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嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)展現(xiàn)狀與未來(lái)趨勢(shì)研究
[摘要]隨著便攜式計(jì)算設(shè)備和無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展,嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)已經(jīng)成為一個(gè)十分活躍的研究領(lǐng)域,并引起了越來(lái)越廣泛的關(guān)注。文章闡述了嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的概念、背景及其特點(diǎn),描述了嵌入式系統(tǒng)的研究目標(biāo)和系統(tǒng)模型,并探討了嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的幾種關(guān)鍵技術(shù)。
[關(guān)鍵詞]嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù);趨勢(shì)研究;發(fā)展現(xiàn)狀
近年來(lái),移動(dòng)終端設(shè)備的更新和發(fā)展尤為迅速,嵌入式作為這些智能設(shè)備的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)系統(tǒng),其發(fā)展也顯得特別重要。
一、嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)概述和特點(diǎn)
在移動(dòng)技術(shù)的軟件環(huán)境下所使用的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)即為嵌入式移動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù),它包括了數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信以及分布式計(jì)算等不同的學(xué)科領(lǐng)域。嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)一般都是以移動(dòng)手機(jī)、PDA、智能家電等移動(dòng)設(shè)備或嵌入式設(shè)備為載體。這種數(shù)據(jù)庫(kù)是輕量級(jí)的,內(nèi)存的占用較少,對(duì)于一個(gè)嵌入式的設(shè)備來(lái)說(shuō),其運(yùn)行速度快,效率高。嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)所存在的位置如下圖所示。
嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
由上圖可看出,嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)位于應(yīng)用層和操作系統(tǒng)之間,操作系統(tǒng)的速度、資源和第三方應(yīng)用軟件等多方面的影響。嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)具有不同于通用大型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn),具體如下:
11占用內(nèi)存資源和磁盤空間小
嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)只是包含了大型通用數(shù)據(jù)庫(kù)的部分功能,這就簡(jiǎn)化了開發(fā)的難度,同時(shí)數(shù)據(jù)表、數(shù)據(jù)記錄等方面的數(shù)量和大小的控制也縮減了嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)本身的大小。
12可靠性、可管理性和安全性
嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)大多是在移動(dòng)的智能設(shè)備當(dāng)中使用,對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的管理不能做到隨時(shí)隨地。所以,數(shù)據(jù)庫(kù)本身的安全性、可靠性以及可管理性是非常重要的。
13交互性、可移植性
為了加強(qiáng)嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)和其他數(shù)據(jù)庫(kù)之間的數(shù)據(jù)通信,就要求在研發(fā)時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)某些特定的機(jī)制來(lái)保證各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)彼此的數(shù)據(jù)交互和操作。隨著嵌入式設(shè)備的多樣化,其依據(jù)的開發(fā)平臺(tái)和操作系統(tǒng)也是不同的,使嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)能夠使用不同的軟硬件環(huán)境,其可移植性也是必須要考慮的。
14可分割性
不同的應(yīng)用程序所使用的嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的功能也是不相同的,為了提高工作效率,節(jié)省磁盤的空間,就要求嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)需具備可分割性,不同的應(yīng)用可以使用數(shù)據(jù)庫(kù)某一部分的功能模塊。
二、嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)研究現(xiàn)狀分析
隨著智能移動(dòng)終端的廣泛使用以及通信技術(shù)的迅猛發(fā)展,嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用也越來(lái)越多,國(guó)內(nèi)外的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和各個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)廠商也更加重視嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的研究和發(fā)展。Sybase公司、IBM公司以及Oracle、微軟等公司都紛紛對(duì)自己旗下的產(chǎn)品不斷地研發(fā)和更新。
現(xiàn)將嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)安全中的問(wèn)題研究狀況做如下介紹:
在國(guó)外,對(duì)于嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的研究在國(guó)外已經(jīng)有30多年的歷史,美國(guó)軍方在20世紀(jì)70年代就開始研究多級(jí)安全數(shù)據(jù)庫(kù),微軟、Sybase等企業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的研究也較早,并對(duì)其訪問(wèn)進(jìn)行強(qiáng)制控制來(lái)保障數(shù)據(jù)安全。但是隨著安卓、塞班等平臺(tái)的流行,WindowsMobile平臺(tái)已經(jīng)逐漸地被取代,商用的數(shù)據(jù)庫(kù)SQL Anywhere和SQL Server CE也不能做到廣泛應(yīng)用。
典型的嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的代表是Empress數(shù)據(jù)庫(kù),實(shí)時(shí)性、嵌入性以及移動(dòng)性是其基本的特征,同時(shí)Empress嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)還支持了多達(dá)6000個(gè)不同的平臺(tái)。Empress數(shù)據(jù)庫(kù)在國(guó)外的醫(yī)療、軍事、工業(yè)以及地理信息等多個(gè)領(lǐng)域都得到了應(yīng)用,隨著網(wǎng)絡(luò)通信的普及,嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展必將是未來(lái)的趨勢(shì)。因此,如何加強(qiáng)嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的安全保障是非常重要的。
在國(guó)內(nèi),嵌入式操作系統(tǒng)方面的安全問(wèn)題已經(jīng)被大家逐漸的解決,但在嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)方面的安全問(wèn)題還處在剛剛起步的階段。隨著移動(dòng)終端的軟硬件環(huán)境逐漸成熟,對(duì)嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的安全問(wèn)題要求也越來(lái)越高,用戶的很多重要信息能否得到保障至關(guān)重要。
我國(guó)現(xiàn)在做嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的商家很少,東軟設(shè)計(jì)的“OpenBASEMini”是比較成熟的嵌入式數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。隨著我國(guó)消費(fèi)類電子的快速發(fā)展,在這個(gè)嵌入式移動(dòng)設(shè)備到處可見的社會(huì),嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)必將滲透到我們生活的各個(gè)角落。目前,我國(guó)的嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)工作人員通過(guò)對(duì)開源數(shù)據(jù)庫(kù)的摸索和研究,嘗試了自主研發(fā)這一過(guò)程,逐漸意識(shí)到在國(guó)內(nèi)商用的嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)將會(huì)廣泛地被使用,F(xiàn)在很多用戶對(duì)個(gè)人的隱私信息能否得到安全保障已經(jīng)非常重視,如何在競(jìng)爭(zhēng)如此激烈的情況下脫穎而出,可以說(shuō)數(shù)據(jù)庫(kù)的安全問(wèn)題起著決定性的作用。
三、發(fā)展趨勢(shì)
31智能化和主動(dòng)化
以往的嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)往往是以存儲(chǔ)為目的的被動(dòng)型的數(shù)據(jù)庫(kù),只能被動(dòng)地接受操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的調(diào)用來(lái)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。能夠根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的情況和自身特點(diǎn),適當(dāng)?shù)刈龀鰞?yōu)化來(lái)滿足不同條件下的應(yīng)用需求的智能化、主動(dòng)型嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)是以后研究的熱點(diǎn)。
32多媒體嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)
隨著高檔電子消費(fèi)品日益受到人們的青睞,能夠?qū)σ曨l、音頻、文字、圖像進(jìn)行存儲(chǔ)和快速檢索的嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)有更大的市場(chǎng),并成為人們研究的熱點(diǎn)。
33時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)
導(dǎo)航設(shè)備、水文、地質(zhì)、地形地貌相關(guān)電子產(chǎn)品的快速發(fā)展,迫切需要能夠同時(shí)處理時(shí)間和空間的數(shù)據(jù)庫(kù)問(wèn)世。 當(dāng)然,除了上述所介紹的嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展方向以外,還有很多的方向,這里不逐一論述,比如說(shuō)最近盛行的云嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)等。 那么關(guān)于嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)具體技術(shù)的改進(jìn)和升級(jí)可以從以下幾點(diǎn)尋找突破點(diǎn):
(1)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)核。由于嵌入式系統(tǒng)可用資源的受限性,嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)核的大小也是一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題,那種以犧牲數(shù)據(jù)庫(kù)的功能來(lái)?yè)Q取較小的內(nèi)核顯然是與發(fā)展趨勢(shì)相背離的。
(2)數(shù)據(jù)庫(kù)的可靠性。嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,也越來(lái)越復(fù)雜,其功能已經(jīng)從傳統(tǒng)的添加、刪除等操作向?qū)β曇、視頻、三維或多維數(shù)據(jù)、智能控制等方向發(fā)展,因此可靠性的提高也是至關(guān)重要的一環(huán)。
(3)數(shù)據(jù)庫(kù)的可移植性。盡管目前的嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品可以支持多種不同的操作系統(tǒng),但在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)過(guò)程中,開發(fā)人員還要充分考慮硬件平臺(tái)、操作系統(tǒng)平臺(tái)以及它們的接口定義,如果有能適用于絕大多數(shù)的操作系統(tǒng)平臺(tái),對(duì)硬件平臺(tái)和操作系統(tǒng)平臺(tái)透明的嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù),勢(shì)必可以大大地提高開發(fā)效率,降低開發(fā)成本。
隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展,各式各樣的APP都被大眾廣泛的應(yīng)用,作為移動(dòng)設(shè)備所采用的嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展尤為重要,也是保證用戶使用便捷、安全的重要前提。
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