的环境下导致网络进行自主断开等问题.所以要很好地进行事务处理，需要对事务处理的策略进行设计.首先要根据网络情况来决定哪些事务需要优先处理.对于网络连接较为顺利的事务应当进行优先处理；其次需要对网络的需求进行判断，如果事务在处理过程中已经全部转移到服务器上，则可以对网络策略进行相应调整；然后要根据事务处理量的大小来决定是直接上载还是通过下载副本的程序之后再进行上载；最后需要做好的是网络断开连接时的机制选择、日志记录策略的使用以及对用户移动的位置进行不断地更新和调整.为了保证事务处理的时效性，嵌入式数据库应该对终端的实时请求进行考虑，如果等待处理的时间过长，会导致请求失效等后果.所以在进行事务处理时，除了保证准确性意外，时效性也是非常重要的环节.[5]事务处理是嵌入式移动数据库的技术核心，它可以用来维护服务器数据的一致性，并且使多个用户同时并发访问成为可能.所以对应结合移动事务本身的特点，对环境的改变和用户的移动设备断开连接的问题做好充分的准备.对于移动设备易断开连接的问题，绝大部分的移动事务都对移动设备在断开连接情况下的阻塞执行实行了开放政策，并采用相关的恢复和提交支持机制.5.3 安全技术嵌入式移动设备是数据处理的一项关键设备，所以要实施良好的安全保障措施，移动数据库应该对系统的存储权限进行严格的控制.由于移动设备使用环境具有不固定性，因此数据丢失的风险很大，对系统权限的严格控制可以较好地防止数据丢失等事件的发生.可以根据个人设备安全的需要采取合适的措施保障设备安全性，一般可采取以下几种措施：首先是终端的认证程序，终端认证程序可以在有可能的危险出现时对用户进行认证，从而避免意外的发生；其次可以对无线数据传输进行加密，从而对系统安全又加了一道安全保障；另外还可以对下载的数据也实施加密，才能有效保证移动数据库的安全性.6 结束语本文对嵌入式移动数据库的特征和优势进行了分析，同时对移动数据库的应用做出了探讨，对移动数据库的未来进行了展望.嵌入式移动数据库的应用支撑了互联网的发展，并且给我们的生活带来了极大地便利.由于目前嵌入式移动数据库的研究还属于初级阶段，移动数据库技术还有广阔的发展空间和应用前景.移动互联技术可用于加工制造、医药卫生等多个行业及领域.信息及通信技术的不断发展和进步，以及人们对信息化的要求不断增加，对嵌入式移动数据库的研究与使用将会为科技及社会的进步带来巨大的价值.本文也会为嵌入式移动数据库技术的发展提供一定的参考价值.参考文献：〔1〕李东，曹忠升，冯玉才，等.移动数据库技术研究综述[J].计算机应用研究，2010(10):4-7.〔2〕王珊，丁治明，张孝.移动数据库及应用[J].计算机应用,2009,20(9):1-4.〔3〕王洪海，潘朝华.内存数据库的数据结构分析[J].现代电子技术，2008(3)：96-98.〔4〕林高德，周书民.嵌入式移动数据库的关键技术[J].现代计算机，2008,24(3)：75-77.〔5〕吴婷婷，周兴铭.基于语义缓存的移动动查询导出[J].计算机学报，2008,25(10)：1104-1110.。

嵌入式移动数据库应用分析摘要:本文对嵌入式移动数据库的概念、结构、特点、技术、应用进行了详细介绍。

关键词:嵌入式移动数据库1 嵌入式系统简介1.1 嵌入式系统的产生嵌入式系统诞生于微型机时代,经过微型计算机的嵌入式专用化的短暂探索后,便进入到嵌入式系统独立的微控制器发展时代。

直接在嵌入式处理器与外围集成电路技术基础上发展的带处理器内核的单片机,即微控制器的智能化电子系统。

即便有处理器内核,也是嵌入式处理器而非通用微处理器。

1.2 嵌入式移动数据库的定义从数据库技术的发展过程来看,计算环境和数据库技术基本保持着一种同步发展的态势,互相影响、互相促进。

移动计算的概念是对“任何时间、任何地点的立即通讯”的扩展。

在分布式计算的基础上,计算环境进一步扩展为包含各种移动设备、具有无线通信能力的服务网络,构成了一个新的计算环境,即移动计算环境。

相应地,数据库系统先后出现了集中式数据库系统、分布式数据库系统、b/a/s多层结构的数据库系统、嵌入式数据库和移动数据库。

当然,这些系统也可以共存在同一个计算环境中。

1.3 嵌入式系统的独立发展道路嵌入式系统的微控制器(mcu)发展道路,是一条摆脱“专用计算机”羁绊,独立发展的道路。

这是一条由intelmcs51单片机、idcx51实时多任务操作系统开辟的单片机独立发展的道路。

mcs51是一个在微电子学、集成电路基础上,按照嵌入式应用要求,原创的嵌入式处理器。

mcs51原创的体系结构、控制型的指令系统与布尔空间、外部总线方式、特殊功能寄存器(sfr)的管理模式,奠定了嵌入式系统的硬件结构基础;idcx51是专门与mcs51单片机配置,满足嵌入式应用要求原创的实时多任务操作系统。

2 嵌入式移动数据库的体系结构及其主要特点2.1 体系结构在传统的分布式计算系统中,各个计算节点之间是通过固定网络连接并保持网络的持续连接性的,而移动计算系统改变了这种假设条件。

移动计算系统是固定节点和移动节点构成的分布计算系统。