Mobile Datenbanken und Informationssysteme

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1 Hagen Höpfner. Can Türker. Birgitta König-Ries Mobile Datenbanken und Informationssysteme Konzepte undtechniken Mit Beiträgen von Christoph Gollmick, Astrid Lubinski, Marco Plack, Michael Klein und Philipp Obreiter ~ dpunkt.verlag

2 Inhaltsverzeichnis 1 Einführung und Motivation Rahmenbedingungen Anforderungen und neue Möglichkeiten Anwendungsbeispiel Gliederung des Buches Wegweiser Konventionen Weitere Informationen Technische Grundlagen Mobile Endgeräte Klassifikation Betriebssysteme für mobile Endgeräte Drahtlose Netzwerke Das ISO/OSI-Referenzmodell Das TCP/IP-Referenzmodell Signalübertragung im Raum Klassifikation drahtloser Netze WLAN IEEE Bluetooth GSM " UMTS Vergleich der Kommunikationstechniken " Mobile IP Verfahren zur Positionsbestimmung Satellitenbasierte Positionsbestimmung Netzwerkgestützte Positionsbestimmung Weiterführende Literatur lokationsmanagement Motivation und Einordnung " Dimensionen der Mobilität Basislösung

3 I viii Inhaltsverzeichnis Freiheitsgrade Verfahren Optimierungsmöglichkeiten bei der Suche Replikation von Lokationsinformation Caching von Lokationsinformation Optimierungsmöglichkeiten bei der Änderung Entscheidungskriterien Lokationsmanagement in GSM-Netzen Lokationsmanagement bei Mobile IP Zusammenfassung Weiterführende Literatur Übungsaufgaben 57 4 Vermittlung von Diensten Nutzung von Diensten Übersicht über die Dienstvermittlung Overlays zur Dienstvermittlung Grundlegendes zu Overlays Dimensionen von Dienstvermittlungsoverlays Aufgeprägte Overlays zur Nachrichtenverteilung Proaktive Verfahren " Reaktive Verfahren Hybride Strukturen Aufgeprägte Strukturen zur Adressabbildung Selbstorganisierende Strukturen zur Nachrichtenverteilung Semantikorientierte Strukturen Zusammenfassung Weiterführende Literatur Übungsaufgaben 81 5 Anfragen mobiler Nutzer Grundlagen: Lokation und Anfragen Umgang mit Lokationsinformationen Konvertieren von Lokationsinformationen Vergleich von Lokationsinformationen Lokationshierarchie Formalisierung von Anfragen Lokationsbewusste Anfragen Lokationsabhängige Anfragen Kontextabhängige Anfragetransformation Anfragetransformation mittels Selektionsbedingungen Anfragetransformation mittels Projektionsänderung Anfragetransformation mittels Abstraktion

4 Inhaltsverzeichnis ----ril Anfragetransformation mittels Sortierung Anpassung von Anfrageergebnissen Weiterführende Literatur Übungsaufgaben Bewegliche Objekte in Datenbanken Grundannahmen über die Eigenschaften beweglicher Objekte Anforderungen an die Datenbank Speicherung und Darstellung beweglicher Objekte Erweitertes Datenmodell Ungenauigkeit und Unsicherheit Beispiel für die Darstellung von Objekten Indexierung von beweglichen Objekten Indexierungsarten Indexierung unter Unsicherheit Indexstrukturen Anfragen an bewegliche Objekte Historien und Anfragearten Anfragebearbeitung Die Anfragesprache FTL Einbeziehung von Unsicherheit in FTL Zusammenfassung Weiterführende Literatur Übungsaufgaben Informationsanpassung Gleichwertigkeit von Information Rahmenbedingungen der Anpassung Technische Rahmenbedingungen Benutzerkontexte Beschreibung der Rahmenbedingungen Statische Anpassung von Daten Dynamische Anpassung von Daten Rein syntaktische Anpassung von Daten Anpassung durch Substituierung von Ressourcen Dynamische Anpassung am Beispiel von Bilddaten Adaptive Anpassung am Beispiel von Videos Berücksichtigung gleichzeitig ablaufender Anwendungen Weitere Möglichkeiten Weiterführende Literatur Übungsaufgaben 138

5 r;r- Inhaltsverzeichnis 8 Mobile Transaktionen, Grundlegende Begriffe und Probleme Das Atomaritätsproblem, Das Isolationsproblem ACID-Transaktionen Probleme mit ACID-Transaktionen Transaktionsmodelle Modell der flachen Transaktionen Modell der geschachtelten Transaktionen Modell der Mehrschichtentransaktionen Modell der Flex-Transaktionen Modell der verteilten Transaktionen Modell der föderierten Transaktionen Spezielle Anforderungen durch die Mobilität Modelle für mobile Transaktionen Berichtende und Co-Transaktionen Kangaroo-Transaktionen Pro-Motion Toggte-Transaktionen Moflex-Transaktionen Weiterführende Literatur Übungsaufgaben Semantisches Caching,..,, Begriffliche Abgrenzung Semantische Indexierung Anfragerepräsentation Anfrageverarbeitung Semantische Regionen Cluster-Bildung, Cache-Partitionierung Nutzung von Lokationsinformationen Ersetzungsstrategien " Cache-Kohärenz Entwertung inkorrekter Cache-Einträge Aktualisierung des Caches Weiterführende Literatur Übungsaufgaben Horten von Daten Anfrageerweiterung Dateibasiertes Horten Manuelles Hoarding 209

6 Inhaltsverzeichnis """'""Xil Nutzung von Dateieigenschaften Analyse von Dateizugriffsmustern Ausnutzung von Lokationsinformationen Weiterführende Literatur Replikation und Synchronisation Einführung in mobile Datenbanksysteme Architekturen mobiler Datenbanksysteme Aspekte verteilter Datenbanksystemarchitekturen Replikate und ihre Auswahl Auswahl in zwei Stufen Transaktionsverarbeitung und Replikation Geschachtelte Server-Transaktionen Pessimistische vs. optimistische Synchronisation Konfliktvermeidende Synchronisationsverfahren Sperrverfahren Das Escrow-Verfahren Das Key-Pool-Verfahren Das Slot-Verfahren Konfliktauflösende Synchronisationsverfahren Optimistische Synchronisation Korrektheitskriterium der Abbildisolation Datenorientierte Synchronisation Transaktionsorientierte Synchronisation Semantikbasierte Synchronisation Weiterführende Literatur Übungsaufgaben Informationsverbreitung Einführung Publish/Subscribe-Systeme Klassische Publish/Subscribe-Systeme Anpassungen für mobile, drahtlose Umgebungen Broadcast-Systeme Zusammenstellen des Übertragungsprogramms EffizienterZugriff auf die übertragene Information Optimale Ausnutzung des Übertragungsmediums Weiterführende Literatur Übungsaufgaben 257

7 rxit'""" Inhaltsverzeichnis 13 Kommerzielle mobile Datenbanksysteme, Oracle Lite Architekturüberblick Replikation Anfragen, Änderungen und Transaktionen Synchronisation Konfliktbehandlung IBM DB2 Everyplace Architekturüberblick Replikation Anfragen, Änderungen und Transaktionen Synchronisation Konfliktbehandlung Microsoft SQL Server CE Architekturüberblick Replikation Anfragen, Änderungen und Transaktionen Synchronisation Konfliktbehandlung Sybase Adaptive Server Anywhere Architekturüberblick Replikation Anfragen, Änderungen und Transaktionen Synchronisation Konfliktbehandlung Weiterführende Literatur Übungsaufgaben Schlussbemerkungen und Ausblick 285 Abkürzungsverzeichnis 289 Literaturverzeichnis 295 Index 311

Inhaltsverzeichnis. vii

Inhaltsverzeichnis. vii vii 1 EinführungundMotivation... 1 1.1 Rahmenbedingungen.... 1 1.2 Anforderungen und neue Möglichkeiten... 2 1.3 Anwendungsbeispiel..... 3 1.4 GliederungdesBuches... 6 1.5 Wegweiser... 7 1.6 Konventionen...

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