- 相關(guān)推薦
淺談關(guān)于計算機移動(dòng)數據庫的應用分析
[論文關(guān)鍵詞]嵌入式系統 移動(dòng)數據庫 移動(dòng)計算 事務(wù)處理
[論文摘要]隨著(zhù)移動(dòng)計算技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)數據庫逐步走向應用，在嵌入式操作系統中移動(dòng)數據庫更顯示出其優(yōu)越性。分析移動(dòng)數據庫的特點(diǎn)、體系結構；介紹移動(dòng)數據庫系統中的一些關(guān)鍵性技術(shù)，并指出了移動(dòng)數據庫應用方向。
一、嵌入式移動(dòng)數據庫的定義
從數據庫技術(shù)的發(fā)展過(guò)程來(lái)看，計算和數據庫技術(shù)基本保持著(zhù)一種同步發(fā)展的態(tài)勢，互相影響、互相促進(jìn)。移動(dòng)計算的概念是對“任何時(shí)間、任何地點(diǎn)的立即通訊”的擴展。在分布式計算的基礎上，計算環(huán)境進(jìn)一步擴展為包含各種移動(dòng)設備、具有無(wú)線(xiàn)能力的服務(wù)網(wǎng)絡(luò )，構成了一個(gè)新的計算環(huán)境，即移動(dòng)計算環(huán)境。相應地，數據庫系統先后出現了集中式數據庫系統、分布式數據庫系統、B/A/S多層結構的數據庫系統、嵌入式數據庫和移動(dòng)數據庫。當然，這些系統也可以共存在同一個(gè)計算環(huán)境中。
二、移動(dòng)數據庫的結構及其主要特點(diǎn)
�。ㄒ唬w系結構
在傳統的分布式計算系統中，各個(gè)計算節點(diǎn)之間是通過(guò)固定網(wǎng)絡(luò )連接并保持網(wǎng)絡(luò )的持續連接性的，而移動(dòng)計算系統改變了這種假設條件。移動(dòng)計算系統是固定節點(diǎn)和移動(dòng)節點(diǎn)構成的分布計算系統。
移動(dòng)計算的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境具有鮮明的特點(diǎn)：移動(dòng)性、斷接性、帶寬多樣性、可伸縮性、弱可靠性、網(wǎng)絡(luò )通信的非對稱(chēng)性、電源能力的局限性等。移動(dòng)環(huán)境中的分布式數據庫就是移動(dòng)數據庫。它是傳統分布式數據庫系統的擴展，可以看作客戶(hù)與固定服務(wù)器節點(diǎn)動(dòng)態(tài)連接的分布式系統。
�。ǘ┲饕攸c(diǎn)
移動(dòng)數據庫的計算環(huán)境是傳統分布式數據庫的擴展，它可以看作客戶(hù)端與固定服務(wù)器節點(diǎn)動(dòng)態(tài)連接的分布式系統。因此移動(dòng)計算環(huán)境中的數據庫系統是一種動(dòng)態(tài)分布式數據庫管理系統。由于移動(dòng)數據庫在移動(dòng)計算的環(huán)境下應用在嵌入型操作系統之上，所以它具有：微小內核結構、對標準SQL的支持、事務(wù)管理功能、完善的數據同步機制、支持多種連接協(xié)議、完備的數據庫管理功能和支持多種嵌入型操作系統的特點(diǎn)和功能需求。
三、移動(dòng)數據庫的關(guān)鍵技術(shù)
移動(dòng)數據庫涉及的理論和技術(shù)含蓋了當今通信、和嵌入式系統的最新成果，其中在移動(dòng)環(huán)境下如何進(jìn)行數據管理是實(shí)現移動(dòng)數據庫的關(guān)鍵。根據目前國際有關(guān)機構研究的研究表明這些關(guān)鍵技術(shù)主要集中在以下幾個(gè)方面。
�。ㄒ唬⿺祿䦶椭婆c緩存
復制是在多個(gè)移動(dòng)節點(diǎn)上維護數據的備份，包括服務(wù)器之間的復制和移動(dòng)計算機上保存數據庫的復制。一般前者稱(chēng)為復制后者稱(chēng)為緩存。復制的主要目的是提高分布式數據庫系統的可用性、可靠性和訪(fǎng)問(wèn)性能。首要的問(wèn)題是如何維護多個(gè)復制節點(diǎn)上數據狀態(tài)的一致性。按照維護復制一致性的方式來(lái)劃分，現有的復制協(xié)議可以分為嚴格一致協(xié)議和弱一致協(xié)議兩種。嚴格一致協(xié)議要求任何時(shí)刻所有數據庫的復制都是一致的；而弱一致協(xié)議允許各個(gè)復制之間存在暫時(shí)的不一致，但這種不一致總能夠保持在一定的界限之內，而且總是能夠趨于一致（收斂性）。
�。ǘ⿺祿䦶V播
通俗地講，數據廣播是指在移動(dòng)計算環(huán)境中，利用客戶(hù)機與服務(wù)器通信的不對稱(chēng)性，以周期性廣播的形式向客戶(hù)機發(fā)送數據。其最大的優(yōu)點(diǎn)是，廣播開(kāi)銷(xiāo)不依賴(lài)移動(dòng)用戶(hù)數量的變化而變化，借助數據廣播，可以在一定程度上解決移動(dòng)數據庫系統的斷接問(wèn)題。數據廣播的研究可分為服務(wù)器和客戶(hù)機兩個(gè)方面：服務(wù)器主要考慮如何組織廣播數據，即數據廣播的調度；移動(dòng)節點(diǎn)主要考慮如何利用本地緩存進(jìn)一步減少查詢(xún)廣播數據的時(shí)間。在國內，長(cháng)沙國防科技大學(xué)的周興銘院士對數據廣播進(jìn)行了深入研究，提出了數據廣播的多盤(pán)調度算法。衡量數據廣播調度算法好壞的參數是訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間和調諧時(shí)間。
（三）位置相關(guān)查詢(xún)優(yōu)化
在移動(dòng)數據庫中，存在著(zhù)與位置相關(guān)信息的查詢(xún)及更新。查詢(xún)通常是與位置相關(guān)的，即使是同一個(gè)問(wèn)題，在不同的地方，所得查詢(xún)結果是不同的，如“最近的超市在哪里?”。移動(dòng)查詢(xún)優(yōu)化技術(shù)是指在傳統分布式數據庫查詢(xún)優(yōu)化技術(shù)的基礎上，利用多種方法，消除帶寬多樣性、斷接等因素造成的影響，使查詢(xún)引擎能夠根據當前可用網(wǎng)絡(luò )條件采取恰當的優(yōu)化策略；同時(shí)，針對移動(dòng)計算機有限電源能力，合理地組織本地數據庫管理、遠程數據庫訪(fǎng)問(wèn)等耗電能較多的操作，達到節能目的，延長(cháng)關(guān)鍵數據的可用時(shí)間。
采用基于分割的地址更新策略時(shí)，由位置服務(wù)器維護的移動(dòng)用戶(hù)對象包含以下數據成員和方法：
分割集合記錄MSS的分割情況，例如{Cell1，Cell2}，{Cell3，Cell4，Cell5}；
LOC記錄移動(dòng)用戶(hù)最近報告的地址(無(wú)線(xiàn)單元的ID)，例如Cell1 ；
ERR移動(dòng)用戶(hù)當前所在的分割，例如，若LOC= Cell1 ，則ERR={Cell1，Cell2}；
loc()一個(gè)方法，用于返回該用戶(hù)的實(shí)際地址，即上面介紹的地址查詢(xún)過(guò)程。
在移動(dòng)查詢(xún)的應用中，有各種各樣涉及地址的查詢(xún)，例如“請尋找一家校園附近的超市”，“查找X， Y， Z，這三人都在同一條公路上，且Y在X與Z之間”，等等。一般地，可以把這一類(lèi)地址相關(guān)查詢(xún)表示為：
SELECT x1 ，x2 ，…， xn
FROM Users
WHERE (x1.loc=l1 ∧…∧ xn.loc=ln ) ∧ C(l1，…，ln ) ∧ W(x1 ，…， xn )
其中C(l1, …, ln )是關(guān)于地址l1, …, ln 的n元約束條件，而 W(x1, …, xn ) 是關(guān)于對象x1 ，x2 , …, xn 非地址屬性的n元約束條件，Users 是所有移動(dòng)用戶(hù)的集合。
�。ㄋ模┮苿�(dòng)事務(wù)處理
事務(wù)處理是數據庫系統的一個(gè)基本功能，主要用于維護數據的一致性，支持多用戶(hù)的并發(fā)訪(fǎng)問(wèn)，使用戶(hù)可以可靠地查詢(xún)和更新數據庫。一般來(lái)說(shuō)，用戶(hù)對數據庫系統的訪(fǎng)問(wèn)都是通過(guò)事務(wù)來(lái)完成的。在傳統的數據庫系統中，一個(gè)事務(wù)由一系列讀寫(xiě)操作組成。事務(wù)處理必須滿(mǎn)足四個(gè)準則，即原子性、一致性、隔離性和永久性(簡(jiǎn)稱(chēng)ACID)。移動(dòng)計算的特點(diǎn)，使傳統數據庫系統中的事務(wù)處理技術(shù)不能滿(mǎn)足移動(dòng)事務(wù)處理的要求。
總之，移動(dòng)事務(wù)不同于傳統事務(wù)，傳統的ACID模型已不能很好地描述移動(dòng)事務(wù)，需要為移動(dòng)事務(wù)尋找更好的模型。維護數據的一致性和解決過(guò)區切換(handoff)問(wèn)題是移動(dòng)事務(wù)管理的重要任務(wù)。
四、移動(dòng)數據庫的應用
移動(dòng)數據庫技術(shù)的許多特性都與信息時(shí)代的不斷進(jìn)步的需求相吻合, 有著(zhù)廣闊的發(fā)展空間。
�。ㄒ唬┣度胧揭苿�(dòng)數據庫在物流領(lǐng)域有著(zhù)廣闊的應用前景
物流的信息化在未來(lái)的物流發(fā)展中將發(fā)揮日益重要的作用，因為及時(shí)準確的信息有利于協(xié)調生產(chǎn)、銷(xiāo)售、、存儲等業(yè)務(wù)的展開(kāi)，有利于降低庫存，節約在途資金等。在運輸方面，利用移動(dòng)與GPS/GIS車(chē)輛信息系統相連，使得整個(gè)運輸車(chē)隊的運行受到中央調度系統的控制。在存儲環(huán)節，帶有嵌入式移動(dòng)數據庫的手持計算機輸入的信息通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )寫(xiě)入中央數據庫，大大提高了工作效率和信息的時(shí)效性，有利于物流優(yōu)化控制。在配送環(huán)節，輸入手持計算機的數據通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳入中央數據庫。因此，在投遞的同時(shí)，用戶(hù)即可查詢(xún)物品投遞的情況。
�。ǘ┣度胧揭苿�(dòng)數據庫為移動(dòng)鋪平了道路
在我國，移動(dòng)用戶(hù)是最具消費潛力的群體，因此針對移動(dòng)用戶(hù)開(kāi)發(fā)的移動(dòng)銀行業(yè)務(wù)將具有很大的潛力，而且能夠推動(dòng)移動(dòng)商務(wù)的發(fā)展。移動(dòng)銀行可以使客戶(hù)在異地對自己的帳務(wù)進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢(xún)、交易，方便、省時(shí)，降低，同時(shí)安全可靠，機動(dòng)靈活�？蛻�(hù)可以在任何時(shí)間，任何地點(diǎn)進(jìn)行交易，節約了去銀行的時(shí)間。出差或在外仍可享受銀行服務(wù)。
�。ㄈ┣度胧揭苿�(dòng)數據庫非常有助于提高實(shí)地/工作的效率
煤氣、水電等公用事業(yè)檢查員查驗數據就是一個(gè)很好的應用實(shí)例，目前一般的檢查員仍然是將的數據記錄在紙上。如果利用移動(dòng)計算機記錄和傳輸數據，遇到糾紛時(shí)還可以實(shí)時(shí)地查詢(xún)記錄，這將使得我國的公用事業(yè)單位的收費工作大大地改善。除了上述主要應用之外，移動(dòng)數據庫技術(shù)還在零售業(yè)、制造業(yè)、業(yè)、醫療衛生等領(lǐng)域展現了廣闊的應用前景。隨著(zhù)移動(dòng)計算、移動(dòng)數據庫和無(wú)線(xiàn)數據通信等相關(guān)技術(shù)迅猛發(fā)展，移動(dòng)數據庫將成為信息的重要支柱。
五、小結
本文給出嵌入式移動(dòng)數據庫的定義，描述了嵌入式移動(dòng)數據庫的體系結構并簡(jiǎn)單分析它的特點(diǎn)，然后詳細分析了嵌入式移動(dòng)數據庫的關(guān)鍵技術(shù)，最后展望了嵌入式移動(dòng)數據應用前景。嵌入式移動(dòng)數據的相關(guān)技術(shù)研究不斷取得進(jìn)步，這為嵌入式移動(dòng)數據的成熟應用打下了堅實(shí)的基礎。
【淺談?dòng)嬎銠C移動(dòng)數據庫的應用分析】相關(guān)文章：
淺談直放站在移動(dòng)通信中的應用03-04
淺談聯(lián)合身份管理在移動(dòng)服務(wù)中的應用11-20
淺談煤礦企業(yè)中計算機網(wǎng)絡(luò )的有效應用分析03-21
淺談?dòng)嬎銠C輔助審計技術(shù)的應用03-24
淺談地鐵通信系統構成與相關(guān)移動(dòng)通信的應用12-04
淺談?dòng)嬎銠C網(wǎng)絡(luò )應用基礎01-01