嵌入式數(shù)據(jù)庫發(fā)展現(xiàn)狀與未來趨勢研究

王春波

[摘要]隨著便攜式計算設(shè)備和無線通信技術(shù)的發(fā)展，嵌入式數(shù)據(jù)庫技術(shù)已經(jīng)成為一個十分活躍的研究領(lǐng)域，并引起了越來越廣泛的關(guān)注。文章闡述了嵌入式數(shù)據(jù)庫的概念、背景及其特點，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)庫的幾種關(guān)鍵技術(shù)。

[關(guān)鍵詞]嵌入式數(shù)據(jù)庫；發(fā)展現(xiàn)狀；趨勢研究

[DOI]1013939/jcnkizgsc201550243

近年來，移動終端設(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)庫存儲系統(tǒng)，其發(fā)展也顯得特別重要。

1嵌入式數(shù)據(jù)庫概述和特點

在移動技術(shù)的軟件環(huán)境下所使用的分布式數(shù)據(jù)庫即為嵌入式移動數(shù)據(jù)庫，它包括了數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信以及分布式計算等不同的學(xué)科領(lǐng)域。嵌入式數(shù)據(jù)庫一般都是以移動手機、PDA、智能家電等移動設(shè)備或嵌入式設(shè)備為載體。這種數(shù)據(jù)庫是輕量級的，內(nèi)存的占用較少，對于一個嵌入式的設(shè)備來說，其運行速度快，效率高。嵌入式數(shù)據(jù)庫所存在的位置如下圖所示。

嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

由上圖可看出，嵌入式數(shù)據(jù)庫位于應(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)庫具有不同于通用大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點，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)庫只是包含了大型通用數(shù)據(jù)庫的部分功能，這就簡化了開發(fā)的難度，同時數(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)庫大多是在移動的智能設(shè)備當(dāng)中使用，對數(shù)據(jù)庫的管理不能做到隨時隨地。所以，數(shù)據(jù)庫本身的安全性、可靠性以及可管理性是非常重要的。

13交互性、可移植性

為了加強嵌入式數(shù)據(jù)庫和其他數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)通信，就要求在研發(fā)時對數(shù)據(jù)庫設(shè)計某些特定的機制來保證各個數(shù)據(jù)庫彼此的數(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)平臺和操作系統(tǒng)也是不同的，使嵌入式數(shù)據(jù)庫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)庫需具備可分割性，不同的應(yīng)用可以使用數(shù)據(jù)庫某一部分的功能模塊。

2嵌入式數(shù)據(jù)庫研究現(xiàn)狀分析

隨著智能移動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)庫的應(yīng)用也越來越多，國內(nèi)外的學(xué)術(shù)機構(gòu)和各個數(shù)據(jù)庫廠商也更加重視嵌入式數(shù)據(jù)庫的研究和發(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)庫安全中的問題研究狀況做如下介紹：

在國外，對于嵌入式數(shù)據(jù)庫的研究在國外已經(jīng)有30多年的歷史，美國軍方在20世紀(jì)70年代就開始研究多級安全數(shù)據(jù)庫，微軟、Sybase等企業(yè)對數(shù)據(jù)庫的研究也較早，并對其訪問進行強制控制來保障數(shù)據(jù)安全。但是隨著安卓、塞班等平臺的流行，WindowsMobile平臺已經(jīng)逐漸地被取代，商用的數(shù)據(jù)庫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)庫的代表是Empress數(shù)據(jù)庫，實時性、嵌入性以及移動性是其基本的特征，同時Empress嵌入式數(shù)據(jù)庫還支持了多達6000個不同的平臺。Empress數(shù)據(jù)庫在國外的醫(yī)療、軍事、工業(yè)以及地理信息等多個領(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)庫的發(fā)展必將是未來的趨勢。因此，如何加強嵌入式數(shù)據(jù)庫的安全保障是非常重要的。

在國內(nèi)，嵌入式操作系統(tǒng)方面的安全問題已經(jīng)被大家逐漸的解決，但在嵌入式數(shù)據(jù)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件環(huán)境逐漸成熟，對嵌入式數(shù)據(jù)庫的安全問題要求也越來越高，用戶的很多重要信息能否得到保障至關(guān)重要。

我國現(xiàn)在做嵌入式數(shù)據(jù)庫的商家很少，東軟設(shè)計的“OpenBASEMini”是比較成熟的嵌入式數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。隨著我國消費類電子的快速發(fā)展，在這個嵌入式移動設(shè)備到處可見的社會，嵌入式數(shù)據(jù)庫必將滲透到我們生活的各個角落。目前，我國的嵌入式數(shù)據(jù)庫開發(fā)工作人員通過對開源數(shù)據(jù)庫的摸索和研究，嘗試了自主研發(fā)這一過程，逐漸意識到在國內(nèi)商用的嵌入式數(shù)據(jù)庫將會廣泛地被使用?，F(xiàn)在很多用戶對個人的隱私信息能否得到安全保障已經(jīng)非常重視，如何在競爭如此激烈的情況下脫穎而出，可以說數(shù)據(jù)庫的安全問題起著決定性的作用。

3發(fā)展趨勢

31智能化和主動化

以往的嵌入式數(shù)據(jù)庫往往是以存儲為目的的被動型的數(shù)據(jù)庫，只能被動地接受操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的調(diào)用來執(zhí)行相應(yīng)的動作。能夠根據(jù)數(shù)據(jù)庫中存儲的情況和自身特點，適當(dāng)?shù)刈龀鰞?yōu)化來滿足不同條件下的應(yīng)用需求的智能化、主動型嵌入式數(shù)據(jù)庫是以后研究的熱點。

32多媒體嵌入式數(shù)據(jù)庫

隨著高檔電子消費品日益受到人們的青睞，能夠?qū)σ曨l、音頻、文字、圖像進行存儲和快速檢索的嵌入式數(shù)據(jù)庫會有更大的市場，并成為人們研究的熱點。

33時空數(shù)據(jù)庫

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，迫切需要能夠同時處理時間和空間的數(shù)據(jù)庫問世。 當(dāng)然，除了上述所介紹的嵌入式數(shù)據(jù)庫的發(fā)展方向以外，還有很多的方向，這里不逐一論述，比如說最近盛行的云嵌入式數(shù)據(jù)庫等。 那么關(guān)于嵌入式數(shù)據(jù)庫具體技術(shù)的改進和升級可以從以下幾點尋找突破點：

（1）數(shù)據(jù)庫內(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)庫內(nèi)核的大小也是一個關(guān)鍵的問題，那種以犧牲數(shù)據(jù)庫的功能來換取較小的內(nèi)核顯然是與發(fā)展趨勢相背離的。

（2）數(shù)據(jù)庫的可靠性。嵌入式數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用越來越廣泛，也越來越復(fù)雜，其功能已經(jīng)從傳統(tǒng)的添加、刪除等操作向?qū)β曇簟⒁曨l、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)庫的可移植性。盡管目前的嵌入式數(shù)據(jù)庫產(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)過程中，開發(fā)人員還要充分考慮硬件平臺、操作系統(tǒng)平臺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，對硬件平臺和操作系統(tǒng)平臺透明的嵌入式數(shù)據(jù)庫，勢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，作為移動設(shè)備所采用的嵌入式數(shù)據(jù)庫的發(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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