獨家原創:嵌入式移動數據庫論文

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【摘要】隨著互聯網絡技術和無線通信技術的發展，嵌入式移動數據技術已在人們生活中得到廣泛應用，嵌入式移動數據庫技術已成為目前數據庫領域的一個新的研究。文中分析了嵌入式移動數據庫的體系結構，系統地闡述了嵌入式移動數據庫的關鍵技術，并完善了相應的解決方案。

【關鍵詞】嵌入式移動數據庫移動計算系統結構

嵌入式移動數據庫技術目前已經從研究領域向廣泛的應用領域發展，各種嵌入式移動數據庫產品紛紛涌現。尤其是對移動數據處理和管理需求的不斷提高，緊密結合各種智能設備的嵌入式移動數據庫技術已經得到了學術界、工業界、軍事領域、民用部門等各方面的重視，不斷實用化。隨著智能移動終端的普及，嵌入式移動數據庫技術目前已經從研究領域逐步走向廣泛的應用領域。

一、嵌入式移動數據庫的發展現狀

1、數據庫技術一直隨著計算的發展而不斷進步，隨著移動計算時代的到來，嵌入式操作系統對移動數據庫系統的需求為數據庫技術開辟了新的發展空間。嵌入式移動數據庫技術目前已經從研究領域逐步走向廣泛的應用領域。隨著智能移動終端的普及，人們對移動數據實時處理和管理要求的不斷提高，嵌入式移動數據庫越來越體現出其優越性，從而被學界和業界所重視。

2、移動計算是一種新型的技術，它使得計算機或其他信息設備在沒有與固定的物理連接設備相連的情況下能夠傳輸數據。移動計算的作用在于，將有用、準確、及時的信息與中央信息系統相互作用,分擔中央信息系統的計算壓力,使有用、準確、及時的信息能提供給在任何時間、任何地點需要它的任何用戶。所謂移動數據庫是指支持移動計算環境的分布式數據庫。由于移動數據庫系統通常應用在諸如掌上電腦、PDA、車載設備、移動電話等嵌入式設備中，因此，它又被稱為嵌入式移動數據庫系統。

3、移動計算環境比傳統的計算環境更為復雜和靈活。計算平臺的移動性、連接的頻繁斷接性、網絡條件的多樣性、網絡通訊的非對稱性、系統的高伸縮性和低可靠性以及電源能力的有限性等因素對移動數據庫的性能提出了相當高的要求。移動技術的發展必將對嵌入式移動數據庫的發展起強大的推動作用，同時嵌入式移動數據庫的發展也能促進移動計算的廣泛應用。

二、嵌入式移動數據庫的主要特點

嵌入式移動數據庫系統的核心是嵌入式微處理器。嵌入式微處理器一般就具備以下五個特點：

1、系統內核小。由于嵌入式移動數據庫系統一般是應用于小型電子裝置的，系統資源相對有限，所以內核較之傳統的操作系統要小得多。

2、專用性強。嵌入式移動數據庫系統的個性化很強，其中的軟件系統和硬件的結合非常緊密，一般要針對硬件進行系統的移植，即使在同一品牌、同一系列的產品中也需要根據系統硬件的變化和增減不斷進行修改。同時針對不同的任務，往往需要對系統進行較大更改，程序的編譯下載要和系統相結合，這種修改和通用軟件的“升級”是完全兩個概念。

3、為了提高執行速度和系統可靠性，嵌入式移動數據庫系統中的軟件一般都固化在存儲器芯片或單片機本身中，而不是存貯于磁盤等載體中。

4、高實時性的系統軟件(OS)是嵌入式移動數據庫軟件的基本要求。而且軟件要求固態存儲，以提高速度；軟件代碼要求高質量和高可靠性。

5、嵌入式系統中的軟件一般都固化在存儲器芯片或單片機中，而不是存貯于磁盤等載體中。由于嵌入式系統的運算速度和存儲容量仍然存在一定程度的限制，另外，由于大部分嵌入式系統必須具有較高的實時性，因此對程序的質量，特別是可靠性，有著較高的要求。系統中的軟件一般都固化在存儲器芯片或單片機中，而不是存貯于磁盤等載體中。由于嵌入式系統的運算速度和存儲容量仍然存在一定程度的限制，另外，由于大部分嵌入式系統必須具有較高的實時性，因此對程序的質量，特別是可靠性，有著較高的要求。

三、嵌入式移動數據庫的關鍵技術

嵌入式移動數據庫技術目前已經從研究領域向更廣泛的應用領域發展，隨著移動通信技術的進步和人們對移動數據處理和管理需求的不斷提高，與各種智能設備緊密結合的嵌入式移動數據庫技術已經得到了學術界、工業界、軍事領域、民用部門等各方面的重視。人們將發現，不久的將來嵌入式移動數據庫將無處不在。人們希望隨時隨地存取任意數據信息的愿望終將成為現實。

1、備份恢復。嵌入式數據庫的備份和恢復與大型DBMS管理數據庫不同，不能簡單以獨立的服務或類似形式進行，而要按照某種簡化方式完成。

2、數據復制與緩存技術。該技術是解決移動數據庫數接性的關鍵技術，在現有DBMS基礎上進行修補以適應移動計算也采用該技術。傳統的復制/緩存技術都是假設客戶機和服務器之間是經常保持連接的，并基于這個前提來維護一致性。這在移動計算中是不適用的。目前，針對移動計算特點開展數據復制/緩存技術的研究最具代表性的是：J.Gray的兩級復制機制、CODA系統以及緩存失效報告廣播技術等。另外，SYBASE公司的移動數據庫產品SQLANYWHERE和SQLREMOTE也采用該技術來支持移動計算環境。

3、事務處理。嵌入式數據庫系統中的事務處理在前端可以簡單化，但在整個應用系統中，可能需要結合移動計算環境的特征進行事務處理控制。

4、數據廣播。數據廣播的研究可分為服務器和客戶機兩個方面：服務器主要考慮如何組織廣播數據，即數據廣播的調度；移動節點主要考慮如何利用本地緩存進一步減少查詢廣播數據的時間。在國內，長沙國防科技大學的周興銘院士對數據廣播進行了深入研究，提出了數據廣播的多盤調度算法。

5、系統快速啟動。嵌入移動設備的系統可靠性和可用性，相對于固定主機而言一般相對偏低，因此發生系統故障的概率可能大大提高。因此，在這樣的計算環境或計算平臺上，必須保證系統在發生軟件糾錯不可實現的情況下，能夠通過硬件進行系統的快速啟動。由于移動設備的資源限制，嵌入式移動數據庫一般和應用系統集成在一起，作為整個應用系統的前端而存在，而它所管理的數據集可能是后端服務器中數據集的子集或子集的副本。

6、安全性。許多應用領域的嵌入式設備，是系統中數據管理或處理的關鍵設備，因此嵌入式設備上的數據庫系統，對存取權限的控制較嚴格。同時，許多嵌入式設備具有較高的移動性、便攜性和非固定的工作環境，也給嵌入式移動數據庫帶來了潛在的不安全因素。同時，某些數據的個人隱私性又很高，因此在防止碰撞、磁場干擾、遺失、盜竊等對個人數據安全的威脅上，還需要提供充分的安全性保證。

五、嵌入式移動數據庫的方向

信息時代,數字時代使得嵌入式產品獲得了巨大的發展契機,為嵌入式移動數據庫市場展現了美好的前景,同時也對嵌入式生產廠商提出了新的挑戰,從中我們可以看出未來嵌入式移動數據庫系統的幾大發展方向:

1、嵌入式移動數據庫開發是一項系統工程,因此要求嵌入式系統廠商不僅要提供嵌入式軟硬件系統本身,同時還需要提供強大的硬件開發工具和軟件包支持。目前很多廠商已經充分考慮到這一點,在主推系統的同時,將開發環境也作為重點推廣。比如三星在推廣Arm7,Arm9芯片的同時還提供開發板和版及支持包(BSP),而WindowCE在主推系統時也提供EmbeddedVC++作為開發工具,還有Vxworks的Tonado開發環境,DeltaOS的Limda編譯環境等等都是這一趨勢的典型體現。當然,這也是市場競爭的結果。

2、網絡化、信息化的要求隨著因特網技術的成熟、帶寬日益提高,使得以往單一功能的設備如電話、手機、冰箱、微波爐等功能不再單一,結構更加復雜。這就要求芯片設計廠商在芯片上集成更多的功能,為了滿足應用功能的升級,設計師們一方面采用更強大的嵌入式處理器如32位、64位RISC芯片或信號處理器DSP增強處理能力,同時增加功能接口,如USB,擴展總線類型,如CANBUS,加強對多媒體、圖形等的處理,逐步實施片上系統(SOC)的概念。軟件方面采用實時多任務編程技術和交叉開發工具技術來控制功能復雜性,簡化應用程序設計、保障軟件質量和縮短開發周期。

本文給出嵌入式移動數據庫的定義，描述了嵌入式移動數據庫的體系結構并簡單分析它的特點，然后詳細分析了嵌入式移動數據庫的關鍵技術。相信隨著科技的發展，嵌入式移動數據庫技術也必將給人們的生活帶來更大的方便和改變。（3300字）

參考文獻：

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