基于dm2的移动数据库关键技术研究

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1、华中科技大学博士学位论文基于DM2的移动数据库关键技术研究姓名：李东申请学位级别：博士专业：计算机软件与理论指导教师：冯玉才2001.1.1华中科技大学博士学位论文摘要目前，我们已经进入以网络计算为中心的时代，人们迫切需要能在任何时候、任何地点访问任何所需数据，移动计算为之提供了手段。它是无线通信、网络技术与移动计算设备相结合的产物，是一种更加灵活、复杂的分布计算环境，具有移动性、频繁断接性、网络条件的多样性、低带宽、有限电源容量、网络通信的不对称性、高伸缩性等特点。研究表明，由于移动计算环境的上述特点，使得传统的分布式数据库技术不能支持或不能有

2、效地支持移动计算，并由此引发了对移动数据库技术的研究热潮。所谓移动数据库技术是指支持移动计算的分布式数据库技术，它目前已经成为当今国际数据库界一个新的研究方向。t本学位论文系统深入地研究了基于DM2的移动数据库技术，内容主要包括：移动数据库管理系统体系结构，移动子集技术，移动事务处理，移动查询处理，以及DM2数据库服务器与PRAo并行数据库服务器的多级扩展技术和负载平衡技术。首先，本文讨论了客户／服务器结构的数据库管理系统功能划分以及适用于移动数据库系统的几种客户／服务器模式。之后，从客户机与服务器的相对关系出发，根据运动的相对性原理提出了虚拟服

3、务器概念，并由此得出移动数据库是一种动态分布式数据库的新观点。在此基础上，本文提出了～种移动数据库管理系统体系结构，重点阐述了虚拟服务器功能组成和体系结构特点。分析表明，该体系结构具有较强的通用性和具有较好的可扩展性。本部分最后着重讨论了基于DM2的移动数据库管理系统MDM2server核心的组成和主要关键技术、处理策略，以及客户端DBMSLite的系统结构、主要功能模块及其相互关系。其次，研究了移动子集技术，它是一种基于语义的数据缓存技术，是解决移动数据库系统中频繁断接问题的有效措施。本部分首先提出并阐述了移动子集的观点和概念。之后，讨论了移动

4、子集的组织和构造问题。移动子集的查询处理是本部分的重点，在该部分主要阐述了判断查询可在移动子集中得以完成的检验方法：在讨论了查询与I华中科技大学博士学位论文移动子集的语义片段的五种关系基础上，给出了相应的查询修剪算法、基于二分树的查询计划树构造算法、查询结果合并算法等。本部分最后阐述了移动子集中语义分区的合并、基于LRU的语义片段替换、基于更新失效的一致性维护策略和方法等移动子集的维护问题。再次，研究了虚拟服务器技术中的移动事务处理和移动查询处理。在分析了移动事务处理的特点和要求后，通过引入预读锁和预写锁，提出了一种移动事务处理模型，它可通过虚拟

5、服务器上的移动事务代理来支持移动事务的移动特性。此外还分析基于该模型的移动事务的可串行性。针对移动查询处理，本部分内容首先阐述了虚拟服务器对移动客户机位置和查询管理策略，在分析了位置属性的动态属性特点之后，提出了一种对客户机位置进行索引的方法。这种方法在对移动对象进行“冷”和“热”分类的基础上，采用了Bn树索引结构，完成对移动对象的索引。试验结果表明效果良好。本部分最后阐述了支持移动对象查询的SQL语言扩展的语法、语义和实现问题。最后，本文研究了在数据库服务器高端为整个移动数据库系统提供高可用性、高伸缩性的支持机制。由于移动数据库系统中存在潜在的

6、大用户量和大规模数据库管理的压力，为此必须提供合适的数据库组织方式和高性能数据库服务器。本部分内容首先在引入收集属性概念的基础上，研究了适合移动数据库的数据分片组织方式，这可以减少冲突提高系统的可伸缩性；接着阐述了在DM2数据库副本基础上的负载平衡技术，对DM2系统平均响应时间进行了灰色建模并应用于负载平衡算法之中：本部分最后研究了DM2数据库服务器的多级扩展技术，提出了一种分布式数据库服务器与并行数据库服务器构成的多级客户／服务器方式的数据库体系结构。试验结果表明通过级联扩展的DM2数据库服务器将具有更高的系统整体性能。并由此可以构成基于多级客

7、户／服务器模式的移动DB／分布式DB／并行DB的数据库体系结构。关键字：移动数据库，虚拟服务器，移动子集，移动事务模型，移动查询，。负载平衡客户／服务器，多级扩展U华中科技大学博士学位论文ABSTI己ACTNowweareinaneraofnetworkcomputing．Thereisanurgentneedforpeopletoaccessinformationanywhereandatanytime，andE【Iobilecomputingsatisfiestheneed．Mobilecomputingcomesintoexistwitht

8、herapiddeVelopmentofcomputertechn0109y，wirelessco肿nunicationandnetwo