Databases for mobile applications · · 2017-03-13Protocol) Disponibilidad ... DBMS completo...
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DR. MIGUEL ÁNGEL OROS HERNÁNDEZ Databases for mobile applications
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D R . M I G U E L Á N G E L O R O S H E R N Á N D E Z
Databases for mobileapplications
Agenda
Databases formobileapplications
Mobile applicationsfeatures
Relationship with data manipulation and personalization
Mobile computingarchitectures
Data distribution and data replication
Definición, historia y características
Bases de datos móviles
Bases de datos móvilesinicios
Radiofrecuencia
1886-1888: James Clerk Maxweelm, Henrich Rudolf Hertz
Primeros usos Nikola Tesla, Guillermo Marconi, Alejandro Steapanovich
Radiocomunicaciones
Radar
Radioastronomía
…
Dispositivos móviles
Dispositivos móviles
Capacidad de hardware
Sistema operativo
Conectividad
Aplicaciones necesarias
Sistema de Administración de Bases de Datos Móvil (SABDM)
Sistemas de geolocalización
Seguridad
Internet y Conexiones inalámbricas
Motivación ¿base de datos móvil?
Dispositivos móviles
Laptop
Teléfono
PDA
Uso en aumento de dispositivos móviles
Evidente uso de bases de datos
Base de datos instalada en un dispositivo móvil a través de una red móvil
Portable
Conexiones inalámbricas para el cliente y el servidor
Memoria cache para los datos frecuentes y transacciones para no perderlos en caso de fallo de conexión
Bases de datos móviles
Otra definiciónSistemas de bases de datos móviles
Bases de datos donde los usuarios pueden acceder a la información almacenada en un lugar físicamente diferente utilizando conexiones inalámbricas
SABDM Soportan conectividad
móvil para Consultar ModificarInformación de la base de datos local al dispositivo móvil o centralizado
Sincronización entre las bases: sincrona o asíncrona
Bases de datos móviles
Bases de datos móvilesHistoria
Perspectiva: Tiempo Real
Inicio: Desconexión aplicaciones inalámbricas
para dispositivos móviles desconectados de las empresas o sistemas
Palm Pilots
Libretas de direcciones, horarios, etc.
Bases de datos pequeñas
Surgimiento redes inalámbricas Problemas de dispositivos
inalámbricos y teléfonos WAP (Wireless ApplicationProtocol)
Disponibilidad
Memoria
Tamaño de pantalla
Volúmenes de información
Conexión a WWW
Portabilidad inalámbrica
Introducir datos sobre la marcha, sincronización
Bases de datos móvilesHistoria
Bases de datos móvilesCaracterísticas
Servicios de bases de datos relacionales requiriendo poca memoria
Análisis y manipulación de datos utilizando dispositivos móviles
Manejo de queries
Opción de los usuarios para
Trabajo en línea con un servidor central SABD
Descarga de datos
Captura en tiempo real y sincronización posterior
Negocios Sector Público
Información sobre clientes, competidores, tendencias de mercado, ventas
Anytime, anywhere, …
US Army la utiliza para consulta de inventarios
Bases de datos móvilesAlgunas aplicaciones
Taxi dispatch
Gasolinerías cercanas
Control de tráfico
E-commerce
Hoteles más cercanos
…
Sector Salud
Almacenamiento y consulta durante las rondas de los médicos
Consulta de la historia clínica y tratamientos del paciente a distancia
Bases de datos móvilesalgunas aplicaciones
Tipos de aplicaciones Clasificación de datos
Verticales Los beneficiarios permiten
que la información pueda ser determinada
Horizontales Reportes distribuidos
Lo usuarios pueden ingresar a las celdas
Ejemplo: correo electrónico
Privados Propiedad del usuario
Sólo él puede manejarlos
Públicos Examinados y modificados
por cualquier usuario
Compartidos Acceso para algunos usuarios
en lectura y escritura
Bases de datos móviles
Sistemas de bases de datos móviles (MDS)
Procesamiento de consultas
Sistemas distribuidos con conectividad móvil
Capacidades de un DBMS completo
Movilidad espacial
Construido sobre plataformas PCS/GSM
Capacidades inalámbricas
Dependencia de la localización física de la unidad móvil
Tiempos de sincronización de datos
Confirmación de operaciones
Transmisión de información para ejecutar operaciones
Ejecuciones locales Autonomía vs Consistencia
Bases de datos móviles
Transacciones Tecnología inalámbrica
De un dispositivo móvil hacia la base de datos o servidor fijo
Considerar Desconexiones Movilidad Errores Fallas en el dispositivo móvil
Mantenimiento de la autonomía y consistencia local del DBMS
1996: inicios
Palm o Pocket PC
1997
Conectividad inalámbrica utilizando WAP (WirelssApplication Protocol)
Bases de datos móviles
Redes inalámbricas (tipos)
Tipos de dispositivos móviles
CelularCostos elevados con poco ancho de banda, Buena cobertura
LAN inalámbricaBajo costo, poco rango de cobertura, buen ancho de banda (54 Mbps)
SatelitalMuy costosa, amplia cobertura, gran ancho de banda en sentido descendente y poco ascendente
Redes Ad HocComunicación directa entre dispositivos (Bluetooth)
PDA (Personal Digital Assistant)
Palm
Pocket PCs
Teléfono celular con conexión a Internet
Bases de datos móviles
ConectividadInteracción con localización
Fallas de conexión
Velocidad de conexión
Tipos de conexión
Protocolos soportados
Dependencia de la localización física del dispositivo para el procesamiento de consultas
Involucran sistemas de geo-localización
Movimiento de la unidad durante la consulta
Ejemplos: hotel más cercanos, ruta más corta, …
Bases de datos móviles
Bases de datos móvilesEstructura y características
Corporativo
Servidor de base de datos corporativo
DBMS gestionando datos y aplicaciones corporativas
Bases de datos remota
DBMS gestionando y almacenado datos móviles
Implementadas en los dispositivos móviles
Plataforma (Laptop, PDA con acceso Internet)
Enlaces de comunicación entre el DBMS Corporativo y el DBMS móvil
Arquitecturas, SABD y Servicios
Bases de datos móvilesArquitectura
Bases de datos móvilesArquitectura
Bases de datos móvilesSABDM
Comunicación entre SABDM y SABD relacionales
SABDM adaptados a los recursos limitados de las unidades móviles
Funcionalidades adicionales
Comunicación inalámbrica con el servidor centralizado de base de datos
Replicación y sincronización de datos
En el dispositivo móvil
Gestión de datos
Análisis de datos
Bases de datos móvilesTransacciones
A mobile transaction (MT) can be defined as
Ti is a triple <F, L, FLM>; where
F = {e1, e2,…, en} is a set of execution fragments,
L = {l1, l2,…, ln} is a set of locations, and
FLM = {flm1, flm2, …, flmn} is a set of fragment
location mapping where j, flmi (ei) = li
Bases de datos móvilesTransacciones
An execution fragment eij is a partial order eij =
{j, j}where
o i = OSj {Ni} where OSj = kOjk, Ojk {read,
write},
and Nj {AbortL, CommitL}
o For any Ojk and Ojl where Ojk = R(x) and Ojl = W(x)
for data object x, then either Ojk j Ojl or Ojl j Ojk
Bases de datos móvilestransacciones: Kangaroo Transaction
It is requested at a MU but processed at DBMS on the fixed network
The management of the transaction moves with MU
Each transaction is divided into subtransactions
Two types of processing modes are allowed, one ensuring overall atomicity by requiring compensating transactions at the subtransactionlevel
Reporting Co-Transactions
The parent transaction
(workflow) is represented in
terms of reporting and co-
transactions which can
execute anywhere
A reporting transaction can
share its partial results with
the parent transaction
anytime and can commit
independently
A co-transaction is a special class of reporting transaction, which can be forced to wait by other transaction
Bases de datos móvilestransacciones
Bases de datos móvilestransacciones: Clustering
A mobile transaction is decomposed into a set of
weak and strict transactions
The decomposition is done based on the
consistency requirement
The read and write operations are also classified as
weak and strict
Bases de datos móvilestransacciones: Semantic Based
The model assumes a mobile transaction to be a
long lived task and splits large and complex objects
into smaller manageable fragments
These fragments are put together again by the
merge operation at the server
If the fragments can be recombined in any order
then the objects are termed reorderable objects
Serialization of concurrent execution
Reasons these methods may
not work satisfactorily
Two-phase locking based (commonly used)
Timestamping
Optimistic
Wired and wireless message overhead
Hard to efficiently support disconnected operations
Hard to manage locking and unlocking operations
Bases de datos móvilestransacciones
Bases de datos móvilestransacciones: serialización
New schemes based on timeout, multiversion, etc., may work
A scheme, which uses minimum number of messages, especially wireless messages is required
Database Frontend Database Backend
C, C++
Java
Visual Studios (C++, VB, C#, J#)
Appforge – Mobile VB
Sybase’s Ultralite Oracle Lite MS-Pocket Access MS-SQL Server CE Pointbase SmallSQL Pyrrho DBMS ScimoreDB HSQLDB Embedded MySQL DataGlass mobile database by
Impathic
Bases de datos móvilesAmbientes
Bases de datos móvilesSybase’s Ultralite
Market Leader (over 60% of mobile market)
Mobilink (Synchronization Server) and Ultralite(Mobile Database)
Can synchronize Data to Databases of different Vendors (not tied to Sybase’s Enterprise Edition).
Ultralite comes with Appforge’s Mobile VB
Oracle Lite
Very Powerful
supports 100% Java development (through JDBC drivers and the database's native support for embedded SQLJ and Java stored procedures)
Supports programming from any development tool that supports ODBC (Visual Basic, C++, Delphi, and so on).
WindowsCE (Pocket) and PalmOS (Palm).
Includes Mobile SQL that is the mobile equivalent of Oracle's SQL*Plus tool.
Only Oracle DBMS significantly different
Oracle Lite
Max. Database size 4 Gb
Client support Palm & Pocket PC
Hardware requiments 1 Mb RAM, 5 Mb Disk
Indexing Only B+ trees
File structure 1 DB file
Bases de datos móvilesOracle Database Lite 10g
Oracle Lite
the Mobile Server product manages the synchronization of data to and from the mobile device (similar to Sybase’s Mobilink)
Unlike the Sybase, Oracle9i Lite assumes the use of Oracle databases on the Server
Extremely Large Footprint (especially when using Web-to-go or Wireless Bandwith)
a component of Oracle9i Lite (wizard), consists of a collection of modules and services that facilitate development, deployment, and management of mobile Web applications.
Allows Oracle Lite users to perform replication, synchronization, and other networking issues without coding
Oracle LiteNot supported
PL/SQL (use Java Stored Procedures and triggers instead)
Oracle Light is intended as a small, single-user client database and do not support any server functionalities like Java CORBA ORB's, SQL*Net Listeners, etc.
Only a few selected dictionary views are available, ALL_TABLES, ALL_VIEWS, ALL_USERS, CAT, etc.
An Oracle Lite database can only be queried from a remote client if it's data is replicated.
Oracle LiteTutoriales
http://www.oracle.com/technology/tech/wireless/tutorials/lite_windowscetutorial11-02.pdf
http://www.oracle.com/technology/products/lite/tutorials/index.html
Pocket Access 2002SQL Server 2000 Windows CE
ADOCE database access classes
for smaller database applications that need to operate on a small number of tables
Pocket Access files are stored using the .cdbextension and are populated by one or more tables from a desktop Access database
Replication/Synchronization is very simple, through ActiveSync
ADOCE database access classes or OLE DB/CE
replication with an enterprise SQL Server data store as well as advanced database capabilities.
Synchronized through RDA or Merge Replication (both through IIS)
Microsoft
Microsoft SQL Server CE
Pointbase
Like Oracle Lite, Java Based
wide variety of platforms (more than Oracle Lite)
Its founder: Bruce Scott, cofounder of Oracle (with Larry Ellison)
HSQLDB
Hyperthreaded Structured Query Language
Written in Java
Offers JDBC Driver
100-600k
Cross Platform
OpenOffice & Mathematica
ScimoreDB Embedded
Distributed Query Language (DQL)
Text based query language
Windows Only
C++
ACID
Independent process or part of your application
Free
4MB (A relatively small footprint in comparison)
SmallSQL
Java
JDBC Driver
200k
No Installation Required
Provides no network interface or user management...so what’s it good for
SQLite
ACID
C
Cross Platform
500K
Uses a Single Database File
FREE!
Not a stand alone process
A library?
Linked Function Calls
Dynamically Typed (Read Weakly)
C, C++, Java, C#, and LISP bindings available
SQLite3
SQLite
SQLite3 - Stand alone application provides:
create database
define tables
insert and change rows
run queries
manage database
Single application (Resides on the host machine)
SQLitecode examples
Because of weak typing and the use of a single database file several layers may be necessary.
SQLiteDatabaseCalls
#include "sqlite3.h"
/*Minimal SQLite3 Interface this provides the only access to SQLite3 library functions*/
sqlite3* createDatabase(char *pFilename);int getDataFromDB(sqlite3* db, const char* sqlCommand, char** & data, int
& rows, int & cols);int clearOldData(sqlite3* db, const char* sqlCommand);int insertResults(sqlite3* db, int currentTime, constchar* sqlCommand);int clearEntries(sqlite3* db, const char* sqlCommand);
SQLite IRL
125 million copies in Mozilla Firefox.
20 million Mac OS X computers, each of which contains multiple copies of SQLite. (In Mac OS X v10.4 Apple introduced SQLite as a persistence layer of the Core Data API.)
300 million downloads of Skype. (The Skype service has 100 million registered users.)
Nokia phones with Symbian OS version 9.4 or later. (The first one is Nokia 5800)
Every iPhone and iPod touch.
Google Android phones like the T-Mobile G1
SQLiteClientes famosos
Adobe
Airbus
Dropbox
Intuit
McAfee
Mozilla
Php
Python
REALbasic
Skype
Sun
Symbian
Bases de datos móvilesServicios
Comunicación con el servidorcentralizado de la base de datos
Replicar datos en el servidor de bases de datos centralizado y en el dispositivo móvil
Capturar datos de variasfuentes, p.e. Internet
Gestionar datos en el dispositivo móvil
Analizar los datos almacenadosen el dispositivo móvil
Crear aplicaciones móvilespersonalizadas
Google Google Mobile
Google SMS
Google Maps for Mobile
Yahoo Yahoo! Mobile
Yahoo! Go
Others AOL, MSN, 4INFO, …
Google Mobile
http://mobile.google.com/
(XHTML)
(WML)
Google Mobile
Google Maps for mobile
Ventajas Inconvenientes
Movilidad de los usuarios Acceso remoto
Comodidad
Costos transporte físico
Mercado potencial amplio
Variedad de aplicaciones
Competencia entre fabricantes disminuyen costos de terminales
Dependencia de conexión Cobertura de red
Costos de transmisión
Tipos de red
Seguridad de transmisión
Estabilidad
Consistencia y Coherencia de BD
Fallos complejos propios de entornos distribuidos
Capacidad de terminales
Bases de datos móviles
Bibliografía
“Comparison of relational database management systems.” Wikipedia: The Free Encyclopedia. 15 November 2008 http://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_relational_database_management_systems
“HSQLDB.” 15 November 2008 <http://hsqldb.org/> “SmalSQL Database - the Java Desktop Database with JDBC interface.” 15
November 2008 <http://www.smallsql.de/> “Scimore - High performance distributed, client/server and fully feature
embeded SQL database.” 15 November 2008 <http://www.scimore.com/> “SQLite Documentation.” 15 November 2008
http://www.sqlite.org/docs.html Bases de datos móviles
https://modelosbd2012t1.wordpress.com/2012/03/15/base-de-datos-moviles-3/
Bases de datos móviles https://prezi.com/bs5cs5xhlsj6/bases-de-datos-moviles/
Mobile dbms http://es.slideshare.net/Tech_MX/mobile-dbms
Fin
