实时数据广播调度与索引组织策略研究

论文摘要

在嵌入式移动实时数据库系统环境中,为了支持大量移动客户端并发访问服务器上的数据,人们提出了数据广播技术。数据广播充分利用移动环境中网络带宽的非对称性,周期性的将热点数据广播出去,有效地解决了移动端用户规模庞大的问题。数据广播技术的研究主要包括广播模式、广播调度、广播索引和广播结构,其中大量的研究主要集中在广播调度和广播索引两方面。数据广播调度可分为传统数据广播调度和实时数据广播调度,实时数据广播调度需要着重考虑数据的时间特性。索引技术可分为树索引、哈希索引和混合索引。树索引能大幅减少调谐时间,获得广泛的研究。实时数据广播调度策略大多基于优先级的调度思想。公平的实时数据广播调度策略（Fair Scheduling for Real-time Data Broadcast,FS-RDB）从数据项生产力最大化的角度出发,综合考虑了数据项的实时性、数据请求数目和公平性。其中生产力的计算代价较高,可以用近似值计算公式进行优化。广播索引技术是为了减少系统的调谐时间,降低移动端的电源消耗。通过分析调谐时间的计算公式,设计了次优查找索引树（Nearly Optimal Search Index Tree,NOSIT）的构造方法。该算法借鉴了次优查找树的构造思想。索引树的中间结点也可索引数据项,减少了索引树空间开销,因此减小了数据的访问时间。数据广播调度策略和广播索引技术的仿真试验结果表明,公平的数据广播调度策略FS-RDB的数据请求成功率明显高于EDF-T和PRDS,事务请求成功率变化平缓,抗压能力较强。次优查找索引技术NOSIT的调谐时间小于B+树,在数据访问偏斜的情况下更为明显。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 数据广播系统的体系结构
• 1.2 数据广播的研究现状
• 1.3 本文主要研究内容与组织
• 2 数据广播调度和广播索引的基本理论和方法
• 2.1 数据的广播调度策略
• 2.2 数据广播的索引技术
• 2.3 本章小结
• 3 一种公平的实时数据广播调度策略
• 3.1 研究中的假设
• 3.2 实时数据广播调度的评价指标
• 3.3 公平的实时数据广播调度策略
• 3.4 调度策略的性能分析及改进措施
• 3.5 本章小结
• 4 基于次优查找树的数据广播索引策略
• 4.1 数据广播索引策略的性能指标
• 4.2 次优查找索引树的设计
• 4.3 实时应用中索引树的改进措施
• 4.4 本章小结
• 5 仿真实验与性能分析
• 5.1 仿真系统设计
• 5.2 性能评价指标
• 5.3 实验环境及参数设置
• 5.4 实验结果及性能分析
• 5.5 本章小结
• 6 结束语
• 6.1 本文总结
• 6.2 未来展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读学位期间参与的科研项目