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嵌入式移动数据库系统NimbleDB的研究与实现

作　者: 刘志平
导　师: 闵联营
学　校: 武汉理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 移动计算嵌入式移动数据库事务处理移动事务移动事务处理模型
分类号: TP311.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 151次
引　用: 4次
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内容摘要

移动计算的网络环境具有其鲜明的特点:移动性、断接性、带宽多样性、可伸缩性、弱可靠性、网络通信的非对称性、电源能力局限性等等。而现有的数据库管理系统不能或是不能有效地解决移动计算环境中的数据管理问题。因此,有必要对已有的传统数据库加以改进,或者重新设计,形成一种能全面支持移动计算环境的数据库技术——嵌入式移动数据库。事务管理是数据库管理系统的一个基本功能,它主要用于维护数据的一致性,支持多用户的并发访问,使用户可以可靠地查询和更新数据库。嵌入式移动数据库系统同样要求提供事务处理能力,以满足移动应用的需求。移动计算环境的特殊性使得在设计嵌入式移动数据库系统中需要考虑诸多传统计算环境下不需要考虑的问题,如客户机的移动性、频繁断接性、弱连接性,过区切换等等问题。所以如何使服务器能够完善地处理好移动事务,成为嵌入式移动数据库技术中一个非常重要的研究课题。本课题的研究目标是设计一个嵌入式移动数据库系统NimbleDB,结合实际移动数据管理需求,通过对移动事务处理技术、复制技术、数据广播技术等的研究,或利用改进现有方案或设计新方案,有效消除移动计算环境的影响,进而形成一个支持行业应用的嵌入式移动数据库系统。考虑到移动事务处理所处的基础地位及其技术发展现状,在本文正文部分,我们将主要精力放在对移动事务处理技术的研究上,并以此为基础开发完成NimbleDB系统。在本文当中,考虑了移动计算环境对移动数据库事务管理的限制和约束,在吸取以往移动事务模型,特别是02PC—MT模型的经验基础之上,提出了E02PC-MT移动事务模型。E02PC-MT模型充分考虑了实际应用中对数据强一致性和弱一致性的需求,设计了强一致性模式和弱一致性模式,两种模式分别采用不同的事务处理策略,支持移动事务的移动性、断接性和数据一致性。

全文目录

第1章引言  9-13
  1.1 研究背景  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-11
  1.3 本文所做的主要工作  11-12
  1.4 论文结构  12-13
第2章嵌入式移动数据库的系统模型及关键技术  13-22
  2.1 移动计算环境  13-14
  2.2 嵌入式移动数据库的系统模型  14-16
  2.3 嵌入式移动数据库的特点  16-17
  2.4 嵌入式移动数据库应解决的问题和关键技术  17-19
    2.4.1 数据分发  17-18
    2.4.2 数据一致性  18-19
    2.4.3 位置相关查询  19
    2.4.4 用户界面及其它  19
  2.5 嵌入式移动数据库系统—NimbleDB  19-21
  2.6 小结  21-22
第3章几种典型的移动事务处理模型  22-40
  3.1 移动事务的概念和特点  22-23
  3.2 移动事务处理的典型结构  23-25
  3.3 移动事务处理应解决的主要问题  25-26
    3.3.1 数据一致性  25
    3.3.2 事务过区切换  25-26
    3.3.3 事务恢复  26
  3.4 移动事务处理模型的理想特性  26-27
  3.5 几种典型的移动事务处理模型分析  27-34
    3.5.1 Clustering事务模型  28
    3.5.2 PRO-MOTION事务模型  28-30
    3.5.3 Kangaroo事务模型  30-31
    3.5.4 O2PC-MT事务模型  31-33
    3.5.5 几种移动事务模型总结与比较  33-34
  3.6 O2PC-MT事务模型具体处理过程  34-39
    3.6.1 MSS对POPS的接收与转发  35
    3.6.2 MTC对移动事务的处理  35-36
    3.6.3 MTP对移动事务操作的乐观执行  36-38
    3.6.4 MTC对移动事务的两阶段提交  38-39
  3.7 小结  39-40
第4章 NimbleDB的移动事务管理策略和算法  40-62
  4.1 扩展的乐观两阶段提交移动事务处理模型EO2PC-MT  40-47
    4.1.1 EO2PC-MT模型事务处理过程  42-44
    4.1.2 MHTP对弱事务的本地处理  44-45
    4.1.3 MSS对POPS的接收与转发  45-46
    4.1.4 MTC对移动事务的预处理  46
    4.1.5 两阶段提交  46-47
  4.2 EO2PC-MT模型关键技术分析  47-52
    4.2.1 对移动性的支持  47-48
    4.2.2 对断接性的支持  48-49
    4.2.3 对数据一致性的支持  49-50
    4.2.4 对事务恢复的支持  50-52
  4.3 EO2PC-MT模型事务处理协议及相关数据结构  52-61
    4.3.1 移动主机事务处理协议  52-55
    4.3.2 移动事务处理器事务处理协议  55-58
    4.3.3 相关数据结构  58-61
  4.4 小结  61-62
第5章 NimbleDB的实现  62-73
  5.1 系统体系结构  62-63
  5.2 嵌入式数据库管理系统Sqlite  63-64
  5.3 同步客户端设计  64-66
  5.4 同步服务器设计  66-72
    5.4.1 冲突的检测和处理  67-69
    5.4.2 上载数据流并入主数据库中  69-70
    5.4.3 下载数据流  70-72
  5.5 小结  72-73
第6章性能分析及结论  73-77
  6.1 对强一致性模式的处理性能  73-75
  6.2 对弱一致性模式的处理性能  75-77
结束语  77-78
参考文献  78-81
致谢  81-82
附录  82

嵌入式移动数据库系统NimbleDB的研究与实现

内容摘要

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