Techniken für mobile Datenbanken in Informationssystemen (PDF)
Inhaltsangabe:Einleitung:
Mobile Computer erfreuen sich stetig wachsender Beliebtheit. Die Verbesserung von Kommunikationswegen, Prozessorleistung, Speicherkapazität und Displayauflösung, erlaubt die Ausführung komplexer Anwendungen auch auf mobilen...
Mobile Computer erfreuen sich stetig wachsender Beliebtheit. Die Verbesserung von Kommunikationswegen, Prozessorleistung, Speicherkapazität und Displayauflösung, erlaubt die Ausführung komplexer Anwendungen auch auf mobilen...
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Produktinformationen zu „Techniken für mobile Datenbanken in Informationssystemen (PDF)“
Inhaltsangabe:Einleitung:
Mobile Computer erfreuen sich stetig wachsender Beliebtheit. Die Verbesserung von Kommunikationswegen, Prozessorleistung, Speicherkapazität und Displayauflösung, erlaubt die Ausführung komplexer Anwendungen auch auf mobilen Endgeräten. Mobil kann man zum Beispiel mit einem Notebook oder einem Personal Digital Assistant (PDA) sein, aber auch mit einem weniger leistungsfähigen Gerät wie einem Mobiltelefon. Dessen ursprüngliche Funktionen wie Telefonieren wurden nach und nach durch umfangreiche Multimediaanwendungen ergänzt. Neben lokal installierten Anwendungen wird immer häufiger das Internet benötigt, um beispielsweise E-Mails abzurufen oder auf firmeninterne Informationen zuzugreifen. Was ist aber, wenn die Verbindung zum Unternehmensportal oder der gewünschten Webseite temporär unterbrochen ist oder wenn erst gar keine Möglichkeit besteht, einen mobilen Netzzugang zu finden? Wichtige Informationen, die beispielsweise ein Außendienstmitarbeiter benötigt, müssen für ihn zu jeder Zeit, an jedem Ort verfügbar sein. Es ist nicht mehr nötig, dass der Mitarbeiter vor seinem stationären Rechner im Büro sitzt, um Termine oder Kundenadressen zu lesen und bearbeiten zu können. Die Daten werden einfach auf einem mobilen Gerät, das der Mitarbeiter bei geschäftlichen Terminen außerhalb der Firma mit sich führt, zwischengespeichert. Sobald der Mitarbeiter wieder im Büro ist, werden die geänderten Termin-, Adress- und Kundendaten mit den zentral gespeicherten Unternehmensinformationen abgeglichen und so für andere Kollegen zugänglich gemacht. Eine mobile Anwendung erlaubt dem Nutzer eine individuelle Bereitstellung und Verarbeitung von Informationen.
Während eine simple Anwendung wie ein Adressbuch Datensätze in einer einfachen Datei verwalten kann, bedürfen komplexe Datenstrukturen einer effizienteren Datenhaltung. Um ein hohes Datenaufkommen optimal zu speichern und zu verarbeiten, werden Datenbanken eingesetzt. Verständlicherweise haben kleine mobile Geräte im Gegensatz zu stationären Computern weniger Kapazitäten zur Verfügung. Eine klassische Datenbank ist auf diesen kleinen Geräten nicht lauffähig. Um aber trotzdem dem Außendienstmitarbeiter Datenbankfunktionalität auf seinem Notebook anbieten zu können, wurden mobile Datenbanken entwickelt. Ziel ist eine ununterbrochene Ausführung der Anwendung, selbst wenn vorübergehend keine Verbindung zum Internet besteht.
Der Zoologische Garten Berlin mit seinem hiesigen Informationsangebot bietet ein gutes Beispiel für eine mobile Anwendungsentwicklung mit Datenbankfunktionalität. Im Zoo finden sich Besucher aus aller Welt. Dazu zählen nicht nur Menschen aus den Nachbarländern, sondern auch Chinesen, Japaner, Briten und Amerikaner. Leider werden die vorhandenen Informationen zum größten Teil nur in deutscher Sprache angeboten. Oft sind die Beschilderungen an den Gehegen unleserlich, da sie verwittert sind oder ganz fehlen. Besucher, die über ein Mobiltelefon oder einen PDA verfügen, könnten Informationen, die speziell auf ihre Wünsche zugeschnitten sind, auf ihr mobiles Gerät übertragen und würden somit fehlenden Schildern oder einer etwaigen sprachlichen Barriere trotzen. Der Zoobesucher kann während seines Rundgangs in gewohnter Weise in seiner Muttersprache und mit seinem eigenen Gerät Informationen konsumieren. Ein flexibles Informationsangebot des Zoos ist nicht mehr durch technische Möglichkeiten begrenzt.
Dauerhafte Online-Verbindung wie UMTS sind allerdings noch zu teuer, um einen ständigen Datenzugriff gewähren zu können. Das Bearbeiten von Daten würde durch den zusätzlichen Netzverkehr erheblich länger dauern und bei einem Ausfall der Verbindung könnte man überhaupt nicht mehr weiterarbeiten. Im Zweifelsfall könnten sogar Daten verloren gehen. Den Zoo Berlin mit seinem 32,7 Hektar großen Gelände komplett zu vernetzen wäre zu aufwändig und teuer. Eine schnellere Lösung, den mobilen Zoobesucher mit einem individuellen Informationsangebot zu versorgen, bieten mobile Datenbanken. Der Datenzugriff wird in diesem Fall nicht über eine Netzverbindung realisiert, sondern es werden lokal gespeicherte Daten auf einem PDA oder einem Notebook verwendet. Zugriffszeiten und Übertragungskosten werden durch den Einsatz einer mobilen Datenbank reduziert.
Die vorliegende Arbeit stellt eine Forschungsarbeit innerhalb des vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) geförderten BAER-Projekts dar. Die Technische Fachhochschule (TFH) Berlin bietet im Rahmen dieses Projekts dem Zoologischen Garten Berlin hinsichtlich moderner Bau-, Begrünungs- und IT-Projekte Lösungsvorschläge sowie konkrete Umsetzungsangebote an. Innerhalb dieses BAER-Projekts wären verschiedene Szenarien denkbar. Es sollen nachfolgend drei der wichtigsten aus informationstechnologischer Sicht vorgestellt werden. Das in der Einleitung kurz erwähnte Besucherszenario im Zoologischen Garten Berlin soll als erstes weiter vertieft werden.
Besucherszenario im Zoologischen Garten Berlin:
Besucher des Zoologischen Gartens Berlin können mithilfe ihres eigenen PDAs Informationen in Form von Texten und Bildern zu einzelnen Pflanzen oder Tieren erhalten. Dazu zählt nicht nur die Wiedergabe der vorhandenen Gehegebeschriftungen, sondern auch die Anzeige aktueller Fütterungszeiten oder Besuchervorführungen. Das Angebot könnte zielgruppenorientiert aufbereitet werden. Für Kinder könnte es ein Fragequiz oder ein Tierpuzzle geben, für ausländische Besucher könnten die Informationen in einer anderen Sprache angeboten werden. Dazu müssten allerdings zunächst die vorhandenen Informationen von einem fachkundigen Dolmetscher übersetzt werden. Durchaus vorstellbar wäre auch eine individuelle Routenplanung durch den Zoo oder die Anzeige von ortsabhängigen Informationen, je nachdem an welchem Standort sich der Besucher gerade befindet. Geht er gerade am Löwengehege vorbei, werden automatisch die Informationen für die Löwen angezeigt. Geht der Anwender weiter zum Gorillakäfig, dann könnte er - ohne auch nur einen Knopf zu drücken - die vorhandenen Informationen über Gorillas lesen. Eine anspruchsvollere Umsetzung wäre die Wiedergabe von vorgelesenen Texten für sehbehinderte Menschen. Anspruchsvoll deshalb, weil die vorhanden Informationen zunächst auditiv aufbereitet und digitalisiert werden müssten. Das Abspielen von Audio- und Videomaterial ist jedoch grundsätzlich auch auf Mobiltelefonen und PDAs möglich.
Um das multimediale Angebot nutzen zu können, müssten sich die Besucher mit ihrem eigenen - in den Zoo mitgebrachten- Gerät mit einer Art Datentankstelle verbinden, die sich am Eingang des Zoos befinden könnte. Der Benutzer wählt an der Datentankstelle die für ihn wichtigen Informationen aus. Die Software der Datentankstelle speichert diese Informationen in einer mobilen Datenbank, die der Benutzer nun zusammen mit einer geeigneten grafischen Benutzeroberfläche auf sein mobiles Gerät übertragen und ausführen kann. Auf den Datenbestand des Zoos können Besucher nur lesend zugreifen. Der Zoobesucher hat nie die Möglichkeit, den originalen Datenbestand beispielsweise über die Datentankstelle zu beeinflussen. Sobald die Daten auf dem mobilen Endgerät sind, kann ein Schreibzugriff allerdings nicht mehr verhindert werden. Der Benutzer kann Datenbankinhalte durch eigene Stichpunkte oder Fotos ergänzen.
Im Besucherszenario werden ein geeignetes Gerät und ein technisches Grundverständnis beim Anwender vorausgesetzt. Er muss wissen, wie sein Gerät bedient wird und wie er Daten übertragen kann. Der Besucher ist für die Benutzung der Software und die Wartung des Geräts selbst verantwortlich. Der Zoo stellt diesbezüglich nur die Datentankstelle bereit. Ausleihbare mobile Geräte werden nicht angeboten. Dadurch entstehen für den Zoo nur Kosten für Hardware, Software und Wartung der Datentankstelle. Gäste, die nicht über ein geeignetes Gerät während ihres Zoobesuchs verfügen, können dieses Angebot nicht nutzen.
Mitarbeiterszenario im Zoologischen Garten Berlin:
Im Gegensatz zum Besucherszenario könnte Mitarbeitern des Zoos die Möglichkeit eingeräumt werden, zentrale Datenbestände zu modifizieren oder zu erweitern. Insbesondere Landschaftspfleger oder Gärtner inventarisieren eigenhändig seltene Bäume und Pflanzen als eine Art Baumkataster. Auch eine Speicherung von Informationen zu Tierindividuen durch Tierpfleger wäre denkbar. Dazu geben die Mitarbeiter direkt vor Ort wichtige Eckdaten von den einzelnen Exemplaren in die mobile Datenbank ein. Da die Eingabe der Daten erfolgt, wenn das PDA-Gerät nicht mit der zentralen Datenbank des Zoos verbunden ist, müssen die geänderten Informationen, später mit dem zentralen Datenbestand abgeglichen werden. Auf diese Weise wird stets ein aktueller Datenbestand gewährleistet. Dieses Szenario ist auf eine sehr abstrakte Darstellung reduziert worden. In der Praxis ist es nicht denkbar, dass ein Tierpfleger die Zeit findet, um Datenbestände zu pflegen. Das teuere Endgerät könnte mitunter auch während der Arbeit beschädigt werden oder verloren gehen. Außerdem müssten Mitarbeiter geschult werden, um die komplexe Anwendung, die ein solches Szenario impliziert, bedienen zu können. Das Mitarbeiterszenario unterscheidet sich vom Besucherszenario dadurch, dass die vom Mitarbeiter geänderten Datenbestände mit dem zentralen Zoodatenbestand asynchron abgeglichen werden. Im Besucherszenario werden dagegen lediglich Teile des Datenbestandes selektiert und auf das Endgerät kopiert.
Lehrpfadszenario auf dem Gelände der TFH Berlin:
Auf dem Campus der TFH Berlin wurden Pflanzen wie zum Beispiel Buchsbaum in einem Abstand von etwa einem halben Meter zu benachbarten Gewächsen angepflanzt. Um nicht für jeden Testversuch innerhalb des BAER-Projekts den Zoo aufsuchen zu müssen, können auf diesem Lehrpfad begrünungs- und informationstechnische Maßnahmen nachgebildet werden. Hinzu kommt, dass für Hard- und Softwareinstallationen im Zoo Genehmigungsverfahren durchlaufen werden müssen, die im Lehrpfadszenario entfallen. So ist beispielsweise eine ständige Online-Verbindung durch das installierte WLAN möglich. Eine Speicherung der pflanzenrelevanten Daten in einer Datenbank ist ebenfalls vorgesehen. Das Lehrpfadszenario bietet sich darüber hinaus für die Untersuchung von ortsabhängigen Diensten an, die im Kapitel Grundlagen ab Seite 18 näher erläutert werden.
Die genannten Ausschlusskriterien im Mitarbeiterszenario führen dazu, dass eine praxisnahe Umsetzung in dieser Arbeit wenig Beachtung findet. Gleiches gilt für das Lehrpfadszenario, dass im Grunde genommen nur zu Testzwecken eingerichtet wurde und nach Abschluss des BAER-Projekts wahrscheinlich keine weitere Beachtung finden wird. Auch wenn diese beiden Szenarien im Folgenden immer wieder genannt werden, gilt die Aufmerksamkeit in dieser Betrachtung dem Besucherszenario. Eine Realisierung dieses Szenarios erscheint am sinnvollsten. Selbst wenn eine entsprechende Datentankstelle im Zoo nicht installiert werden sollte, kann die Anwendung beispielsweise auch über die Webseite des Zoos angeboten werden. Der interessierte Besucher kann in diesem Fall zwar nur im Vorfeld seines Zoobesuchs die Anwendung installieren, einer Benutzung im Zoogelände stünde jedoch nichts im Wege.
Ziel der Arbeit:
Ziel dieser Diplomarbeit ist die Untersuchung von Techniken, um effiziente mobile Datenbankanwendungen innerhalb von Informationssystemen für das BAER-Projekt zu entwickeln. Es werden verschiedene mobile Datenbanksysteme erforscht. Die Untersuchung von Nutzbarkeit, Integrierbarkeit und Schnelligkeit von mobilen Datenbanken spielen ebenfalls eine wichtige Rolle. Darüber hinaus werden verschiedene Ansätze von Programmiertechniken diskutiert, die im mobilen Umfeld Anwendung finden können. Das Ziel umfasst dabei auch eine exemplarische Umsetzung des Besucherszenarios auf Basis der Untersuchungsergebnisse. Besonderen Wert wird auf die Implementierung verschiedener Sprachen und auf die Nutzung von ortsabhängigen Diensten gelegt.
Voraussetzungen:
Ziel dieser Arbeit ist nicht, eine Basiseinführung in verschiedene Datenbanktechnologien zu geben oder mobile Übertragungsverfahren zu diskutieren. Obwohl grundlegende Konzepte erläutert werden, wird beim Leser ein rudimentäres Grundverständnis für die Funktionsweise von Datenbanken und mobilen Technologien vorausgesetzt. Konzepte wie SQL, XML oder Objektorientierung werden nicht näher erläutert. Da eine prototypische Anwendung implementiert wird, werden ebenfalls Grundkenntnisse in der Programmierung erwartet.
Abgrenzung:
Um der Arbeit einen begrenzten Rahmen zu geben, werden die wichtigsten Ausschlusskriterien genannt, die nicht in dieser Arbeit untersucht werden. So spielt zum Beispiel die Implementierung der Datentankstelle keine Rolle. Es wird davon ausgegangen, dass dem Besucher eine Möglichkeit geboten wird, auf Datenbestände zuzugreifen. Dadurch kann auch keine praxisorientierte Umsetzung von Synchronisationsverfahren zwischen dem mobilen Datenbestand und dem zentralen Datenbestand erfolgen. Die Theorie dazu findet sich aber im Kapitel Replikation und Synchronisation ab Seite 40 wieder. Die Umsetzung der ortsabhängigen Dienste findet auf einer trivialen Ebene statt und schließt umfangreiche Navigationsmöglichkeiten und die Anzeige von digitalen Landkarten aus.
Generell wird in dieser Arbeit Abstand von einer theoretischen Erläuterung grundlegender technischer Verfahren genommen. So wird in dieser Arbeit auf eine Beschreibung von Übertragungsprotokollen, Sperrverfahren im Mehrbenutzerbetrieb oder Synchronisationsalgorithmen verzichtet. Stattdessen, werden die praxisrelevanten Grundlagen geschaffen, um eine mobile Anwendung im BAER-Projekt erstellen zu können. Ferner werden aus Kostengründen keine kommerziellen mobilen Datenbanksysteme untersucht. Das soll aber nicht heißen, dass diese Systeme sich nicht prinzipiell für das BAER-Projekt eignen. Im Gegenteil, sie bieten sogar mehr Komfort beim Erstellen einer mobilen Anwendung und implementieren professionelle Synchronisationsmechanismen. Wer sich hier genauer belesen will, dem seien die Bücher und nahe gelegt.
Aufbau der Diplomarbeit:
Die vorliegende Diplomarbeit gliedert sich in drei grobe Teilbereiche. Nach der in diesem Kapitel erfolgten Einleitung, wird anschließend die Erläuterung der einzelnen Begriffe des Arbeitstitels vorgenommen. In Kapitel 2 werden die nötigen Voraussetzungen für ein allgemeines Verständnis der Thematik vermittelt. Es werden u. a. die Begriffe Mobilität, mobile Datenbanken und Anwendungen, Informationssysteme oder Datenmodelle besprochen. Der erste Abschnitt endet mit der Erläuterung von ortsabhängigen Diensten.
Im zweiten Abschnitt werden fünf funktionsreduzierte Datenbanksysteme ab Seite 21 vorgestellt. Die theoretische Auseinandersetzung mit der Architektur von mobilen Informationssystemen, Replikations- und Synchronisationsverfahren, Transaktionsverwaltung sowie Sicherheitsaspekten findet in den drei darauf folgenden Kapiteln statt.
Der letzte Abschnitt beschäftigt sich in Kapitel 7 mit möglichen Implementierungsverfahren für mobile Anwendungen. Es werden Vor- und Nachteile dieser Techniken besprochen und eine Variante inklusive einer geeigneten mobilen Datenbank für die Erstellung des Prototyps ausgewählt. In Kapitel 8 wird anschließend die Erstellung des Prototyps geschildert. Den Abschluss bildet ein Resümee in Kapitel 9, in dem Ergebnisse diskutiert sowie aufgetretene Probleme, offene Punkte und eine mögliche Weiterführung des Projekts dargelegt werden.
Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
1.Einführung und Motivation1
1.1Ziel der Arbeit4
1.1.1Voraussetzungen5
1.1.2Abgrenzung5
1.2Aufbau der Diplomarbeit5
2.Grundlagen7
2.1Terminologie7
2.1.1BAER-Projekt & Zoo Berlin7
2.1.2Techniken, Prototyp8
2.1.3Mobilität8
2.1.4Datenbank, mobile Datenbank9
2.1.5Mobile Endgeräte12
2.1.6Mobile Anwendungen, Clients, Daten13
2.1.7Informationssysteme13
2.2Technische Grundlagen14
2.2.1Relationale Datenbanksysteme15
2.2.2Objektrelationale und objektorientierte Datenbanksysteme16
2.2.3XML17
2.2.4Multimediadaten18
2.2.5Ortsabhängige Dienste18
3.Eingebettete Datenbanksysteme21
3.1HSQLDB22
3.2Derby25
3.3MinDB27
3.4db4o27
3.5SQLite30
3.6Performance-Untersuchungen31
3.6.1Testergebnisse31
3.6.2Empirische Berechnungen für Bilddateien34
4.Architektur mobiler Informationssysteme35
4.1Client-Server-Architektur35
4.2Middleware-Architektur36
4.3Verteilte Datenbanksysteme38
5.Replikation und Synchronisation40
5.1Synchronisationsstrategien42
5.2Datenreplikation im Besucherszenario46
6.Sicherheit47
6.1Transaktionsmanagement als Datensicherungskonzept47
6.2Weitere Datensicherungsmaßnahmen und Datenschutz50
6.3Sicherheitskonzepte in eingebetteten Datenbanken53
7.Technologien für die Entwicklung mobiler Anwendungen55
7.1Programmiersprachen56
7.1.1Java57
7.1.2Mobile Java-Technologien58
7.1.3C#59
7.2Übertragungswege60
7.3Design von mobilen Anwendungen62
7.4Lizenzrechtliche Konsequenzen64
8.Prototypische Realisierung66
8.1Technologieentscheidung66
8.2Anwendungsfälle und Klassendiagramm67
8.3Datenbankdesign69
8.4Verwendete Techniken bei der Implementierung70
8.4.1Zugriff auf SQLite70
8.4.2Anzeige von Datenbankinhalten73
8.4.3Bilddateien75
8.4.4Überwindung sprachlicher Barrieren76
8.4.5GPS-Daten über serielle Schnittstelle empfangen79
8.4.6Ortsabhängige Dienste81
9.Diskussion der Ergebnisse84
9.1Schwierigkeiten während des Lösungsprozesses84
9.2Offene Punkte85
9.3Ausblick85
Anhang A87
SQL-Skript - zentralerDatenbestand.txt87
SQL-Skript - tblEnclosures.txt94
Anhang B95
Abkürzungsverzeichnis96
Abbildungsverzeichnis98
Verzeichnis der Programmbeispiele99
Literatur- und Quellenverzeichnis100
Glossar103
Stichwortverzeichnis106
Textprobe:Textprobe:
Kapitel 2.1.3, Mobilität:
Um die Begriffe mobile Datenbank und mobile Endgeräte besser verstehen zu können, wird zunächst der übergeordnete Begriff Mobilität erläutert. Mobil kann nach als ¿beweglich, munter¿ definiert werden. Das zugehörige Substantiv Mobilität wird als ¿[geistige] Beweglichkeit, Häufigkeit des Wohnsitzwechsels¿ definiert. Wohnsitzwechsel ist im Hinblick auf den Titel dieser Arbeit zu weit hergeholt, aber die Häufigkeit eines Standortwechsels soll ebenso durch den Begriff Mobilität definiert sein.
Menschen (Benutzermobilität) oder Objekte (Endgerätemobilität), egal an welchem Ort sie sich befinden, können in ihrer gewohnten Weise kör0perliche und geistige Tätigkeiten ausführen. Sie sollten weder auf Arbeitsgeräte noch auf Arbeitsabläufe verzichten müssen. Typischerweise geht die Mobilität eines Benutzers mit der Mobilität eines Endgeräts einher, auch wenn das nicht zwingend notwendig ist. Ein Benutzer kann genauso gut mobil sein, wenn er gerade kein mobiles Endgerät zur Hand hat. Als Beispiel kann ein Reisender genannt werden, der sich in einer anderen Stadt aufhält und einen fest verdrahteten Rechner in einem Internetcafé zum Abrufen seiner E-Mail-Nachrichten nutzt.
Mobilität darf jedoch nach nicht mit Drahtlosigkeit oder Funktechnik verwechselt werden. Beide Begriffe stehen für konkrete Netzwerkanbindungsmöglichkeiten. Mobilität beschreibt dagegen eher den Zustand der Ortsunabhängigkeit einer Person oder eines Gegenstandes. Mobilität schließt im Gegensatz zu Drahtlosigkeit ein, dass der Benutzer auch im Offline-Betrieb - wenn keine Verbindung zum Internet oder Intranet besteht - Geräte und Anwendungen wie gewohnt nutzen kann. Das inkludiert auch, dass sich ein Benutzer mit seinem Gerät bewegen kann, ohne auf Funktionalität verzichten zu müssen. Drahtlosigkeit erfordert dagegen einen Maximalabstand, um eine Anwendung weiterhin ausführen zu können. Im Idealfall ist ein mobiler Benutzer nicht an ein konkretes Gerät gebunden. Er sollte eine Anwendung mit einem Notebook genauso gut bedienen können wie mit einem stationären Rechner.
Datenbank, mobile Datenbank:
Informationen werden durch Daten repräsentiert, die wiederum in Datenbanken gespeichert werden können. Eine Datenbank (DB) ist nach ¿eine strukturierte, persistente Ansammlung von Daten¿. Daten werden zentral und redundanzarm verwaltet. Eine Datenbank ist von einem auf sie zugreifenden Programm eine eigenständige, unabhängige Komponente. Darüber hinaus bietet eine Datenbank effiziente Zugriffs- und Suchalgorithmen, um Datenelemente zu bearbeiten. In einer Datenbank haben alle Daten einen logischen Zusammenhang. Diese Daten repräsentieren einen Ausschnitt aus der real existierenden Welt. Als Software auf einem stationären Rechner übernimmt sie die strukturierte und dauerhafte Speicherung von bis zu mehreren tausend oder sogar zehntausend Datensätzen. Die darin enthaltenen Daten werden nach von bestimmten Benutzergruppen für einen festgelegten Zweck eingesetzt. Eine Datenbank ermöglicht ihren Benutzern u. a. einen effizienten Datenzugriff, Sicherheitsmechanismen zum Schutz vor Datenverlust sowie eine hohe Verfügbarkeit der Daten. Das ist besonders wichtig, wenn Daten in kritischen Anwendungsbereichen wie zum Beispiel Onlinebanking benötigt werden. Ein wichtiges Kriterium für den Einsatz einer Datenbank ist die Entkoppelung der Daten von den Anwendungsprogrammen (AP) So können die in einer Datenbank gespeicherten Informationen durch heterogene Benutzerschnittstellen verwendet oder bearbeitet werden. Nachteile einer Datenbank sind allerdings, dass der hohe Administrationsaufwand und die Bereitstellung von geeigneten Datenbankanwendungsprogrammen nur von qualifiziertem Fachpersonal bewältigt werden kann. Es entstehen dadurch Mehrkosten für das Unternehmen. Diese Kosten sind dennoch geringer als die Kosten für den Administrationsaufwand, der entsteht, wenn große Datenmengen dezentral und unstrukturiert gehalten werden. Eine Datenbank zeichnet sich dadurch aus, dass ihre Inhalte aktuell gehalten werden. Das kann zum Teil sehr zeitaufwändig sein, insbesondere bei großen Datenbeständen. Die genannten Nachteile eines Datenbankeinsatzes können jedoch nicht dessen Vorteile abwerten. Ein Vorteil ist, dass flexibles, wirtschaftliches und damit kostenreduziertes Arbeiten ermöglicht wird. Klassische Datenbanksysteme sind eher für leistungsstarke stationäre Serverrechner ausgelegt.
Eine mobile Datenbank ist speziell dafür konzipiert worden, um auf kleinen mobilen Geräten eingesetzt zu werden. Sie sind herstellerseitig in ihrer Größe und in ihrem Funktionsumfang eingeschränkt, da sie mit den knappen Ressourcen der leistungsschwachen mobilen Endgeräte haushalten müssen. Oft werden sie daher als Small-Footprint-Datenbanksysteme bezeichnet. Ziel dabei ist nach, trotz der physikalischen Einschränkung Datenbankfunktionalität anzubieten. Um den Footprint so klein wie möglich zu halten, können Daten meist nur in begrenztem Volumen abgespeichert werden. Der Funktionsumfang von Datenbankanfragesprachen, die zur Definition und Manipulation von Daten dienen, ist eingeschränkt. So wird zum Beispiel oft auf Constraints verzichtet. Oder es wird auf umfangreiche Benutzerrechte verzichtet, das heißt ein Nutzer einer mobilen Datenbank kann Daten eines anderen Nutzers derselben Datenbank lesen und sogar bearbeiten. Für ein Besucherszenario sind diese Einschränkungen unerheblich, sie sollen nur Daten mithilfe einfacher Anfragen lesen können, ein Mehrbenutzersystem ist ebenfalls ausgeschlossen.
In einer mobilen Datenbank können nicht nur Texte gespeichert werden, sondern ebenso gut Bilddateien. Mobile Datenbanken werden als kommerzielle oder kostenlos nutzbare Open-Source-Variante von diversen Herstellern angeboten. Beispiele für mobile Datenbanken sind IBM DB2 Everyplace, Oracle Database Lite oder Microsoft SQL Server CE. Der große Vorteil von mobilen Datenbanken ist, dass man auf den Datenbestand jederzeit zugreifen kann, auch wenn der PDA gerade nicht mit dem Inter- oder Intranet verbunden ist. Mobile Datenbanken kommen folglich überall dort zum Einsatz, wo eine stabile Verbindung zu einem Datenbankserver nicht garantiert werden kann.
Mobile Computer erfreuen sich stetig wachsender Beliebtheit. Die Verbesserung von Kommunikationswegen, Prozessorleistung, Speicherkapazität und Displayauflösung, erlaubt die Ausführung komplexer Anwendungen auch auf mobilen Endgeräten. Mobil kann man zum Beispiel mit einem Notebook oder einem Personal Digital Assistant (PDA) sein, aber auch mit einem weniger leistungsfähigen Gerät wie einem Mobiltelefon. Dessen ursprüngliche Funktionen wie Telefonieren wurden nach und nach durch umfangreiche Multimediaanwendungen ergänzt. Neben lokal installierten Anwendungen wird immer häufiger das Internet benötigt, um beispielsweise E-Mails abzurufen oder auf firmeninterne Informationen zuzugreifen. Was ist aber, wenn die Verbindung zum Unternehmensportal oder der gewünschten Webseite temporär unterbrochen ist oder wenn erst gar keine Möglichkeit besteht, einen mobilen Netzzugang zu finden? Wichtige Informationen, die beispielsweise ein Außendienstmitarbeiter benötigt, müssen für ihn zu jeder Zeit, an jedem Ort verfügbar sein. Es ist nicht mehr nötig, dass der Mitarbeiter vor seinem stationären Rechner im Büro sitzt, um Termine oder Kundenadressen zu lesen und bearbeiten zu können. Die Daten werden einfach auf einem mobilen Gerät, das der Mitarbeiter bei geschäftlichen Terminen außerhalb der Firma mit sich führt, zwischengespeichert. Sobald der Mitarbeiter wieder im Büro ist, werden die geänderten Termin-, Adress- und Kundendaten mit den zentral gespeicherten Unternehmensinformationen abgeglichen und so für andere Kollegen zugänglich gemacht. Eine mobile Anwendung erlaubt dem Nutzer eine individuelle Bereitstellung und Verarbeitung von Informationen.
Während eine simple Anwendung wie ein Adressbuch Datensätze in einer einfachen Datei verwalten kann, bedürfen komplexe Datenstrukturen einer effizienteren Datenhaltung. Um ein hohes Datenaufkommen optimal zu speichern und zu verarbeiten, werden Datenbanken eingesetzt. Verständlicherweise haben kleine mobile Geräte im Gegensatz zu stationären Computern weniger Kapazitäten zur Verfügung. Eine klassische Datenbank ist auf diesen kleinen Geräten nicht lauffähig. Um aber trotzdem dem Außendienstmitarbeiter Datenbankfunktionalität auf seinem Notebook anbieten zu können, wurden mobile Datenbanken entwickelt. Ziel ist eine ununterbrochene Ausführung der Anwendung, selbst wenn vorübergehend keine Verbindung zum Internet besteht.
Der Zoologische Garten Berlin mit seinem hiesigen Informationsangebot bietet ein gutes Beispiel für eine mobile Anwendungsentwicklung mit Datenbankfunktionalität. Im Zoo finden sich Besucher aus aller Welt. Dazu zählen nicht nur Menschen aus den Nachbarländern, sondern auch Chinesen, Japaner, Briten und Amerikaner. Leider werden die vorhandenen Informationen zum größten Teil nur in deutscher Sprache angeboten. Oft sind die Beschilderungen an den Gehegen unleserlich, da sie verwittert sind oder ganz fehlen. Besucher, die über ein Mobiltelefon oder einen PDA verfügen, könnten Informationen, die speziell auf ihre Wünsche zugeschnitten sind, auf ihr mobiles Gerät übertragen und würden somit fehlenden Schildern oder einer etwaigen sprachlichen Barriere trotzen. Der Zoobesucher kann während seines Rundgangs in gewohnter Weise in seiner Muttersprache und mit seinem eigenen Gerät Informationen konsumieren. Ein flexibles Informationsangebot des Zoos ist nicht mehr durch technische Möglichkeiten begrenzt.
Dauerhafte Online-Verbindung wie UMTS sind allerdings noch zu teuer, um einen ständigen Datenzugriff gewähren zu können. Das Bearbeiten von Daten würde durch den zusätzlichen Netzverkehr erheblich länger dauern und bei einem Ausfall der Verbindung könnte man überhaupt nicht mehr weiterarbeiten. Im Zweifelsfall könnten sogar Daten verloren gehen. Den Zoo Berlin mit seinem 32,7 Hektar großen Gelände komplett zu vernetzen wäre zu aufwändig und teuer. Eine schnellere Lösung, den mobilen Zoobesucher mit einem individuellen Informationsangebot zu versorgen, bieten mobile Datenbanken. Der Datenzugriff wird in diesem Fall nicht über eine Netzverbindung realisiert, sondern es werden lokal gespeicherte Daten auf einem PDA oder einem Notebook verwendet. Zugriffszeiten und Übertragungskosten werden durch den Einsatz einer mobilen Datenbank reduziert.
Die vorliegende Arbeit stellt eine Forschungsarbeit innerhalb des vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) geförderten BAER-Projekts dar. Die Technische Fachhochschule (TFH) Berlin bietet im Rahmen dieses Projekts dem Zoologischen Garten Berlin hinsichtlich moderner Bau-, Begrünungs- und IT-Projekte Lösungsvorschläge sowie konkrete Umsetzungsangebote an. Innerhalb dieses BAER-Projekts wären verschiedene Szenarien denkbar. Es sollen nachfolgend drei der wichtigsten aus informationstechnologischer Sicht vorgestellt werden. Das in der Einleitung kurz erwähnte Besucherszenario im Zoologischen Garten Berlin soll als erstes weiter vertieft werden.
Besucherszenario im Zoologischen Garten Berlin:
Besucher des Zoologischen Gartens Berlin können mithilfe ihres eigenen PDAs Informationen in Form von Texten und Bildern zu einzelnen Pflanzen oder Tieren erhalten. Dazu zählt nicht nur die Wiedergabe der vorhandenen Gehegebeschriftungen, sondern auch die Anzeige aktueller Fütterungszeiten oder Besuchervorführungen. Das Angebot könnte zielgruppenorientiert aufbereitet werden. Für Kinder könnte es ein Fragequiz oder ein Tierpuzzle geben, für ausländische Besucher könnten die Informationen in einer anderen Sprache angeboten werden. Dazu müssten allerdings zunächst die vorhandenen Informationen von einem fachkundigen Dolmetscher übersetzt werden. Durchaus vorstellbar wäre auch eine individuelle Routenplanung durch den Zoo oder die Anzeige von ortsabhängigen Informationen, je nachdem an welchem Standort sich der Besucher gerade befindet. Geht er gerade am Löwengehege vorbei, werden automatisch die Informationen für die Löwen angezeigt. Geht der Anwender weiter zum Gorillakäfig, dann könnte er - ohne auch nur einen Knopf zu drücken - die vorhandenen Informationen über Gorillas lesen. Eine anspruchsvollere Umsetzung wäre die Wiedergabe von vorgelesenen Texten für sehbehinderte Menschen. Anspruchsvoll deshalb, weil die vorhanden Informationen zunächst auditiv aufbereitet und digitalisiert werden müssten. Das Abspielen von Audio- und Videomaterial ist jedoch grundsätzlich auch auf Mobiltelefonen und PDAs möglich.
Um das multimediale Angebot nutzen zu können, müssten sich die Besucher mit ihrem eigenen - in den Zoo mitgebrachten- Gerät mit einer Art Datentankstelle verbinden, die sich am Eingang des Zoos befinden könnte. Der Benutzer wählt an der Datentankstelle die für ihn wichtigen Informationen aus. Die Software der Datentankstelle speichert diese Informationen in einer mobilen Datenbank, die der Benutzer nun zusammen mit einer geeigneten grafischen Benutzeroberfläche auf sein mobiles Gerät übertragen und ausführen kann. Auf den Datenbestand des Zoos können Besucher nur lesend zugreifen. Der Zoobesucher hat nie die Möglichkeit, den originalen Datenbestand beispielsweise über die Datentankstelle zu beeinflussen. Sobald die Daten auf dem mobilen Endgerät sind, kann ein Schreibzugriff allerdings nicht mehr verhindert werden. Der Benutzer kann Datenbankinhalte durch eigene Stichpunkte oder Fotos ergänzen.
Im Besucherszenario werden ein geeignetes Gerät und ein technisches Grundverständnis beim Anwender vorausgesetzt. Er muss wissen, wie sein Gerät bedient wird und wie er Daten übertragen kann. Der Besucher ist für die Benutzung der Software und die Wartung des Geräts selbst verantwortlich. Der Zoo stellt diesbezüglich nur die Datentankstelle bereit. Ausleihbare mobile Geräte werden nicht angeboten. Dadurch entstehen für den Zoo nur Kosten für Hardware, Software und Wartung der Datentankstelle. Gäste, die nicht über ein geeignetes Gerät während ihres Zoobesuchs verfügen, können dieses Angebot nicht nutzen.
Mitarbeiterszenario im Zoologischen Garten Berlin:
Im Gegensatz zum Besucherszenario könnte Mitarbeitern des Zoos die Möglichkeit eingeräumt werden, zentrale Datenbestände zu modifizieren oder zu erweitern. Insbesondere Landschaftspfleger oder Gärtner inventarisieren eigenhändig seltene Bäume und Pflanzen als eine Art Baumkataster. Auch eine Speicherung von Informationen zu Tierindividuen durch Tierpfleger wäre denkbar. Dazu geben die Mitarbeiter direkt vor Ort wichtige Eckdaten von den einzelnen Exemplaren in die mobile Datenbank ein. Da die Eingabe der Daten erfolgt, wenn das PDA-Gerät nicht mit der zentralen Datenbank des Zoos verbunden ist, müssen die geänderten Informationen, später mit dem zentralen Datenbestand abgeglichen werden. Auf diese Weise wird stets ein aktueller Datenbestand gewährleistet. Dieses Szenario ist auf eine sehr abstrakte Darstellung reduziert worden. In der Praxis ist es nicht denkbar, dass ein Tierpfleger die Zeit findet, um Datenbestände zu pflegen. Das teuere Endgerät könnte mitunter auch während der Arbeit beschädigt werden oder verloren gehen. Außerdem müssten Mitarbeiter geschult werden, um die komplexe Anwendung, die ein solches Szenario impliziert, bedienen zu können. Das Mitarbeiterszenario unterscheidet sich vom Besucherszenario dadurch, dass die vom Mitarbeiter geänderten Datenbestände mit dem zentralen Zoodatenbestand asynchron abgeglichen werden. Im Besucherszenario werden dagegen lediglich Teile des Datenbestandes selektiert und auf das Endgerät kopiert.
Lehrpfadszenario auf dem Gelände der TFH Berlin:
Auf dem Campus der TFH Berlin wurden Pflanzen wie zum Beispiel Buchsbaum in einem Abstand von etwa einem halben Meter zu benachbarten Gewächsen angepflanzt. Um nicht für jeden Testversuch innerhalb des BAER-Projekts den Zoo aufsuchen zu müssen, können auf diesem Lehrpfad begrünungs- und informationstechnische Maßnahmen nachgebildet werden. Hinzu kommt, dass für Hard- und Softwareinstallationen im Zoo Genehmigungsverfahren durchlaufen werden müssen, die im Lehrpfadszenario entfallen. So ist beispielsweise eine ständige Online-Verbindung durch das installierte WLAN möglich. Eine Speicherung der pflanzenrelevanten Daten in einer Datenbank ist ebenfalls vorgesehen. Das Lehrpfadszenario bietet sich darüber hinaus für die Untersuchung von ortsabhängigen Diensten an, die im Kapitel Grundlagen ab Seite 18 näher erläutert werden.
Die genannten Ausschlusskriterien im Mitarbeiterszenario führen dazu, dass eine praxisnahe Umsetzung in dieser Arbeit wenig Beachtung findet. Gleiches gilt für das Lehrpfadszenario, dass im Grunde genommen nur zu Testzwecken eingerichtet wurde und nach Abschluss des BAER-Projekts wahrscheinlich keine weitere Beachtung finden wird. Auch wenn diese beiden Szenarien im Folgenden immer wieder genannt werden, gilt die Aufmerksamkeit in dieser Betrachtung dem Besucherszenario. Eine Realisierung dieses Szenarios erscheint am sinnvollsten. Selbst wenn eine entsprechende Datentankstelle im Zoo nicht installiert werden sollte, kann die Anwendung beispielsweise auch über die Webseite des Zoos angeboten werden. Der interessierte Besucher kann in diesem Fall zwar nur im Vorfeld seines Zoobesuchs die Anwendung installieren, einer Benutzung im Zoogelände stünde jedoch nichts im Wege.
Ziel der Arbeit:
Ziel dieser Diplomarbeit ist die Untersuchung von Techniken, um effiziente mobile Datenbankanwendungen innerhalb von Informationssystemen für das BAER-Projekt zu entwickeln. Es werden verschiedene mobile Datenbanksysteme erforscht. Die Untersuchung von Nutzbarkeit, Integrierbarkeit und Schnelligkeit von mobilen Datenbanken spielen ebenfalls eine wichtige Rolle. Darüber hinaus werden verschiedene Ansätze von Programmiertechniken diskutiert, die im mobilen Umfeld Anwendung finden können. Das Ziel umfasst dabei auch eine exemplarische Umsetzung des Besucherszenarios auf Basis der Untersuchungsergebnisse. Besonderen Wert wird auf die Implementierung verschiedener Sprachen und auf die Nutzung von ortsabhängigen Diensten gelegt.
Voraussetzungen:
Ziel dieser Arbeit ist nicht, eine Basiseinführung in verschiedene Datenbanktechnologien zu geben oder mobile Übertragungsverfahren zu diskutieren. Obwohl grundlegende Konzepte erläutert werden, wird beim Leser ein rudimentäres Grundverständnis für die Funktionsweise von Datenbanken und mobilen Technologien vorausgesetzt. Konzepte wie SQL, XML oder Objektorientierung werden nicht näher erläutert. Da eine prototypische Anwendung implementiert wird, werden ebenfalls Grundkenntnisse in der Programmierung erwartet.
Abgrenzung:
Um der Arbeit einen begrenzten Rahmen zu geben, werden die wichtigsten Ausschlusskriterien genannt, die nicht in dieser Arbeit untersucht werden. So spielt zum Beispiel die Implementierung der Datentankstelle keine Rolle. Es wird davon ausgegangen, dass dem Besucher eine Möglichkeit geboten wird, auf Datenbestände zuzugreifen. Dadurch kann auch keine praxisorientierte Umsetzung von Synchronisationsverfahren zwischen dem mobilen Datenbestand und dem zentralen Datenbestand erfolgen. Die Theorie dazu findet sich aber im Kapitel Replikation und Synchronisation ab Seite 40 wieder. Die Umsetzung der ortsabhängigen Dienste findet auf einer trivialen Ebene statt und schließt umfangreiche Navigationsmöglichkeiten und die Anzeige von digitalen Landkarten aus.
Generell wird in dieser Arbeit Abstand von einer theoretischen Erläuterung grundlegender technischer Verfahren genommen. So wird in dieser Arbeit auf eine Beschreibung von Übertragungsprotokollen, Sperrverfahren im Mehrbenutzerbetrieb oder Synchronisationsalgorithmen verzichtet. Stattdessen, werden die praxisrelevanten Grundlagen geschaffen, um eine mobile Anwendung im BAER-Projekt erstellen zu können. Ferner werden aus Kostengründen keine kommerziellen mobilen Datenbanksysteme untersucht. Das soll aber nicht heißen, dass diese Systeme sich nicht prinzipiell für das BAER-Projekt eignen. Im Gegenteil, sie bieten sogar mehr Komfort beim Erstellen einer mobilen Anwendung und implementieren professionelle Synchronisationsmechanismen. Wer sich hier genauer belesen will, dem seien die Bücher und nahe gelegt.
Aufbau der Diplomarbeit:
Die vorliegende Diplomarbeit gliedert sich in drei grobe Teilbereiche. Nach der in diesem Kapitel erfolgten Einleitung, wird anschließend die Erläuterung der einzelnen Begriffe des Arbeitstitels vorgenommen. In Kapitel 2 werden die nötigen Voraussetzungen für ein allgemeines Verständnis der Thematik vermittelt. Es werden u. a. die Begriffe Mobilität, mobile Datenbanken und Anwendungen, Informationssysteme oder Datenmodelle besprochen. Der erste Abschnitt endet mit der Erläuterung von ortsabhängigen Diensten.
Im zweiten Abschnitt werden fünf funktionsreduzierte Datenbanksysteme ab Seite 21 vorgestellt. Die theoretische Auseinandersetzung mit der Architektur von mobilen Informationssystemen, Replikations- und Synchronisationsverfahren, Transaktionsverwaltung sowie Sicherheitsaspekten findet in den drei darauf folgenden Kapiteln statt.
Der letzte Abschnitt beschäftigt sich in Kapitel 7 mit möglichen Implementierungsverfahren für mobile Anwendungen. Es werden Vor- und Nachteile dieser Techniken besprochen und eine Variante inklusive einer geeigneten mobilen Datenbank für die Erstellung des Prototyps ausgewählt. In Kapitel 8 wird anschließend die Erstellung des Prototyps geschildert. Den Abschluss bildet ein Resümee in Kapitel 9, in dem Ergebnisse diskutiert sowie aufgetretene Probleme, offene Punkte und eine mögliche Weiterführung des Projekts dargelegt werden.
Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
1.Einführung und Motivation1
1.1Ziel der Arbeit4
1.1.1Voraussetzungen5
1.1.2Abgrenzung5
1.2Aufbau der Diplomarbeit5
2.Grundlagen7
2.1Terminologie7
2.1.1BAER-Projekt & Zoo Berlin7
2.1.2Techniken, Prototyp8
2.1.3Mobilität8
2.1.4Datenbank, mobile Datenbank9
2.1.5Mobile Endgeräte12
2.1.6Mobile Anwendungen, Clients, Daten13
2.1.7Informationssysteme13
2.2Technische Grundlagen14
2.2.1Relationale Datenbanksysteme15
2.2.2Objektrelationale und objektorientierte Datenbanksysteme16
2.2.3XML17
2.2.4Multimediadaten18
2.2.5Ortsabhängige Dienste18
3.Eingebettete Datenbanksysteme21
3.1HSQLDB22
3.2Derby25
3.3MinDB27
3.4db4o27
3.5SQLite30
3.6Performance-Untersuchungen31
3.6.1Testergebnisse31
3.6.2Empirische Berechnungen für Bilddateien34
4.Architektur mobiler Informationssysteme35
4.1Client-Server-Architektur35
4.2Middleware-Architektur36
4.3Verteilte Datenbanksysteme38
5.Replikation und Synchronisation40
5.1Synchronisationsstrategien42
5.2Datenreplikation im Besucherszenario46
6.Sicherheit47
6.1Transaktionsmanagement als Datensicherungskonzept47
6.2Weitere Datensicherungsmaßnahmen und Datenschutz50
6.3Sicherheitskonzepte in eingebetteten Datenbanken53
7.Technologien für die Entwicklung mobiler Anwendungen55
7.1Programmiersprachen56
7.1.1Java57
7.1.2Mobile Java-Technologien58
7.1.3C#59
7.2Übertragungswege60
7.3Design von mobilen Anwendungen62
7.4Lizenzrechtliche Konsequenzen64
8.Prototypische Realisierung66
8.1Technologieentscheidung66
8.2Anwendungsfälle und Klassendiagramm67
8.3Datenbankdesign69
8.4Verwendete Techniken bei der Implementierung70
8.4.1Zugriff auf SQLite70
8.4.2Anzeige von Datenbankinhalten73
8.4.3Bilddateien75
8.4.4Überwindung sprachlicher Barrieren76
8.4.5GPS-Daten über serielle Schnittstelle empfangen79
8.4.6Ortsabhängige Dienste81
9.Diskussion der Ergebnisse84
9.1Schwierigkeiten während des Lösungsprozesses84
9.2Offene Punkte85
9.3Ausblick85
Anhang A87
SQL-Skript - zentralerDatenbestand.txt87
SQL-Skript - tblEnclosures.txt94
Anhang B95
Abkürzungsverzeichnis96
Abbildungsverzeichnis98
Verzeichnis der Programmbeispiele99
Literatur- und Quellenverzeichnis100
Glossar103
Stichwortverzeichnis106
Textprobe:Textprobe:
Kapitel 2.1.3, Mobilität:
Um die Begriffe mobile Datenbank und mobile Endgeräte besser verstehen zu können, wird zunächst der übergeordnete Begriff Mobilität erläutert. Mobil kann nach als ¿beweglich, munter¿ definiert werden. Das zugehörige Substantiv Mobilität wird als ¿[geistige] Beweglichkeit, Häufigkeit des Wohnsitzwechsels¿ definiert. Wohnsitzwechsel ist im Hinblick auf den Titel dieser Arbeit zu weit hergeholt, aber die Häufigkeit eines Standortwechsels soll ebenso durch den Begriff Mobilität definiert sein.
Menschen (Benutzermobilität) oder Objekte (Endgerätemobilität), egal an welchem Ort sie sich befinden, können in ihrer gewohnten Weise kör0perliche und geistige Tätigkeiten ausführen. Sie sollten weder auf Arbeitsgeräte noch auf Arbeitsabläufe verzichten müssen. Typischerweise geht die Mobilität eines Benutzers mit der Mobilität eines Endgeräts einher, auch wenn das nicht zwingend notwendig ist. Ein Benutzer kann genauso gut mobil sein, wenn er gerade kein mobiles Endgerät zur Hand hat. Als Beispiel kann ein Reisender genannt werden, der sich in einer anderen Stadt aufhält und einen fest verdrahteten Rechner in einem Internetcafé zum Abrufen seiner E-Mail-Nachrichten nutzt.
Mobilität darf jedoch nach nicht mit Drahtlosigkeit oder Funktechnik verwechselt werden. Beide Begriffe stehen für konkrete Netzwerkanbindungsmöglichkeiten. Mobilität beschreibt dagegen eher den Zustand der Ortsunabhängigkeit einer Person oder eines Gegenstandes. Mobilität schließt im Gegensatz zu Drahtlosigkeit ein, dass der Benutzer auch im Offline-Betrieb - wenn keine Verbindung zum Internet oder Intranet besteht - Geräte und Anwendungen wie gewohnt nutzen kann. Das inkludiert auch, dass sich ein Benutzer mit seinem Gerät bewegen kann, ohne auf Funktionalität verzichten zu müssen. Drahtlosigkeit erfordert dagegen einen Maximalabstand, um eine Anwendung weiterhin ausführen zu können. Im Idealfall ist ein mobiler Benutzer nicht an ein konkretes Gerät gebunden. Er sollte eine Anwendung mit einem Notebook genauso gut bedienen können wie mit einem stationären Rechner.
Datenbank, mobile Datenbank:
Informationen werden durch Daten repräsentiert, die wiederum in Datenbanken gespeichert werden können. Eine Datenbank (DB) ist nach ¿eine strukturierte, persistente Ansammlung von Daten¿. Daten werden zentral und redundanzarm verwaltet. Eine Datenbank ist von einem auf sie zugreifenden Programm eine eigenständige, unabhängige Komponente. Darüber hinaus bietet eine Datenbank effiziente Zugriffs- und Suchalgorithmen, um Datenelemente zu bearbeiten. In einer Datenbank haben alle Daten einen logischen Zusammenhang. Diese Daten repräsentieren einen Ausschnitt aus der real existierenden Welt. Als Software auf einem stationären Rechner übernimmt sie die strukturierte und dauerhafte Speicherung von bis zu mehreren tausend oder sogar zehntausend Datensätzen. Die darin enthaltenen Daten werden nach von bestimmten Benutzergruppen für einen festgelegten Zweck eingesetzt. Eine Datenbank ermöglicht ihren Benutzern u. a. einen effizienten Datenzugriff, Sicherheitsmechanismen zum Schutz vor Datenverlust sowie eine hohe Verfügbarkeit der Daten. Das ist besonders wichtig, wenn Daten in kritischen Anwendungsbereichen wie zum Beispiel Onlinebanking benötigt werden. Ein wichtiges Kriterium für den Einsatz einer Datenbank ist die Entkoppelung der Daten von den Anwendungsprogrammen (AP) So können die in einer Datenbank gespeicherten Informationen durch heterogene Benutzerschnittstellen verwendet oder bearbeitet werden. Nachteile einer Datenbank sind allerdings, dass der hohe Administrationsaufwand und die Bereitstellung von geeigneten Datenbankanwendungsprogrammen nur von qualifiziertem Fachpersonal bewältigt werden kann. Es entstehen dadurch Mehrkosten für das Unternehmen. Diese Kosten sind dennoch geringer als die Kosten für den Administrationsaufwand, der entsteht, wenn große Datenmengen dezentral und unstrukturiert gehalten werden. Eine Datenbank zeichnet sich dadurch aus, dass ihre Inhalte aktuell gehalten werden. Das kann zum Teil sehr zeitaufwändig sein, insbesondere bei großen Datenbeständen. Die genannten Nachteile eines Datenbankeinsatzes können jedoch nicht dessen Vorteile abwerten. Ein Vorteil ist, dass flexibles, wirtschaftliches und damit kostenreduziertes Arbeiten ermöglicht wird. Klassische Datenbanksysteme sind eher für leistungsstarke stationäre Serverrechner ausgelegt.
Eine mobile Datenbank ist speziell dafür konzipiert worden, um auf kleinen mobilen Geräten eingesetzt zu werden. Sie sind herstellerseitig in ihrer Größe und in ihrem Funktionsumfang eingeschränkt, da sie mit den knappen Ressourcen der leistungsschwachen mobilen Endgeräte haushalten müssen. Oft werden sie daher als Small-Footprint-Datenbanksysteme bezeichnet. Ziel dabei ist nach, trotz der physikalischen Einschränkung Datenbankfunktionalität anzubieten. Um den Footprint so klein wie möglich zu halten, können Daten meist nur in begrenztem Volumen abgespeichert werden. Der Funktionsumfang von Datenbankanfragesprachen, die zur Definition und Manipulation von Daten dienen, ist eingeschränkt. So wird zum Beispiel oft auf Constraints verzichtet. Oder es wird auf umfangreiche Benutzerrechte verzichtet, das heißt ein Nutzer einer mobilen Datenbank kann Daten eines anderen Nutzers derselben Datenbank lesen und sogar bearbeiten. Für ein Besucherszenario sind diese Einschränkungen unerheblich, sie sollen nur Daten mithilfe einfacher Anfragen lesen können, ein Mehrbenutzersystem ist ebenfalls ausgeschlossen.
In einer mobilen Datenbank können nicht nur Texte gespeichert werden, sondern ebenso gut Bilddateien. Mobile Datenbanken werden als kommerzielle oder kostenlos nutzbare Open-Source-Variante von diversen Herstellern angeboten. Beispiele für mobile Datenbanken sind IBM DB2 Everyplace, Oracle Database Lite oder Microsoft SQL Server CE. Der große Vorteil von mobilen Datenbanken ist, dass man auf den Datenbestand jederzeit zugreifen kann, auch wenn der PDA gerade nicht mit dem Inter- oder Intranet verbunden ist. Mobile Datenbanken kommen folglich überall dort zum Einsatz, wo eine stabile Verbindung zu einem Datenbankserver nicht garantiert werden kann.
Bibliographische Angaben
- Autor: Kerstin Welk
- 2009, 1. Auflage, 116 Seiten, Deutsch
- Verlag: Bedey Media GmbH
- ISBN-10: 3836635151
- ISBN-13: 9783836635158
- Erscheinungsdatum: 14.09.2009
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