题目 题目作者名 孙杰， 作 者 张传楷， 作者1(软件学院 (系)全名,省 市(或直辖市) 邮政编码) 单位2(软件学园(系)全名,省 市(或直辖市) 邮政编码)7.移动数据管理及移动数据库 一、移动数据库概述什么是移动数据库？移动数据库：移动着分布式数据库，支持移动计算分布式数据库。 即：（1）、人在移动是，可以访问数据库；（2）、人可以带着数据库移动。普通以为，移动数据是分布式数据库推广，是支持移动计算分布式数据库，由于移动终端是诸如掌上电脑、PDA、车载设备、移动电话等嵌入式设备，因而，又被成为嵌入式移动数据库系统。二、移动数据库应用移动数据库将在移动据算平台、家庭信息环境、通讯计算平台、电子商务平台、车载计算平台等领域得到广泛应用。移动数据库重要应用领域： 公共信息发布 实时数据采集 位置有关查询 配合GPS等技术电子商务D移动商务7.1移动数据库特性 标题21、计算平台移动性2、网络短接频繁性3、网络条件多样性4、网络通信非对称性5、移动计算平台电源能力有限性6、低可靠性7、系统高伸展性等一、抱负移动数据库系统应实现如下四个目的：（1） 克用性和伸缩性（2） 移动性（3） 可串行性（4） 收敛性二、什么是分布式数据库？ 数据物理上被存储在网络各种节点上，逻辑上是一种整体。三、移动数据库与分布式数据库差别详细体现 （1）位置特性 分布式数据库：解决对象位置是透明，事务所在位置清晰且不变化（2）不同代价/性能观 分布式数据库中最佳解决方案因移动性、机损跨区、通信不对称性等因素，在移动计算环境中有也许不在使用。（3）事务解决负载型 由于移动计算环境特性：移动事务解决比分布数据库系统中事务解决更复杂。由于顾客经常规定在间断期间进行数据操作；因此对于本地数据库自治性规定比较高。在移动事务解决模型设计中必要考虑无线网络有限带宽和通信不对称性等移动计算环境特性，必要提供对移动终端断接操作支持。还必要保持数据库系统ACID规定基本上支持移动事务解决。四、移动数据库基本特点 （1） 移动性 （2） 移动事务解决 （3） 故障修复 （4） 数据复制 （5） 查询解决 （6） 名字解析 （7） 异构性 （8） 易错性7.2 移动数据查询移动环境特点：1、 查询模型和查询支持环境2、 查询优化原则变化3、 个性化查询变化4、 脱机查询支持5、 查询语言和查询表达方式6、 查询不拟定性和不精度性7.2.1 移动查询模型一、移动查询模型大体上可分为两类：一类是基于客户缓存和复制模型，另一类是基于代理模型。基于客户端缓存管理技术：运用复制、缓存技术来支持间断条件下查询，即采用数据缓存技术，分析顾客访问数据历史信息，并结合顾客提出简档文献决定缓存那种数据。基于代理移动查询模式二、两类移动模型对比 基于缓存和复制技术模型具备独特长处，可以有效支持断接查询，但此类模型应用上具备局限性：规定移动设备端具备存储管理数据、数据同步等能力，承担解决任务比例大；不适合于高度动态数据库查询。 基于代理移动模型有着不可代替作用，合用于受客户机，适合搞查询高度动态数据。7.2.2 移动查询语言1、 位置有关查询1）、位置敏感查询2）、位置有关查询2、与时空有关查询语言-FTL FTL重要使用了两个关于将来状态算子UNTIL和NEXTTIME。形如 f UNTIL g 语句表达当且仅当如下两个情形之一发生时满足：g在这时满足或将来将来某个状态下满足并且懂得g满足前f是持续满足；形如NEXTTIME f 语句表达当且仅当f在下一次满足时候满足。在DOMINO系统中，一种查询由如下语法来定义： RETRIEVEWHERE 此处condition由FTL语句给出如果一种不断移动顾客持续发出位置有关查询，则按照位置条件将此前查询成果进行缓存，可以使用花奴才干内某些数据满足某些查询规定，从而加快响应速度，减少通信开销，提高查询解决效率。7.2.3 弱连接下移动查询技术弱连接：具备易中断、低带宽、高延迟或高费用等特性通信链路。强连接：典型固定计算机网络，带宽高，费用低。无线移动通信网络一种基本特性是弱连接性在应用层查询解决中如何适应这话总网络环境特性变化构成了移动查询核心技术之一。两种办法：最直接做法：运用复制、缓存技术来支持断接条件下查询，即采用数据缓存技术，分析顾客访问数据历史信息，并结合顾客提出简档文献决定缓存那种数据。另一种做法：采用代理技术，亦称适应性中间件技术。事实上就是一种依照数据流类型进行有损压缩，目是使应用能适应多变网络环境。7.2.4 支持移动查询人机交互技术易操作人机界面 由于移动计算机体积越来越小，键盘输入会代之以笔输入、图形或语言输入、老式数据库人机界面必要加以改进。可视化查询语言表达 支持以单机图标方式构造查询7.2.5 省电查询与查询优化查询优化重要目的:提高间断状态下移动数据库可用性和查询效率，减少查询引起通信开销，减少功耗，提高查询可伸展性。移动通信在诸多场合无法不保证始终具备可用链路，将来保证提供顾客可用、正常服务，必要支持断接查询。断接查询重要通过预存与缓存技术来实现广播查询: 广播数据组织办法、索引办法； 数据广播调度算法、三层复制体系构造间断查询： 卡内基梅隆大学CODA系统 缓存与同步算法7.3 移动数据管理7.3.1 数据广播一、 定义所谓数据广播是指数据库服务器把大多数移动顾客频繁访问数据组织起来，周期性地广播给移动终端，是移动顾客以最小代价有选取性地接受数据。二、 广播局限性广播是顺序进行，顾客需要持续保持接受听状态懂得所需数据浮现。数据访问时被动，访问延迟与广播数据量成正比。运用数据广播访问数据库仅仅合用于查询输入数据集与成果数据集相差不大状况。具备“拉”服务特性从移动终端发出查询能有更多自主性和针对性。“推”、“拉”服务结合可以获得更好综合性能。三、 数据广播所研究重要问题如何组织数据广播信道中数据，如何在广播信道总分派数据和索引，即数据调度问题。衡量数据广播调动算法参数有两个，即访问时间与调度时间。四、 数据广播若干概念访问时间：也称访问时延指从移动终端提出数据祈求开始，到顾客从数据广播中得到成果为止所需时间。访问时延决定了移动终端查询响应时间。访问时延由两个某些构成：探测等待和广播等待。调度时间：咋完毕一种访问祈求期间，移动终端保持侦听广播总时间。移动终端必要保持在活跃才干监听广播信道信息，因而调度时间长短决定了移动终端电能消耗。五、访问时延与调度时间优化可以降电能消耗，这也是广播数据组织与调度重要根据。 （1）访问时延优化 平坦调度：将所有及诶听数据广播客户机所需数据对象简朴地并在一起，由服务器周期地广播，每个周期内每个对象都浮现一次且只有一次。多盘广播调度 将数据重新组织，依照数据对象访问概率，服务器拟定每个对象在广播中所占最佳比例。（2）调度时间优化 在完毕一种访问祈求期间，移动客户机保持接听广播总时间 1）调度时间最优 简朴索引平坦调度（SIFS） 是最简朴索引办法，在每个平坦调度广播周期其实处插入索引信息，每个广播数据单元均有附带一种地址指针，这个指针指向下一种广播周期中索引段开始地址，移动终端在访问广播数据时，一方面接听当前一种数据单元，拟定广播中下一种索引段地址并等待索引到来，并转入休眠状态，懂得所需数据项开始广播时重新激活，最后接受数据项。 2）簇集索引 高度索引方式涉及（1，m）索引与分布式索引，它们均被称作簇集索引，所谓簇集索引是指具备ixangtong属性值数据在队列中持续浮现。 （1，m）索引是指在一种文献广播周期中索引会被播出m次，整个索引被放在数据队列每个片段（1/m）之前。 4）访问时延 探测等待时间为（index+L/m）/2,找到索引段 广播等待时间为（m*index）+L）/2+C，找到记录并下载完毕 访问时延=探测等待时间+广播等待时间=(m+1)*index+(1/m+1)*L/2+C 5)调谐时间 第一次探测是得到下一索引段指针，然后，依照索引树指针K次探测，找到第一种记录，最后还需要C次用如下载所有记录。调谐时间=1+K+C通过上面公式，可以计算出最优m值，读值使得访问延迟到达最小。7.3.2 移动数据复制与同步复制重要目： 提高移动计算系统可用性，可靠性以及访问性能。老式复制方略： 静态，由于系统管理员统一安排好复制构造就固定不变了。一、 两级复制机制针对移动客户机频繁断接特点而提出构成移动数据库节点类型。 数据库服务节点直接连串到固定网络上，维护数据库第一级复制。移动节点通过无线网络与基节点连接，维护数据库第二级复制。在各种服务器上建立副本可保证移动终端移动到任何位置都能就近访问服务器得到所需信息。二、 两级复制移动节点每个复制数据对象都维护两个版本 主版本从服务器节点得到最新值 暂态版本断接对于由本地暂态事务更新对象值两类事务 基事务只在对象主节点上执行，并更新版本 暂态事务间接时对本地暂态数据操作，产生新暂态版本，后来将产生一种基事务，以更新数据只能访问主节点是基节点或是自身数据对象不能访问其她移动节点数据。三、 两级复制原理移动节点处在联机状态 从主节点复制数据移动节点处在断接状态 可以继续使用节点上数据库 由暂态事务来解决数据对象移动界定啊结束断接，重新与基节点相连 丢弃基数据对象暂态版本 将移动节点所有暂态事务及其输入参数传送给基节点，由基接待你按照暂态事务在移动节点上提交顺序依次执行相应基事务。四、 断接状况下复制有2种办法1、乐观复制 2、动态复制五、 三级复制为增强系统灵活性与可伸缩性，提出了一种基于客户缓存、空中复制、服务器级复制三级复制移动数据库系统构造TTR 启发式多盘调度算法 针对于空中复制，设计了一种数据广播启发式多盘调度算法。 该算法将待广播数据项分派到K个具备不同广播频率盘中，并依照各盘平均访问概率平方根之比拟定其相对广播频率，最后身成一种多盘数据广播调度序列。 六、 三级复制特点在TRR体系构造中，服务器纸复制通过在告诉网络中复制数据，不但提高了整个数据库系统可用性，并且使以哦对那个终端在任何一种无限网络单元都可以就近访问数据，从而分组了服务器开销。服务器纸复制于移动终端缓存具备交互作用特性，在保证系统收敛性基本上，针对弱一致性与可变一致性情形获得事务执行可串行性。七、 复本一致性维护方略从不同角度，一致性维护方略可以有若干种分类： 由服务器方发起更新传送方略，由客户方发起祈求维护方略。服务器可以分为有状态