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[摘要]研究了嵌入式移动数据库的应用现状，分析移动数据库应用的关键技术，并指出其发展前景。
[关键词]移动计算 嵌入式移动数据库 事物处理
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)0520017－01
一、嵌入式移动数据库的应用现状
目前基于嵌入式数据库应用的市场需求已经加速发展，应用需求多种多样，计算平台也是各有特色。嵌入式移动数据库极为引人注目的特征就是无处不在，满足人们随时随地存取任意数据信息的愿望。
二、移动计算与嵌入式移动数据库
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。移动计算环境比传统的计算环境更为复杂和灵活。
相应地，传统的PC机要做到移动，同时在苛刻的环境下实现良好的运作也是不可能的。此时，嵌入式很好地满足了移动计算对移动客户端计算的要求。三者从这一点上结合就产生了当今数据库的一个新的发展空间：嵌入式移动数据库技术。移动数据库是指支持移动计算环境的分布式数据库，由于移动数据库系统运行在各种诸如掌上电脑、PDA、车载设备等智能型嵌入设备或移动设备上，涉及数据库技术、分布式计算技术以及移动通讯技术等多个学科领域，因此称它为嵌入式移动数据库系统，简称为移动数据库（EMDBS）。
三、嵌入式移动数据库的特点
移动数据库的计算环境是传统分布式数据库的扩展，它可以被视为客户端与固定服务器节点动态连接的分布式系统。因此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。
由于移动数据库在移动计算的环境下应用在嵌入型操作系统之上，所以它具有微小内核结构、对标准SQL的支持、事务管理功能、完善的数据同步机制、支持多种连接协议、完备的数据库管理功能和支持多种嵌入型操作系统的特点和功能需求。
在移动数据库中还需要考虑诸多传统计算环境下不需要考虑的问题，如对断接操作的支持、对位置相关查询的支持、对查询优化的特殊考虑以及对提高有限资源的利用率和对系统效率的考虑等等。为了有效地解决上述问题，诸如复制与缓存技术、移动事务处理、数据广播技术、移动查询处理与查询优化、位置相关的数据处理及查询技术、移动信息发布技术等技术仍在不断地发展和完善，它们会进一步促进移动数据库技术的发展。
四、嵌入式移动数据库的关键技术
由于移动设备的资源限制，它一般和应用系统集成在一起，作为整个应用系统的前端而存在，而它所管理的数据集可能是后端服务器中数据集的子集或子集的副本。嵌入式移动数据库系统必须完善解决下面各项关键问题中的技术：
（一）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他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。
（二）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。
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；根据数据量的大小来确定事务是上载执行还是下载数据副本执行后上载；事务处理过程中，网络断接处理时采用服务器发现机制还是采用客户端声明机制；事务移动（如：位置相关查询）过程中的用户位置属性的实时更新；完善的日志记录策略。
（三）数据的安全性。嵌入式设备上的数据库系统对存取权限的控制较严格。同时，许多嵌入式设备具有较高的移动性、便携性和非固定的工作环境，也带来潜在的不安全因素。同时某些数据的个人隐私性又很高，因此在防止碰撞、磁场干扰、遗失、盗窃等对个人数据安全的威胁上需要提供充分的安全性保证。保证数据安全的主要措施是：第一，对移动终端进行认证，防止非法终端的欺骗性接人；第二，对无线通信进行加密，防止数据信息泄漏；第三，对下载的数据副本加密存储，以防移动终端物理丢失后的数据泄密。
五、嵌入式移动数据库的实现技术
虽然移动设备的资源存在各种限制，但系统硬件提供的计算能力在不断提高，在实现嵌入式移动数据库系统或数据库管理器的过程中将涉及以下一些技术：内核微小化。只有充分小的内核系统才能够充分适应硬件的能力；接口简明实用。EMDBMS和应用一体，必须提供支持应用开发的接口；JAVA技术。目前在很多智能手机上有基于Java的开发应用，应该考虑Java或类似支持；有效的系统处理优化。在硬件存在较强限制的情况下，EDBMS必需实现某些查询优化技术，如使用简单索引等。
六、嵌入式移动数据库的应用前景
移动数据库技术的许多特性都与信息时代的不断进步的需求相吻合，有着广阔的发展空间。
（一）嵌入式移动数据库为导游服务行业提供便利。随着嵌入式移动数据库及其同步服务器技术的提高，将能实现嵌入式数据库的智能导游服务系统，可规划旅行路线、下载景点信息及语言到导游设备中。
（二）嵌入式移动数据库在物流领域将占据主导作用。物流的信息化在未来的物流发展中将发挥日益重要的作用，因为及时准确的信息有利于协调生产、销售、运输、存储等业务的展开，有利于降低库存，节约在途资金等。
（三）嵌入式移动数据库为移动银行奠定技术基础。移动银行可以使客户在异地对自己的帐务进行实时查询、交易，方便、省时，降低成本，同时安全可靠，机动灵活。
（四）嵌入式移动数据库成为翻译软件的载体。此外，在未来的军事、航空、国土资源管理、移动医疗等领域嵌入式数据库系统将发挥重要作用。随着移动计算、普遍化计算向现实生活的迈进，各种嵌入设备或移动设备将成为人民生活中不可或缺的一部分，那时的嵌入式数据库技术将使得数据库成为无处不在的数据库。
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，2OO0（10）：47．
[2]王珊、丁治明，移动计算中的移动数据库[N]．微电脑世界，20010825．
[3]张孝、王珊、杜小勇，嵌入式数据库处处留芳香[N]．中国计算机报，20010813．
[关键词]移动计算 嵌入式移动数据库 事物处理
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)0520017－01
一、嵌入式移动数据库的应用现状
目前基于嵌入式数据库应用的市场需求已经加速发展，应用需求多种多样，计算平台也是各有特色。嵌入式移动数据库极为引人注目的特征就是无处不在，满足人们随时随地存取任意数据信息的愿望。
二、移动计算与嵌入式移动数据库
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。移动计算环境比传统的计算环境更为复杂和灵活。
相应地，传统的PC机要做到移动，同时在苛刻的环境下实现良好的运作也是不可能的。此时，嵌入式很好地满足了移动计算对移动客户端计算的要求。三者从这一点上结合就产生了当今数据库的一个新的发展空间：嵌入式移动数据库技术。移动数据库是指支持移动计算环境的分布式数据库，由于移动数据库系统运行在各种诸如掌上电脑、PDA、车载设备等智能型嵌入设备或移动设备上，涉及数据库技术、分布式计算技术以及移动通讯技术等多个学科领域，因此称它为嵌入式移动数据库系统，简称为移动数据库（EMDBS）。
三、嵌入式移动数据库的特点
移动数据库的计算环境是传统分布式数据库的扩展，它可以被视为客户端与固定服务器节点动态连接的分布式系统。因此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。
由于移动数据库在移动计算的环境下应用在嵌入型操作系统之上，所以它具有微小内核结构、对标准SQL的支持、事务管理功能、完善的数据同步机制、支持多种连接协议、完备的数据库管理功能和支持多种嵌入型操作系统的特点和功能需求。
在移动数据库中还需要考虑诸多传统计算环境下不需要考虑的问题，如对断接操作的支持、对位置相关查询的支持、对查询优化的特殊考虑以及对提高有限资源的利用率和对系统效率的考虑等等。为了有效地解决上述问题，诸如复制与缓存技术、移动事务处理、数据广播技术、移动查询处理与查询优化、位置相关的数据处理及查询技术、移动信息发布技术等技术仍在不断地发展和完善，它们会进一步促进移动数据库技术的发展。
四、嵌入式移动数据库的关键技术
由于移动设备的资源限制，它一般和应用系统集成在一起，作为整个应用系统的前端而存在，而它所管理的数据集可能是后端服务器中数据集的子集或子集的副本。嵌入式移动数据库系统必须完善解决下面各项关键问题中的技术：
（一）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他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。
（二）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。
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；根据数据量的大小来确定事务是上载执行还是下载数据副本执行后上载；事务处理过程中，网络断接处理时采用服务器发现机制还是采用客户端声明机制；事务移动（如：位置相关查询）过程中的用户位置属性的实时更新；完善的日志记录策略。
（三）数据的安全性。嵌入式设备上的数据库系统对存取权限的控制较严格。同时，许多嵌入式设备具有较高的移动性、便携性和非固定的工作环境，也带来潜在的不安全因素。同时某些数据的个人隐私性又很高，因此在防止碰撞、磁场干扰、遗失、盗窃等对个人数据安全的威胁上需要提供充分的安全性保证。保证数据安全的主要措施是：第一，对移动终端进行认证，防止非法终端的欺骗性接人；第二，对无线通信进行加密，防止数据信息泄漏；第三，对下载的数据副本加密存储，以防移动终端物理丢失后的数据泄密。
五、嵌入式移动数据库的实现技术
虽然移动设备的资源存在各种限制，但系统硬件提供的计算能力在不断提高，在实现嵌入式移动数据库系统或数据库管理器的过程中将涉及以下一些技术：内核微小化。只有充分小的内核系统才能够充分适应硬件的能力；接口简明实用。EMDBMS和应用一体，必须提供支持应用开发的接口；JAVA技术。目前在很多智能手机上有基于Java的开发应用，应该考虑Java或类似支持；有效的系统处理优化。在硬件存在较强限制的情况下，EDBMS必需实现某些查询优化技术，如使用简单索引等。
六、嵌入式移动数据库的应用前景
移动数据库技术的许多特性都与信息时代的不断进步的需求相吻合，有着广阔的发展空间。
（一）嵌入式移动数据库为导游服务行业提供便利。随着嵌入式移动数据库及其同步服务器技术的提高，将能实现嵌入式数据库的智能导游服务系统，可规划旅行路线、下载景点信息及语言到导游设备中。
（二）嵌入式移动数据库在物流领域将占据主导作用。物流的信息化在未来的物流发展中将发挥日益重要的作用，因为及时准确的信息有利于协调生产、销售、运输、存储等业务的展开，有利于降低库存，节约在途资金等。
（三）嵌入式移动数据库为移动银行奠定技术基础。移动银行可以使客户在异地对自己的帐务进行实时查询、交易，方便、省时，降低成本，同时安全可靠，机动灵活。
（四）嵌入式移动数据库成为翻译软件的载体。此外，在未来的军事、航空、国土资源管理、移动医疗等领域嵌入式数据库系统将发挥重要作用。随着移动计算、普遍化计算向现实生活的迈进，各种嵌入设备或移动设备将成为人民生活中不可或缺的一部分，那时的嵌入式数据库技术将使得数据库成为无处不在的数据库。
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，2OO0（10）：47．
[2]王珊、丁治明，移动计算中的移动数据库[N]．微电脑世界，20010825．
[3]张孝、王珊、杜小勇，嵌入式数据库处处留芳香[N]．中国计算机报，20010813．