基本介紹
- 中文名：移動資料庫
- 體系結構：移動主機移動支持站點、固定主機
- 關鍵技術：複製和快取技術
- 特徵：核心結構微小化
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移動資料庫概述
移動資料庫作為分散式資料庫的延伸和擴展，擁有分散式資料庫的諸多優點和獨特的特性，能夠滿足未來人們訪問信息的要求，具有廣泛的套用前景。
移動資料庫的概念
移動資料庫是能夠支持移動式計算環境的資料庫，其數據在物理上分散而邏輯上集中。它涉及到資料庫技術，分散式計算技術，移動通信技術等多個學科，與傳統的資料庫相比，移動資料庫具有移動性，位置相關性，頻繁的斷接性，網路通訊的非對稱性等特徵。
移動資料庫系統結構與分類
典型的移動資料庫原型系統結構如圖所示。
移動資料庫可以看作是傳統資料庫系統的擴展。移動資料庫系統大致分類如下：
a．移動多資料庫系統。
b．移動同構資料庫系統。
c．移動異構資料庫系統。
d．移動異構多資料庫系統。
移動資料庫的體系結構
移動資料庫基本上由三種類型的主機組成：移動主機（Mobile Hosts），移動支持站點（Mobile Support Stations）和固定主機（Fixed Hosts）。
固定主機就是通常含義上的計算機，他們之間通過高速固定網路進行連線，不能對移動設備進行管理。移動支持站點具有無線通訊接口，可以和移動設備進行數據通信。移動支持站點和固定主機之間的通信是通過固定網路進行的。一個移動支持站點覆蓋的地區區域被稱為信元（Cell），在一個信元內的移動主機可以通過無線通信網路與覆蓋這一區域的移動支持站點進行通訊，完成信息數據的檢索。
移動資料庫的關鍵技術
（1）複製和快取技術。移動資料庫環境中，通過採用一種弱一致性伺服器級複製機制，提高了回響時間。快取技術是通過在客戶機上快取數據伺服器上的部分數據，降低客戶訪問資料庫伺服器的頻率。
（3）位置管理。移動用戶的位置管理主要集中在兩個方面：一是如何確定移動用戶的當前位置，二是如何存儲，管理和更新位置信息。可以採用移動計算機都在自己的宿主伺服器上作永久登記，當它移動到任何其它區域是，向其宿主伺服器通報其當前位置。
（4）查詢處理及最佳化。在移動資料庫環境中，由於用戶的移動，頻繁的斷接以及用戶所處網路環境的多樣性，移動查詢最佳化必須採用動態策略，以適應不斷變化的畫境。
（5）移動事務處理。
嵌入式移動資料庫在套用中的關鍵
（1）數據的一致性問題。移動資料庫的一個顯著特點就是移動終端之間以及與伺服器之間的連線時一種弱連線，即低頻寬，長延遲，不穩定和經常性斷開。為了支持用戶在弱環境下對資料庫的操作，現在普遍採用樂觀複製方法，允許用戶對本地快取上的數據副本進行操作，待網路重新連線後再與資料庫伺服器或其他終端交換數據修改信息，並通過衝突檢測機制來協調和恢複數據的一致性。
（2）高效的事務處理。通過採用完善的日誌記錄策略，事務移動過程中的用戶位置屬性實時更新等策略來設計和實現新的事務管理策略和算法。
移動資料庫管理系統的特徵
（1） 核心結構微小化。
（2） 對標準的SQL支持。
（3） 事務管理功能的強化。
（4） 完善的數據同步機制。
（6） 完備的嵌入式資料庫管理功能。
（7） 支持Windows CE，Palm OS等多種目前流行的嵌入式作業系統。
移動資料庫的數據管理
(1)數據的分布和複製。數據不均衡的分布在基站和移動單元中。移動資料庫的一個顯著特點是移動終端之間以及與伺服器之間的連線是一種弱連線，即帝寬頻、長延時、不穩定和經常性的斷開，由於資料庫一致性的約束，這增加了管理快取的難度。現在普遍採用的方法允許移動單元處理其自身的事務，對本地快取上的數據副本進行操作。在長時間下線時，快取試圖為移動單元提供最頻繁訪問的數據或更新的數據。。帶網路重新連線後再與資料庫伺服器或其他終端交換數據修改信息，並通過衝突檢測和協調來恢複數據的一致性。
（2）事務模型。在移動環境中，事務的容錯和糾錯變得棘手。一個移動事物在幾個基站上順序執行，由於移動設備的移動性，執行過程可能會涉及多個數據集合，此時缺乏對事務執行的集中協調。因此須對事物的傳統ACID性質進行修正，並定義新事務管理策略和算法。
（3）查詢處理。了解數據的存儲位置影響到查詢處理的性價比分析。由於移動單元的移動性和快速的資源變化，查詢最佳化變得更複雜。當查詢結果返回到移動單元時，這些移動單元可能正處於移動當中，或正在穿越信元邊界，但用戶接收到的查詢結果必須正確而完整的。
（4）回復和容錯。移動資料庫環境必須解決地址錯誤、介質失效、事務和通信失效所導致的問題。
（6）基於位置的服務。隨著客戶機的移動，依賴於位置的高速快取信息也隨之失效。此外，要頻繁更新依賴於位置的查詢，然後套用這些查詢以更新高速快取，也會帶來問題。
（7）安全。移動數據的安全性不如固定位置數據的安全性。
移動資料庫的研究目標與意義
一個理想的移動資料庫系統要做到有效地支持移動計算環境中的各種數據套用，滿足人們能在任意地點、任意時刻訪問任意數據的需求，應當實現如下四個目標。
可用性與可伸縮性（Scalability）
在保證系統穩定性的同時，提供高可用性，並且移動客戶數不受限制，能滿足大規模移動用戶的同時接入。
移動性（Mobility）
允許移動計算機在和網路斷接的情況下訪問和更新資料庫。
可串性(Serializability)
支持滿足可串性的並發事務執行。
收斂性(Convergence)
使系統總能收斂於一致狀態，從而避免出現混亂。
顯然，移動資料庫對移動計算環境中許多重要套用，諸如移動辦公系統，未來數字戰場的移動指揮、公共信息(天氣預報、旅遊交通信息、股市行情)發布等，都將具有重要的意義和巨大的實用價值，擁有廣泛的套用前景。
