嵌入式資料庫發展現狀與未來趨勢研究

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[摘要]隨著行動式計算裝置和無線通訊技術的發展,嵌入式資料庫技術已經成為一個十分活躍的研究領域,並引起了越來越廣泛的關注。文章闡述了嵌入式資料庫的概念、背景及其特點,描述了嵌入式系統的研究目標和系統模型,並探討了嵌入式資料庫的幾種關鍵技術。

嵌入式資料庫發展現狀與未來趨勢研究

[關鍵詞]嵌入式資料庫;趨勢研究;發展現狀

近年來,移動終端裝置的更新和發展尤為迅速,嵌入式作為這些智慧裝置的資料庫儲存系統,其發展也顯得特別重要。

一、嵌入式資料庫概述和特點

在移動技術的軟體環境下所使用的分散式資料庫即為嵌入式移動資料庫,它包括了資料庫技術、網路通訊以及分散式計算等不同的學科領域。嵌入式資料庫一般都是以移動手機、PDA、智慧家電等移動裝置或嵌入式裝置為載體。這種資料庫是輕量級的,記憶體的佔用較少,對於一個嵌入式的裝置來說,其執行速度快,效率高。嵌入式資料庫所存在的位置如下圖所示。

嵌入式資料庫系統的結構

由上圖可看出,嵌入式資料庫位於應用層和作業系統之間,作業系統的速度、資源和第三方應用軟體等多方面的影響。嵌入式資料庫具有不同於通用大型資料庫系統的特點,具體如下:

11佔用記憶體資源和磁碟空間小

嵌入式資料庫只是包含了大型通用資料庫的部分功能,這就簡化了開發的難度,同時資料表、資料記錄等方面的數量和大小的控制也縮減了嵌入式資料庫本身的大小。

12可靠性、可管理性和安全性

嵌入式資料庫大多是在移動的智慧裝置當中使用,對資料庫的管理不能做到隨時隨地。所以,資料庫本身的安全性、可靠性以及可管理性是非常重要的。

13互動性、可移植性

為了加強嵌入式資料庫和其他資料庫之間的資料通訊,就要求在研發時對資料庫設計某些特定的機制來保證各個資料庫彼此的資料互動和操作。隨著嵌入式裝置的多樣化,其依據的開發平臺和作業系統也是不同的,使嵌入式資料庫能夠使用不同的軟硬體環境,其可移植性也是必須要考慮的。

14可分割性

不同的應用程式所使用的嵌入式資料庫系統的功能也是不相同的,為了提高工作效率,節省磁碟的空間,就要求嵌入式資料庫需具備可分割性,不同的應用可以使用資料庫某一部分的功能模組。

二、嵌入式資料庫研究現狀分析

隨著智慧移動終端的廣泛使用以及通訊技術的迅猛發展,嵌入式資料庫的應用也越來越多,國內外的學術機構和各個資料庫廠商也更加重視嵌入式資料庫的研究和發展。Sybase公司、IBM公司以及Oracle、微軟等公司都紛紛對自己旗下的產品不斷地研發和更新。

現將嵌入式資料庫安全中的問題研究狀況做如下介紹:

在國外,對於嵌入式資料庫的研究在國外已經有30多年的歷史,美國軍方在20世紀70年代就開始研究多級安全資料庫,微軟、Sybase等企業對資料庫的研究也較早,並對其訪問進行強制控制來保障資料安全。但是隨著安卓、塞班等平臺的流行,WindowsMobile平臺已經逐漸地被取代,商用的資料庫SQL Anywhere和SQL Server CE也不能做到廣泛應用。

典型的嵌入式資料庫的代表是Empress資料庫,實時性、嵌入性以及移動性是其基本的特徵,同時Empress嵌入式資料庫還支援了多達6000個不同的平臺。Empress資料庫在國外的醫療、軍事、工業以及地理資訊等多個領域都得到了應用,隨著網路通訊的普及,嵌入式資料庫的發展必將是未來的趨勢。因此,如何加強嵌入式資料庫的安全保障是非常重要的。

在國內,嵌入式作業系統方面的安全問題已經被大家逐漸的解決,但在嵌入式資料庫方面的安全問題還處在剛剛起步的階段。隨著移動終端的軟硬體環境逐漸成熟,對嵌入式資料庫的安全問題要求也越來越高,使用者的很多重要資訊能否得到保障至關重要。

我國現在做嵌入式資料庫的商家很少,東軟設計的“OpenBASEMini”是比較成熟的嵌入式資料管理系統。隨著我國消費類電子的快速發展,在這個嵌入式移動裝置到處可見的社會,嵌入式資料庫必將滲透到我們生活的各個角落。目前,我國的嵌入式資料庫開發工作人員通過對開源資料庫的摸索和研究,嘗試了自主研發這一過程,逐漸意識到在國內商用的嵌入式資料庫將會廣泛地被使用。現在很多使用者對個人的隱私資訊能否得到安全保障已經非常重視,如何在競爭如此激烈的情況下脫穎而出,可以說資料庫的安全問題起著決定性的作用。

三、發展趨勢

31智慧化和主動化

以往的嵌入式資料庫往往是以儲存為目的的被動型的資料庫,只能被動地接受作業系統和應用程式的呼叫來執行相應的動作。能夠根據資料庫中儲存的`情況和自身特點,適當地做出優化來滿足不同條件下的應用需求的智慧化、主動型嵌入式資料庫是以後研究的熱點。

32多媒體嵌入式資料庫

隨著高檔電子消費品日益受到人們的青睞,能夠對視訊、音訊、文字、影象進行儲存和快速檢索的嵌入式資料庫會有更大的市場,併成為人們研究的熱點。

33時空資料庫

導航裝置、水文、地質、地形地貌相關電子產品的快速發展,迫切需要能夠同時處理時間和空間的資料庫問世。 當然,除了上述所介紹的嵌入式資料庫的發展方向以外,還有很多的方向,這裡不逐一論述,比如說最近盛行的雲嵌入式資料庫等。 那麼關於嵌入式資料庫具體技術的改進和升級可以從以下幾點尋找突破點:

(1)資料庫核心。由於嵌入式系統可用資源的受限性,嵌入式資料庫核心的大小也是一個關鍵的問題,那種以犧牲資料庫的功能來換取較小的核心顯然是與發展趨勢相背離的。

(2)資料庫的可靠性。嵌入式資料庫的應用越來越廣泛,也越來越複雜,其功能已經從傳統的新增、刪除等操作向對聲音、視訊、三維或多維資料、智慧控制等方向發展,因此可靠性的提高也是至關重要的一環。

(3)資料庫的可移植性。儘管目前的嵌入式資料庫產品可以支援多種不同的作業系統,但在嵌入式系統開發過程中,開發人員還要充分考慮硬體平臺、作業系統平臺以及它們的介面定義,如果有能適用於絕大多數的作業系統平臺,對硬體平臺和作業系統平臺透明的嵌入式資料庫,勢必可以大大地提高開發效率,降低開發成本。

隨著網際網路的不斷髮展,各式各樣的APP都被大眾廣泛的應用,作為移動裝置所採用的嵌入式資料庫的發展尤為重要,也是保證使用者使用便捷、安全的重要前提。

參考文獻:

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