Base de Datos Móviles

Introducción

El uso de computadoras portátiles, teléfonos móviles y PDA está aumentando y es

probable que aumente en el futuro con más y más aplicaciones que residen en los

sistemas móviles. Es evidente que en el futuro un gran porcentaje de aplicaciones

requerirá el uso de una base de datos de algún tipo con la capacidad de descargar

información de un repositorio de información y actuar sobre esta información aun

cuando esté desconectado.

Una base de datos móvil es una base de datos que puede ser instalada en un

dispositivo de computación móvil a través de una red móvil. El cliente y el servidor

tienen conexiones inalámbricas. La memoria caché se mantiene para almacenar

los datos frecuentes y transacciones de manera que no se pierdan debido a un

fallo de conexión. Una base de datos es una forma estructurada de organizar la

información. Esto podría ser una lista de contactos, información de precios o la

distancia recorrida.

Un ejemplo de esto es una plantilla de trabajadores con bases de datos móviles.

En este escenario el usuario requeriría poder acceder y actualizar la información

de los archivos en los directorios de inicio de un servidor o cliente de registros de

una base de datos. Este tipo de acceso y carga de trabajo generada por dichos

usuarios es diferente de las cargas de trabajo tradicionales visto en los sistemas

cliente servidor de hoy. Las bases de datos móviles permiten a los empleados

introducir datos sobre la marcha. La información puede ser sincronizada con una

base de datos de servidor posteriormente.

Base de Datos Móviles

Origen

Los sistemas de base de datos surgen a finales del siglo XIX, y fueron

desarrollados a partir de la necesidad de almacenar grandes cantidades de datos.

Hay que destacar la figura de Herman Hollerit, quien fue denominado el primer

ingeniero estadístico de la Historia, puesto que construyó la llamada “Máquina

Automática Perforador de Tarjeta” capaz de realizar el censo de los Estados

Unidos en solo 3 años. Con esto, ahora se podían obtener importantes datos

referentes a la población.

Desde ese momento los sistemas de bases de datos van evolucionando y se

produce una evolución de soportes direccionados con una mayor capacidad, y un

menor coste. Lo mismo ocurre con las necesidades de almacenar diversos tipos

de datos como documentos, archivos, por lo que van surgiendo BD distribuidas y

paralelas, o las BD orientadas a objetos.

Llegado el siglo XXI y en respuesta a las nuevas necesidades de asequibilidad y

eficiencia surgen las Bases de Datos Móviles.

Como bien hemos podido observar, en los últimos años los grandes avances en la

tecnología de comunicaciones inalámbricas han dado origen a dispositivos en

forma de ordenadores portátiles, PDAs o algunos otros dispositivos con acceso a

Internet. Si a esto le unimos la rápida distribución de las comunicaciones, ya sea

de accesos desde teléfonos móviles, conexiones inalámbricas o vía satélite,

podemos tener acceso a todo tipo de información desde prácticamente cualquier

sitio y en cualquier momento.

Esto resulta muy cómodo y ventajoso, ya que en algunos casos el usuario de un

dispositivo móvil puede conectarse a un servidor de base de datos corporativos

gracias a los agentes móviles y trabajar allí con los datos mientras que en otros el

usuario puede descargar los datos y trabajar con ellos en un dispositivos móvil, Es

decir, varias aplicaciones pueden tener acceso simultaneo a la información

compartida. Esta característica permite a los usuarios estar en una sincronización

con la base de datos corporativa en diferentes ubicaciones geográficas.

Por todo esto, podríamos definir una base de datos móvil como una base de datos

portable y físicamente independiente del servidor corporativo de bases de datos,

pero que es capaz de comunicarse con ese servidor desde sitios remotos,

permitiéndose el compartir los datos corporativos.

Base de Datos Móviles

Inicialmente las aplicaciones inalámbricas para dispositivos móviles eran

programas totalmente desconectados de las empresas o sistemas de

computación. Esto desde el punto de vista en tiempo real. Estas aplicaciones eran

por lo general Palm Pilots limitadas a libreta de direcciones, horarios, etc. Esta

pequeña base de datos estaba bien para ese momento, pero a medida que

avanza la tecnología, las personas necesitan más.

Surgen las redes inalámbricas, pero existe el problema de disponibilidad de

dispositivos inalámbricos y teléfonos WAP (Wireles Application Protocol) que se

encuentran limitados en memoria y el tamaño de la pantalla para mostrar la

información, además que introducir información en estos dispositivos móviles

puede llegar a ser bastante difícil por su tamaño. De todas formas la tecnología es

excelente, la habilidad que se tiene para conectarse al World Wide Web desde

casi cualquier sitio en cualquier momento es una de las mayores ventajas que se

tiene en la era de la información.

Con Internet inalámbrico, ya no es necesario estar físicamente frente al

computador personas o dentro de las empresas para poderse conectar a las

aplicaciones o las base de datos. Con las portabilidad de la tecnología

inalámbrica, nos podemos conectar a Internet o la intranet de la empresa para

tomar datos almacenados. Estos datos están estructurados y organizados en

entidades y objetos que se encuentran disponibles para los usuarios como

información. La mayor ventaja se encuentra en que se le da la información al

usuario en el mismo momento que es solicitada.

Sistemas de Base de datos móviles:

Es la habilidad de recuperar la información de los sistemas de computación

y/o repositorios de información sobre dispositivos móviles en cualquier

momento en cualquier lugar. Además de introducir o actualizar información

en los sistemas principales de forma remota desde el dispositivo móvil. Esto

da toda la libertad al usuario de manipular toda la información desde lejos.

Es un sistema distribuido que soporta conectividad móvil, posee todas las

capacidades de un sistema de base de datos y permiten a las unidades

móviles, una completa movilidad espacial por medio de la tecnología

inalámbrica

Procesamiento de Consultas

El único reto en los SMBDM es el procesamiento de consultas (queries) que

dependen de la localización física de la unidad móvil

Consultas dependientes de la localización: Son consultas que involucran la

localización física de la unidad móvil en combinación con otros datos como

la localización de otras unidades móviles o estructuras físicas.

Para dar respuesta a esta consulta, se debe poder determinar con exactitud

la localización de la unidad móvil y estar en la capacidad de procesar de

manera espacial los datos a consultar.

Utilizar la triangulación si el dispositivo se encontrara en múltiples celdas,

por localización de celdas, GPS, etc.

Se tiene que tomar en cuenta que la unidad puede estar en movimiento

mientas se realiza la consulta.

Manejo de transacciones

Se considera el manejo de transacciones cuando un dispositivo móvil inicia una

transacción hacia la base de datos o hacia un servidor fijo. La transacción puede

ejecutarse en el servidor o en el dispositivo móvil.

Se debe tomar en cuenta:

Desconexiones, movilidad, errores, fallas en el dispositivo móvil.

Se debe mantener la autonomía y la consistencia local del SMBD.

Tecnología inalámbrica

La evolución de esta tecnología comenzó alrededor de 1996, fue allí cuando se

desarrollaron los pequeños dispositivos de computación “inteligentes” tales como

las Palm o PC de bolsillo (Pocket PC), luego en 1997 surge la conectividad

inalámbrica de los dispositivos utilizando WAP (Wireless Aplication Protocol).

WAP – Wireless Aplication Protocol (protocolo de aplicaciones inalámbricas) es

un estándar abierto internacional para aplicaciones que utilizan las

comunicaciones inalámbricas, como acceso a servicios de Internet desde un

teléfono móvil.

Se trata de la especificación de un entorno de aplicación y de conjunto de

protocolos de comunicaciones para normalizar el modo en que los dispositivos

inalámbricos, se pueden utilizar para acceder a correo electrónico, base de datos,

grupos de noticias y otros.

El organismo que se encarga de desarrollar el estándar WAP fue originalmente el

WAP Forum, fundado por cuatro empresas del sector de las comunicaciones

móviles, Sony-Ericsson, Nokia, Motorola y Openwave (originalmente Unwired

Planet). Desde 2002 el WAP Forum es parte de la Open Mobile Alliance (OMA),

consorcio que se ocupa de la definición de diversas normas relacionadas con las

comunicaciones móviles, entre ellas las normas WAP.

Redes Inalámbricas

Existen diferentes tipos de redes inalámbricas:

Celular: Costos elevados con poco ancho de banda, buena cobertura

LAN Inalámbrica: Bajo costo, poco rango de cobertura, buen ancho de

banda (54Mbps)

Satelital: Amplia cobertura, muy costosa, gran ancho de banda en sentido

descendente y poco ascendente.

Redes Ad Hoc: Comunicación entre dispositivos móviles de manera directa.

(Bluetooth)

Tipos de Dispositivos Móviles

Los dispositivos usados para conectarse son:

PDA, (Asistente Personal Digital – Personal Digital Assistant). Fue

usado en sus inicios como una unidad que almacenaba el calendario

personal, libreta de direcciones, calculadora, quizás un programa sencillo

de intercambio de moneda y usualmente un mapa con las zonas horarias.

Luego expanden sus funciones y generan los dispositivos Palm, los cuales

poseen sincronización con el PC, mayor memoria con capacidad de

expansión y se agregan varias funcionalidades como el correo electrónico,

juegos, etc.

Palm abre su sistema operativo, permitiendo a los desarrolladores la

oportunidad de crear programas específicos para este dispositivo. Las

nuevas unidades tienen pantalla a colores, módem, capacidad inalámbrica

para sincronización además de conexión a Internet entre otras

funcionalidades.

Pocket PC`s. Son dispositivos que poseen el sistema operativo Windows

CE, inicialmente basado en Windows 3.1, Lince básicamente maneja la

comunicación entre el hardware y las aplicaciones que se ejecutan allí. Es

un sistema operativo muy modular, puede ser ejecutado en gran cantidad

de plataformas y aplicaciones. Estos dispositivos son realmente pequeñas

computadoras.

Teléfono celular con conexión a Internet. Este dispositivo tiene un

navegador WAP (Wireles Access Protocol) integrado, que se adquiere

directamente en las empresas de telefonía celular.

Estructura y Características

Todas las bases de datos móviles tienen una arquitectura similar, donde debemos

distinguir una serie de elementos principales característicos de este tipo de

sistemas:

Servidor de base de datos corporativo y SMBD que gestiona y almacena los

datos corporativos y proporciona aplicaciones corporativas. Se

correspondería con el SMBD y el servidor que se utiliza en la organización.

Base de datos remota y SMBD que gestiona y almacena los datos móviles.

Son las bases de datos que deben estar implementadas en los dispositivos

móviles.

Plataforma de base de datos móvil, que puede ser un ordenador portátil,

PDA u otro dispositivo de acceso a Internet, es decir, los dispositivos

móviles en cuestión.

Enlaces de comunicación bidireccionales entre el SMBD corporativo y el

SMBD móvil. Que pueden ser redes inalámbricas de distinta naturaleza,

comunicaciones vía satélite, etc.

Arquitectura BD Móvil

La arquitectura general de una plataforma móvil es un modelo distribuido formado

por computadores fijos, estaciones base y unidades móviles. Los computadores

fijos son computadores de uso general que no disponen de medios para

comunicarse con las unidades móviles. Las estaciones base disponen de enlaces

inalámbricos para conectar con las unidades móviles; son máquinas que actúan

de intermediarios entre las unidades móviles y los computadores fijos. Los

computadores fijos y las estaciones base están interconectados por medio de una

red fija (cableada) de alta velocidad. Las unidades móviles se conectan a las

estaciones base mediante enlaces inalámbricos; los enlaces más comunes son el

estándar 802.11 (Wi-Fi), el servicio GPRS y la tecnología Bluetooth.

Las unidades móviles se pueden mover libremente por un espacio conocido como

dominio de movilidad geográfica, cuyo alcance está determinado por la cobertura

de los enlaces inalámbricos. Este dominio se divide en dominios más pequeños

llamados celdas. Cada celda es controlada por una estación base. El movimiento

de las unidades móviles dentro del dominio de movilidad geográfica no debe estar

restringido, es decir, se debe garantizar el acceso a la información aunque las

unidades móviles se muevan entre las celdas.

Sistemas Gestores de Bases de Datos móviles

IBM: DB2 Everyplace 

DB2 Everyplace forma parte de la solución de IBM para procesos de informática

distribuida. Mediante DB2 Everyplace, los profesionales que se desplazan con

frecuencia (tales como vendedores, inspectores, auditores, técnicos de

mantenimiento, médicos, agentes inmobiliarios y tasadores de seguros) pueden

tener acceso a datos vitales que necesitan mientras están lejos de su centro de

trabajo.

Las empresas pueden ahora transferir sus datos corporativos DB2 a dispositivos

portátiles o incorporados. Con DB2 Everyplace, puede acceder a una base de

datos contenida en su dispositivo portátil y realizar actualizaciones en ella. Con

DB2 Everyplace Sync Server, puede sincronizar datos entre el dispositivo portátil y

otras fuentes de datos ubicadas en la empresa. El Adaptador de Archivos le

permite distribuir archivos y aplicaciones hacia usuarios portátiles.

SYBASE

ADAPTIVE SERVER ANYWHERE

Sybase ha creado una tecnología que permite una empresa sin cables para sus

clientes y socios mediante soluciones de software de integración y desarrollo,

infraestructura móvil.

SQL Anywhere Studio contiene la última versión de la base de datos móvil más

vendida, Adaptive Server Anywhere. Este pequeño, aunque muy potente motor de

bases de datos, puede soportar implementaciones mono- usuario o multi-usuario y

provee completo procesamiento transaccional de alto rendimiento. Estas

características combinadas, hacen que sea el ambiente ideal de base de datos

para entornos móviles.

Provee una rica funcionalidad, incluyendo procedimientos almacenados, triggers,

integridad referencial, bloqueo a nivel de fila, recuperación automática, y mucho

más. También es muy eficiente a la hora de consumir recursos ya que necesita

sólo aproximadamente 1 MB RAM, y 2 KB por cada conexión cliente.

SQL SERVER CE

MICROSOFT SQL SERVER CE

Microsoft provee una herramienta que consiente extender las aplicaciones

empresariales de un organización, a los dispositivos móviles, como lo es SQL

Server CE es ideal para aplicaciones móviles, ya que permite implementar la

funcionalidad de una base de datos relacional y tiene la capacidad de brindar

acceso a los datos de una manera flexible y similar a SQL Server, al mismo tiempo

que permite conectarse a un servidor SQL Server central y mantener actualizada

la información.

También Microsoft se posiciona como proveedor de herramientas para la

generación de soluciones para dispositivos móviles. Dentro de las herramientas de

desarrollo: smart Device Extensions (SDE) for Visual Studio.Net  y expande las

capacidades del .NET framework para permitir generar aplicaciones móviles para

Pocket o Pocket Pc y Smartphone

El acceso remoto a datos y el merge replication (Permite que se realice cambios

en los dispositivos y en el servidor de forma independiente), que trabaja sobre

Hypertext Transfer Protocol (HTTP) y codificación de soporte, garantizan un envío

seguro de los datos de las bases de datos de empresa de SQL Server y que estos

datos se pueden manipular posteriormente sin conexión y sincronizar después con

el servidor.

SQLite

Es un sistema de gestión de bases de datos relacional compatible con ACID (En

bases de datos se denomina ACID a un conjunto de características necesarias

para que una serie de instrucciones puedan ser consideradas como una

transacción. Así pues, si un sistema de gestión de bases de datos es ACID

compliant quiere decir que el mismo cuenta con las funcionalidades necesarias

para que sus transacciones tengan las características ACID. En concreto ACID es

un acrónimo de Atomicity, Consistency, Isolation and Durability: Atomicidad,

Consistencia, Aislamiento y Durabilidad), contenida en una relativamente pequeña

biblioteca escrita en C. SQLite es un proyecto de dominio público creado por D.

Richard Hipp.

A diferencia de los sistemas de gestión de bases de datos cliente-servidor, el

motor de SQLite no es un proceso independiente con el que el programa principal

se comunica. En lugar de eso, la biblioteca SQLite se enlaza con el programa

pasando a ser parte integral del mismo. El programa utiliza la funcionalidad de

SQLite a través de llamadas simples a subrutinas y funciones. Esto reduce la

latencia en el acceso a la base de datos, debido a que las llamadas a funciones

son más eficientes que la comunicación entre procesos. El conjunto de la base de

datos (definiciones, tablas, índices, y los propios datos), son guardados como un

sólo fichero estándar en la máquina host. Este diseño simple se logra bloqueando

todo el fichero de base de datos al principio de cada transacción.

En su versión 3, SQLite permite bases de datos de hasta 2 Terabytes de tamaño,

y también permite la inclusión de campos tipo BLOB

El autor de SQLite ofrece formación, contratos de soporte técnico y características

adicionales como compresión y cifrado.

Software que utiliza SQLite

SQLite es utilizado en una gran variedad de aplicaciones, destacando las

siguientes:

Adobe Photoshop Elements utiliza SQLite como motor de base de datos en

su última versión del producto (la 6.0) en sustitución del Microsoft Access,

utilizado en las versiones anteriores.

Mozilla Firefox usa SQLite para almacenar, entre otros, las cookies, los

favoritos, el historial, las direcciones de red válidas.

Varias aplicaciones de Apple utilizan SQLite, incluyendo Apple Mail y el

gestor de RSS que se distribuye con Mac OS X. El software Aperture de

Apple guarda la información de las imágenes en una base de datos SQLite,

utilizando la API Core Data.

El navegador web ópera usa SQLite para la gestión de bases de datos

WebSQL.

Skype es otra aplicación de gran despliegue que utiliza SQLite.

XBMC Media Center (antes conocido como “XBox Media Center”) es un

reproductor de medios de audio, video, fotos, etc de código libre (open

source) multi-plataforma a la vez que un centro de entretenimiento. Usa

SQLite para administrar las librerías de música, video y fotografías, listas de

reproducción y bookmarks entre otras utilidades menores.

[[NiconPersonal] Agenda personal de contactos escrita en JAVA y

desarrollada por NiconSystem Inc. con laboratorio en Colombia, usa SQLite

para la gestión de contactos, recordatorio y sincronización de notas

(NiconNotes) y su sistema de finanzas personales, además de otras

utilidades que hacen de NiconPersonal muy eficiente en su tarea.

Debido a su pequeño tamaño, SQLite es muy adecuado para los sistemas

integrados, y también está incluido en:

Android

BlackBerry

Google Chrome

iOS

Maemo

MeeGo

Symbian OS4

webOS

Servicios SMBD Móviles

Un SMBD móvil debe ofrecer los servicios de un SMBD tradicional, además de

funcionalidad adicional requerida por los SMBD móviles, que incluye la capacidad

de:

Comunicarse con el servidor centralizado de la base de datos utilizando

técnicas como la comunicación inalámbrica o el acceso a Internet.

Replicar los datos en el servidor de base de datos centralizado y en el

dispositivo móvil.

Sincronizar los datos del servidor de base de datos centralizado y en el

dispositivo móvil.

Capturar datos de varias fuentes, por ejemplo, de Internet.

Gestionar datos en el dispositivo móvil.

Analizar los datos almacenados en el dispositivo móvil.

Crear aplicaciones móviles personalizadas.

¿Por qué usar BBDD Móviles?

Con la llegada de la era de Internet y la globalización económica cada vez son

más las empresas que experimentan la necesidad de compartir recursos

geográficamente muy distantes unos de otros. De estos recursos, la información

almacenada en bases de datos empresariales ocupa un lugar esencial. La red

Internet ofrece la infraestructura adecuada para conectar estos recursos a través

de una mezcla de máquinas, sistemas operativos y redes de ordenadores de

diferentes tipos.

En este contexto, la saturación del ancho de banda de la red se convierte en el

problema clave a solucionar y aquí es donde aparece la tecnología de agentes

móviles, al permitir interactuar localmente con esas bases de datos remotas.

La tecnología de agentes móviles soluciona (o pretende solucionar) diversos

problemas en diversos frentes. Por un lado, proporciona una solución al derroche

de ancho de banda que se produce en la red en una arquitectura cliente/servidor.

Este ancho de banda en una aplicación distribuida es un bien escaso y, por tanto,

valioso. Una transacción o consulta realizada entre un cliente y el servidor puede

requerir bastantes viajes por la red para completarse, cada uno de los cuales

provocan un cierto tráfico de datos y consume ancho de banda. En un sistema en

el que tengamos muchos clientes o mucho volumen de transacciones (o ambas

cosas a la vez) posiblemente se sobrepase el ancho de banda disponible, lo que

se traducirá en una disminución del rendimiento de la aplicación completa.

Aplicando a este problema la tecnología de agentes móviles podríamos crear un

agente que, dada la consulta o transacción a realizar, se trasladase desde el

cliente al servidor, completase en él la operación y regresase con los resultados

de la misma, necesitando de esta manera sólo dos viajes por la red al eliminar

todo el tráfico intermedio de datos y resultados.

Ventajas e Inconvenientes

Las principales ventajas que hemos detectado en las bases de datos móviles son

las siguientes:

Permiten la movilidad de los usuarios, por lo que no es necesario estar

físicamente en la organización para acceder a sus datos. Éstos pueden ser

accedidos remotamente.

El mercado potencial de este tipo de bases de datos es bastante amplio, ya

que multitud de empresas de todo tipo poseen trabajadores que necesitan

acceder a los datos de la compañía mientras se encuentran en

localizaciones remotas.

Estas bases de datos poseen un gran ámbito de aplicación ya que en

principio cualquier base de datos relacional puede ampliarse para ofrecer

los servicios de las bases de datos móviles.

Los principales inconvenientes de las BBDD Móviles son:

Enrutamiento y procesamiento de consultas: La informática móvil plantea

problemas típicos desde el punto de vista de enrutamiento y procesamiento

de consultas. Por ejemplo, según el modelo de computación móvil, la ruta

entre un par de hosts puede cambiar con el tiempo, si uno de los dos hosts

es móvil. Este simple hecho puede tener un efecto dramático en el nivel de

red, ya que las direcciones de red basadas en la ubicación ya no son

constantes en el sistema.

El modelo de computación móvil también afecta directamente el

procesamiento de consultas de la base de datos. En el caso del

procesamiento de consultas distribuidas, los costos de comunicación

desempeñan un papel importante en el proceso de optimización al

seleccionar el mejor método de estrategia de evaluación de la consulta. La

movilidad en los resultados de forma dinámica cambia los costes de

comunicación, por lo tanto, complica el proceso de optimización.

Desconectividad y consistencia: Como uno de los costos principales

implicados en la comunicación inalámbrica, el costo de conectividad, se

paga sobre la base de tiempo de conexión, hay un incentivo para

determinados hosts móviles por ser desconectado por largos períodos. Sin

embargo, durante el tiempo de desconexión, el usuario puede estar

trabajando en la máquina y puede realizar consultas y actualizaciones

sobre los datos almacenados localmente en caché. Esta situación crea

varios problemas de los siguientes tipos:

o Recuperabilidad: Actualizaciones en un host móvil no conectado se

pueden perder si la máquina sufre una avería importante.

o Consistencia: Los datos almacenados localmente en caché pueden

llegar a ser incompatibles, pero el host móvil solo podrá descubrir

este hecho cuando se vuelva a conectar. Del mismo modo, las

actualizaciones que se producen en el anfitrión móvil no se pueden

propagar hasta la reconexión. Sin embargo, si las copias de sólo

lectura del host móvil están siendo actualizadas por otros equipos,

los datos en cache puede ser inconsistentes.

Conclusión personal:

Las bases de datos son cada vez más importantes en nuestros días ya que son

muchas las empresas y personas que experimentan esta necesidad de estar

compartiendo un sinfín de recursos e información almacenada en alguna base de

datos central esto nos lleva al uso de computadoras portátiles, teléfonos u algún

otro aparato que nos permita realizar este tipo de conectividad desde cualquier

punto donde nos encontramos, con el internet inalámbrico surgen las bases de

datos móviles las cuales son las que hoy en día nos mantienen informado de toda

situación que pase en una empresa y es la fuente principal donde podremos

realizar cualquier tipo de consulta que necesitemos desde un simple celular

siendo así un gran avance en las empresas y una ventaja enorme para nosotros

al tener toda esta información en la palma de nuestras manos sin necesidad de

trasladarte hasta donde se encuentra la información original.

Bibliografía:

http://kuainasi.ciens.ucv.ve/bd_moviles/ArquitecturaBDMoviles.html

http://es.wikipedia.org/wiki/SQLite

http://modelosbd2012t1.wordpress.com/2012/03/15/base-de-datos-moviles-3/

http://larevistainformatica.com/tipos-de-bases-de-datos-moviles.htm

http://www.forosdelweb.com/f21/bases-datos-moviles-126407/

http://modelobdpnfi.wordpress.com/2010/04/14/bases-de-datos-federadas-bases-

de-datos-moviles/

http://en.wikipedia.org/wiki/Mobile_database

http://basesdedatosavanzadas.wikispaces.com/Moviles