移动数据库若干关键技术探讨

摘要：移动数据库作为分布式数据库的延伸和扩展，拥有分布式数据库的诸多优点和独特的特性，能够满足未来人们访问信息的要求，具有广泛的应用前景。

关键词：移动数据库；移动事务处理；查询优化

中图分类号：TP392文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2012) 05-0000-02

一、引言

移动计算环境的出现，使得人们期待能够随时随地访问所需数据的愿望成为了可能。但是，计算平台的移动性、连接的频繁断接性、网络条件的多样性、网络通讯的非对称性、系统的高伸缩性和低可靠性以及电源能力的有限性等因素使得研究和开发移动计算环境下的数据库技术面临许多新的特点和挑战。因此，移动数据库技术的研究对于公共信息、实时数据采集、战场移动指挥等都具有重要意义和巨大的实用价值，应用前景广阔。

二、移动数据库概述

（一）移动数据库概念及特点

移动数据库是能够支持移动式计算环境的数据库，其数据在物理上分散而逻辑上集中。它涉及到数据库技术，分布式计算技术，移动通信技术等多个学科，与传统的数据库相比，移动数据库具有移动性，位置相关性，频繁的断接性，网络通讯的非对称性等特征。

（二）移动数据库与分布式数据库的区别

它们的差别主要在应用程序、事务处理、故障恢复、数据复制、查询处理、名字解析等方面。

（三）移动数据库分类

移动数据库系统可以看作是分布式数据库系统的扩展。一个移动数据库系统必然包含固定网络部分和移动单元，其中固定网络可能构成传统的分布式系统，进而认为移动数据库在一般意义上属于异构多数据库系统的范畴，但是也可以简单构建在分布式数据库上。

三、移动数据库关键技术

移动数据库涉及的理论和技术含盖了当今通信、计算机和嵌入式系统的最新成果，其中在移动环境下如何进行数据管理是实现移动数据库的关键。根据目前国际有关机构研究的研究表明这些关键技术主要集中在以下几个方面。

（一）数据复制与缓存

复制是在多个移动节点上维护数据的备份，包括服务器之间的复制和移动计算机上保存数据库的复制。一般前者称为复制后者称为缓存。复制的主要目的是提高分布式数据库系统的可用性、可靠性和访问性能。首要的问题是如何维护多个复制节点上数据状态的一致性。按照维护复制一致性的方式来划分，现有的复制协议可以分为严格一致协议和弱一致协议两种。严格一致协议要求任何时刻所有数据库的复制都是一致的；而弱一致协议允许各个复制之间存在暂时的不一致，但这种不一致总能够保持在一定的界限之内，而且总是能够趋于一致（收敛性）。

（二）数据广播

通俗地讲，数据广播是指在移动计算环境中，利用客户机与服务器通信的不对称性，以周期性广播的形式向客户机发送数据。其最大的优点是，广播开销不依赖移动用户数量的变化而变化，借助数据广播，可以在一定程度上解决移动数据库系统的断接问题。数据广播的研究可分为服务器和客户机两个方面：服务器主要考虑如何组织广播数据，即数据广播的调度；移动节点主要考虑如何利用本地缓存进一步减少查询广播数据的时间。在国内，长沙国防科技大学的周兴铭院士对数据广播进行了深入研究，提出了数据广播的多盘调度算法。衡量数据广播调度算法好坏的参数是访问时间和调谐时间。

（三）移动事务处理

事务处理是数据库管理系统的一个基本功能，主要用于维护数据的一致性，支持多用户的并发访问，使用户可以可靠地查询和更新数据库。一般来说，用户对数据库系统的访问都是通过事务来完成的。在传统的数据库系统中，一个事务由一系列读写操作组成。事务处理必须满足四个准则，即原子性、一致性、隔离性和永久性(简称ACID)。移动计算环境的特点，使传统数据库系统中的事务处理技术不能满足移动事务处理的要求。

总之，移动事务不同于传统事务，传统的ACID模型已不能很好地描述移动事务，需要为移动事务寻找更好的模型。维护数据的一致性和解决过区切换(handoff)问题是移动事务管理的重要任务。

四、移动数据库的应用

从整体上，移动数据库的应用可以分为垂直应用(Vertical Applications)和水平应用(Horizontal pplications)两大类。

（一）垂直应用

垂直应用指的是用户在已经确定好的信元内进行数据的相关操作，而对于该信元外的数据库用户则无法实现对数据的正常访问。因此，移动数据库的垂直应用通常具有明显的行业特殊性，当应用到不同的领域时会体现出较大的差异性，推广的难度也相对较大。

（二）水平应用

移动数据库的水平应用指的是能够将同一方案应用到不同的领域或行业，而基本不需要进行单独的订制，在应用时也不需要对核心技术进行特殊性的修改，只需对应用的前后端做适当的定制处理即可，这与垂直应用中的行业特殊性恰恰是相反的。因此，在移动数据库水平应用的具体实践中，不同的用户可以协同完成某项工作，能够一起对系统内的分布数据开展相关操作，所以对移动数据库的水平应用的市场前景非常看好，能够被快速应用和推广到不同的行业和领域。

（三）应用领域

移动数据库技术已经被广泛应用于很多各个行业和领域，得到了成功的应用。例如：

1.公共信息

可以预见在未来的信息社会中，将会有越来越多的移动用户需要访问各种各样的公共信息，例如：股票行情分析信息、天气预报信息、交通信息等。

2.移动商务

在商业领域，电子商务正在被“移动商务”(Mobile Comerce)所替代，“移动商务”己成为最新、最具前瞻性的焦点。以物流行业中的配送为例：传统的操作方式中，配送员的前端数据信息不能及时得和工作中心的数据信息进行交换。但在移动办公商务系统中，配送员可以利用手持设备访问EMI)B，查询需要的信息。这与分布式数据库技术的不同在于：移动计算机在联机或断接时，其查询或事务的处理方式是不同的；其次，尽管移动计算机上采用的缓存技术类似于分布式数据库的数据复制，但也提出了诸如断接时数据操作如何处理等许多新的课题。

3.位置相关查询

位置相关查询是移动计算应用中最常提及的例子，如：―个旅行者来到一个陌生的城市，需要了解有关旅店、餐馆等的信息。移动数据库与基于集中和分布式数据库的查询不同．上述查询的答案是和位置相关的。因为这些信息取决于用户所处的位置，所以同样一个问题在不同的时候得到的回答可能是不同的．

五、展望与结束语

移动数据库的应用使人们随时随地访问信息的愿望成为可能。移动数据库技术虽然得到了迅速的发展，但是一些自身的难题却制约了它的进一步发展，如移动数据库的安全问题，无线网络传输速率低、信号不稳定的问题，如果在这此问题上有所突破，移动数据库技术的应用将更加广泛。

参考文献：

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[作者简介]刘莉娜（1975-），女，内蒙呼和浩特人，包头轻工职业技术学院，本科，讲师，主要研究方向为计算机技术在教学中的应用。