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、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（Optimistic replication 或 Lazy replication）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。

2.高效的事务处理

移动事务处理要解决在移动环境中频繁的、可预见的、拆连情况下的事务处理。为了保证活动事务的顺利完成，必须设计和实现新的事务管理策略和算法，方法如下：

根据网络连接情况来确定事务处理的优先级，网络连接速度高的事务请求优先处理。

根据操作时间来确定事务是否迁移，即长时间的事务操作将全部迁移到服务器上执行，无需保证网络的一直畅通。

（二）嵌入式移动数据库应用

目前，嵌入式移动数据库有两种应用，可划分为水平应用和垂直应用。所谓水平应用，是指应用方案能够用于多种不同行业，只需要极少的定制工作；而垂直应用则针对特定行业的应用，数据处理具有独特性。与水平应用相比，垂直型应用具有明显的行业特殊性，不同领域的应用之间差别较大，结果表示和服务器数据库的管理也有很大不同。主要涉及保险、银行业、航班信息、政府部门等具体的行业领域。

三、嵌入式移动数据库管理系统（EMDBMS）的特性

（一）嵌入式移动数据库管理系统的功能需求

移动计算环境中的数据库管理系统，是一种动态分布式数据库管理系统。由于嵌入式移动数据库管理系统运行在移动计算的环境之下，应用于嵌入式操作系统之上，所以它有自己的功能需求。

（二）嵌入式移动数据库管理系统的特点

基于以上分析不难得出嵌入式移动数据库的管理系统应具有如下特点：

（1）提供多种数据同步方式。具有上载同步、下载同步和完全同步三种同步方式。

（2）具有完善的冲突检测机制，和灵活的冲突解决方案，具有冲突日志记录功能。企业级应用中冲突是不可避免的，不同的数据库系统认为冲突发生的位置是不一样的。解决冲突的规则可以是系统预定义的也可以是用户自定义的。

（3）支持快速同步。系统同步时，只传递变化的数据，即增量上下载，节省了大量的同步时间。

四、嵌入式移动数据库的数据管理模式

数据管理模式

嵌入式数据库的应用分为个人应用和企业级应用。在个人应用中，与外界较少交换数据，而且不必考虑多个数据库的数据一致性。在企业级应用中，嵌入式数据库要与企业级数据库交换数据，构成分布式数据库系统，支持复杂的业务活动。

在数据库三级应用模式中，EMDB系统一般采用EMDB+同步/复制服务器+企业级DB，如我们见到的IBM提供的嵌入式设备和移动企业级应用解决方案就是由3部分组成：DB2 Everyplace 嵌入式数据库、DB2 Everyplace Sync Server和Universal Database企业级数据库。在此模式中，EMDBS由移动设备中的EMDBMS和固定节点上的同步/复制服务器这两部分构成。这种方案的指导思想是将DBMS的功能分解，简化移动设备中的功能，进而减少对移动设备资源的需求。

五、嵌入式移动数据库的系统结构

（一）数据库服务器DBSVR (Database Server)

可以是大型数据库系统, 如: Oracle, Sybase, DB2,SQL Server, 一般为固定结点。每个DBSVR 上维护本地数据库的一个完整的副本, 服务器之间由可靠的高速互联网连接在一起, 构成一个传统意义上的分布数据库系统。

典型嵌入式移动数据库的系统结构

（二）移动支持结点MSS (Mobile Support Station )

进行分布式事务处理, 控制EMDB和DBSVR之间的数据交换并支持一个无线单元(cell),具有无线联网能力和同步功能,MSS也位于高速网络中。服务器可以与MSS为同一台机器。

（三）位置服务器LS(Location Server)

（四）可信部分

由固定网络以及网络上的固定主机组成, 固定主机分为两类: 一类是不带无线通讯的主机, 如DSSVR 和LS; 另一类是带有无线通讯接口MSS。

六、结束语

现在，世界已经进入了后PC机时代。信息电器如个人数字助理、web可视电话、移动电话的GPS或W-CDMA产品、TV机顶盒、电视会议机、数码相机等嵌入式设备已经在人们生活中广泛应用。相信随着科技的发展，嵌入式移动数据库技术也必将给人们的生活带来更大的方便和改变。

参考文献：

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