移動數據庫核心概念與關鍵技術的應用

趙文博

摘 要：移動數據庫作為分布式數據庫的延伸和擴展，擁有分布式數據庫的諸多優點和獨特的特性，可以滿足人們對數據的訪問需求。該文主要針對移動數據庫核心概念與關鍵技術，其中包括位置數據管理、預取和復制、事務管理、緩存同步管理、并發控制、廣播機制、恢復與容錯、移動數據安全技術等，該文主要針對這幾種技術的應用展開系統的分析。

關鍵詞：移動數據庫 核心概念 關鍵技術

中圖分類號：TP311.13 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）12（b）-0012-02

移動數據庫是在當前無線網絡技術快速發展的時代背景下產生而來，可以幫助人們在任何的時間和地點使用移動終端在訪問到數據，移動數據庫是傳統數據庫的延伸。然而，移動數據庫中，由于無線網絡所特有的屬性（比如節點移動性、低帶寬和斷接性等）使得現有無線數據庫功能都存在很大的不足，部分功能得不到全面的發揮，影響了技術的使用成效。

1 移動數據庫的關鍵技術分析

移動數據庫包含的關鍵技術有：位置數據管理、預取和復制、事務管理、緩存同步管理、并發控制、廣播機制、恢復與容錯、移動數據安全技術等，其中關鍵技術包括幾種類型。

1.1 位置數據管理技術

移動數據庫由于其主機位置不固定，所以管理難度較高。關于位置數據的管理有兩種類型：一是時間復制，這點與位置是沒有關系。二是與位置相關的空間復制。在移動數據庫中，關于地理域和數據域信息做出了明確的規定，如用戶在旅途中要查找附近的加油站，在發出查詢指令的同時車還在繼續行駛，在獲取查詢與發出查詢這個時間段，地理位置已經發生了變化，導致服務器獲取到兩個不同的值，所以移動數據庫要保持時間和空間的一致性是比較困難的，此時，就需要采用位置數據管理技術。

1.2 預取和復制技術

移動數據庫中常見的復制功能就是在本地相鄰節點間創建一個副本，這樣做的目的是為了避免通信中過載和數據失效。移動數據庫中通常采用部分復制的方式，節點的移動造成了節點數目的增多，嚴重影響了通信質量。為了解決這一問題，目前多采用局部優化分配算法和全局優化分配算復制服務器，這樣可以讓主機中的數據得到緩沖，同時命中率也比較高。

1.3 事務管理技術

事務管理是數據庫的常見功能，可以支持多個用戶同時訪問數據庫，且能夠保證數據的一致性，讓用戶得到正確的查詢結果。用戶訪問數據庫通常是通過事務處理來實現。一個事務有讀、寫操作兩種，目前移動數據庫的事務模型有開放嵌套事務模型、樂觀并發控制模型、事務代理機制、基于語義的事務處理模型等。與傳統數據庫相比，具有可分解、可移動、長事務、支持并發和復制一致性的特點。

1.4 緩存同步管理技術

移動數據庫中的緩存同步管理可以有效改善系統的性能。一般采用熱點數據緩存（Hot Data Caching，HDC）算法，這種算法能夠讓移動數據庫擁有更好的性能。為了提高數據庫訪問的速度、效率與可用性，可以應用Cache存儲移動主機數據。

1.5 并發控制技術

并發控制技術是確保數據庫達到數據一致性的新技術。用戶使用移動終端在無線網絡下可以隨時隨地訪問數據庫，能夠開展付款、收款、轉賬等功能，而此時往往會出現多用戶同時操作事務處理的情況，那么就必須要嚴格控制數據庫內的數據，確保數據的一致性，這就要通過并發控制實現。目前移動數據庫多采用CCM（Concurrency Control Mechanism）算法，這可以滿足兩層復制下的并發控制要求。

1.6 廣播機制技術

移動設備會受到電池能量的影響，所以適合采用廣播的方式。無線網絡下的移動數據和信息的分發主要采用數據廣播。在移動網絡下，客戶端和數據庫是可以隨意移動的，均會受到電池能量的約束，所以有關學者提出在能源有限有效基礎下實施數據廣播的機制。為了提高數據廣播的效率，提出基于索引的數據廣播機制。由于移動網絡中下行鏈路的帶寬高于上行鏈路的帶寬，因此要充分利用下行鏈路的帶寬，提升數據廣播的高經濟性。

1.7 恢復與容錯技術

移動數據庫由于時間和地點的不確定性，帶寬信道相對有限，環境復雜，相比傳統的數據庫，在恢復機制和容錯機制上更加困難，更加復雜。數據經常會在通訊傳輸中丟失。而傳統數據庫中的恢復和容錯機制不能直接應用于移動數據庫中，因此，就需要采用針對性的恢復與容錯技術。

1.8 移動數據安全技術

數據安全是數據庫最重要的一個功能，特別是關于資金方面的數據，不能有絲毫的偏差，并且需要對這些數據進行保密，不能外漏。移動數據庫沒有固定的網絡安全，無線電容易被截取，因此美國近期提出了關于無線數據的安全加密標準。目前的安全技術主要從認證設備，用戶的身份認證方面加密，以此提升數據的安全性。

2 移動數據庫關鍵技術的應用

關于移動數據庫的應用，可以分為兩種類型，即數據庫的水平應用與垂直應用，水平應該即應用方案可以適應各個行業的需求，很少需要單獨定制，垂直應用則是針對相應的行業，這些行業對于數據有著特殊的處理需求。在水平應用中，用戶對于工作是采用協同完成的形式，可以操作系統內部的各項數據，這些數據是以應用在各類領域中。而對于垂直應用，需要用戶來確定好信元內數據，如果沒有得到授權的用戶，是無法訪問數據的，與水平應用相比而言，垂直應用受到了一定的限制。目前，移動數據庫技術已經在金融、航空、服務、鐵路、醫療衛生、零售業等領域中得到了廣泛應用，再配合使用GPS技術還可以應用于自動儀表信息收集系統、大宗貨物運輸系統、智能交通管理等行業之中。

3 結語

移動數據庫技術如今已成為數據庫領域中一個熱點，它的應用很大程度上改變、方便了人們的工作、學習和生活方式。移動數據庫技術在近年來得到了迅速發展，發展速度驚人，目前針對移動數據庫的研究還處在初級階段，國際上也無統一標準。移動數據庫在應用過程中會面臨硬件和軟件等方面的影響，在未來階段下，需要針對這一技術進行更加深入的研究。

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