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移动计算关键技术研究

作　者: 李智超
导　师: 何丕廉
学　校: 天津大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 移动计算 位置相关查询 语义缓存 移动事务模型 缓存替换策略 QoS技术 位置预测
分类号: TP301
类　型: 博士论文
年　份: 2006年
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内容摘要


随着信息时代的到来,人们提出了随时随地访问信息的要求,移动计算作为计算技术和无线通讯技术的结合产物应运而生。由于移动计算本身所具有的网络不对称性,资源有限性,用户移动性等特点,传统的分布式计算技术已经不能满足移动计算的新需要。本文针对当前移动计算的研究热点问题,主要研究了三个关键技术问题:缓存替换算法、移动事务处理模型和移动计算中的QoS技术。在移动计算的缓存算法研究方面,分别提出了最小代价的缓存替换策略-LCFAR和基于预定义区域语义圆缓存替换策略-PDRSCR。LCFAR算法通过引入代价函数,增加了语义项访问频率对缓存命中率的影响的考虑,改善了典型FAR算法单纯考虑语义距离所带来的不足。PDRSCR算法提出了预定义区域和语义圆的概念,将语义有效区域大小的影响引入替换算法,该算法适用于查询具有位置相关性的移动用户。在移动事务处理模型的研究方面,从移动事务所访问热点数据和提交时所处网络环境出发,提出了基于权值的自适应移动事务处理模型-AMTMBW。该模型充分考虑数据库80%/20%的访问规律,并且根据用户事务提交时所处的网络环境,提出三种不同的子事务处理模式。该模型定义了移动事务标识,给出了不同子处理模式下的处理过程,并且给出了整个模型锁机制和冲突检测机制。通过三种不同子事务模式的自动选择,该模型可以很好的结合O2PC-MT和预写模式的优点。在移动计算QoS技术方面的研究,主要致力于对移动用户运行轨迹的预测。通过提出基于神经网络学习预测方法,可以对一定区域内的移动用户运动轨迹进行很好的预测。提出了基于RBFNN预测的位置预测方法-LPBRBF。给出了LPBRBF方法的历史数据抽取方法和服务器端存储维护策略,通过实验确定了RBF网络的参数,并给出了位置预测的实验结论和不同情况下的预测分析。详细分析了移动用户的两种资源预留情况,给出了不同情况下,基于LPBRBF预测方式的相应处理策略。通过上述技术的研究,为移动计算环境下系统的数据访问技术提供了可行的解决方案。

全文目录


中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章 绪论  9-16
  1.1 移动计算产生的背景  9-10
  1.2 移动计算国内外研究现状  10-12
  1.3 移动计算的研究意义  12-13
  1.4 研究的问题和所作的工作  13-15
  1.5 本文的结构  15-16
第二章 移动计算的基本概念及关键技术  16-27
  2.1 移动计算的模型及特点  16-18
  2.2 移动计算中关键技术的介绍  18-26
    2.2.1 缓存技术  19-20
    2.2.2 语义缓存一致性维护策略  20-21
    2.2.3 数据广播技术  21-22
    2.2.4 复制技术  22-24
    2.2.5 移动事务处理技术  24-25
    2.2.6 位置管理和位置相关数据查询  25-26
    2.2.7 移动计算的安全技术  26
  2.3 小结  26-27
第三章 位置相关数据的定义和查询处理  27-38
  3.1 引言  27
  3.2 位置相关数据定义  27-30
  3.3 位置相关查询的处理  30-37
    3.3.1 位置相关查询的分类  30-31
    3.3.2 位置相关查询的匹配  31-33
    3.3.3 位置相关查询中位置粒度的匹配  33-34
    3.3.4 位置相关查询的分割和合并  34-36
    3.3.5 位置查询的处理过程  36-37
  3.4 位置相关数据索引的处理  37
  3.5 小结  37-38
第四章 语义缓存替换算法的研究  38-61
  4.1 引言  38
  4.2 移动客户缓存结构  38-41
  4.3 语义缓存策略的设计思想  41-43
  4.4 典型缓存替换策略介绍  43-48
  4.5 最小代价缓存替换算法LCFAR  48-53
    4.5.1 最小代价缓存替换算法LCFAR  48-50
    4.5.2 LCFAR算法的性能分析  50-53
  4.6 预定义区域语义圆缓存替换策略-PDRSCR  53-60
    4.6.1 PDRSCR替换策略  54-57
    4.6.2 PDRSCR性能分析  57-58
    4.6.3 PDRSCR与LCFAR替换算法的性能比较  58-60
  4.7 小结  60-61
第五章 移动事务处理算法的研究  61-84
  5.1 引言  61-62
  5.2 移动事务处理的基本概念  62-65
  5.3 相关的研究工作  65-70
    5.3.1 Kangaroo事务模型  65
    5.3.2 移动嵌套事务模型  65-66
    5.3.3 弱事务模型  66
    5.3.4 预写事务模型  66
    5.3.5 开放式锁协议  66-67
    5.3.6 MDSTPM移动事务处理模型  67-69
    5.3.7 乐观两阶段提交移动事务处理模型  69-70
  5.4 基于权值的自适应移动事务处理模型  70-83
    5.4.1 AMTMBW模型详细设计  72-77
    5.4.2 AMTMBW模型性能分析  77-83
  5.5 小结  83-84
第六章 移动计算中的QoS技术  84-105
  6.1 引言  84-85
  6.2 移动计算QoS的资源管理和预留  85-88
  6.3 位置预测相关研究  88-90
  6.4 基于RBF神经网络的位置预测方法  90-98
    6.4.1 LPBRBF的移动数据表示方法  90-92
    6.4.2 RBFNN结构  92-93
    6.4.3 LPBRBF算法的结构和训练  93-95
    6.4.4 LPBRBF算法实验  95-98
  6.5 基于LPBRBF的资源预留  98-101
  6.6 基于LPBRBF的资源预留性能分析  101-104
  6.7 小结  104-105
第七章 结束语  105-107
参考文献  107-117
发表论文和科研情况说明  117-118
致谢  118

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 一般性问题 > 理论、方法
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