位置服务是通过移动终端和无线网络的配合,确定出移动用户的实际地理位置,从而提供用户需要的与位置相关的信息服务。位置服务在日常生活及军事领域中都有着广泛的应用,3G时代的到来将使位置服务拥有更加广阔的发展前景。由于人们对位置服务中大量存在的动态移动位置信息最感兴趣,因而位置服务的兴起催生了对移动对象数据库的研究。移动对象是指装载了定位设备,能够即时得到本身所处地理位置信息的对象。配置了GPS设备的汽车、具备基站定位或WiFi定位功能的手机都是典型的移动对象。由于移动对象数据库在位置服务中具有巨大应用潜力和经济价值,移动对象数据库技术自1997年以来成为数据库领域的研究热点之一。经过十几年的研究,移动对象数据库在各项关键技术上都取得了丰富的研究成果。然而作为一个系统级的应用,其对并发查询处理的支持不足,在基于内存的索引、索引的并发控制和并发连续查询等问题上仍需开展深入的研究以提高性能。以多核处理器和大容量内存为代表的硬件技术的发展给并发查询处理算法性能的提升带来了巨大的机遇和挑战。一方面,大容量内存的出现意味着可以将不断更新的移动对象数据放入内存中进行索引,以支持高性能查询处理;另一方面,多核处理器具有多线程并行计算能力,意味着在多核处理器平台上开发多线程算法能够提高查询处理性能。因而结合硬件技术研究并发查询处理问题成为一种发展趋势。本文将硬件技术的发展引入面向位置服务的移动对象并发查询处理中,针对两类最为重要的查询处理问题:并发预测查询和并发连续查询开展研究,通过设计实现一个支持多类型查询的移动对象存储与查询实验系统验证本文提出的相关算法并给出一些典型的应用示例。本文的主要工作有:(1)研究了移动对象并发预测查询处理问题,提出了一种支持并发访问的移动对象索引移动对象的预测查询通常借助于高效的索引结构完成,而已有的移动对象当前及未来位置索引多是基于磁盘存储,且没有专门研究其并发控制机制。为此,提出了一种内存中缓存敏感的移动对象索引结构CS~2B-tree,给出了该索引的插入、删除、批装载算法。专门设计了一种基于两层锁协议的并发控制机制,并提出了并发环境下基于该索引和并发控制机制的索引更新、预测范围查询和预测K近邻查询处理算法。对索引的内存占用和并发控制机制的正确性进行了理论分析。实验结果表明:CS~2B-tree完全可以在内存中实现并应用,在查询处理性能和并发访问性能上均优于传统的Bx-tree。(2)将多核多线程技术引入移动对象并发连续查询处理问题,提出了多种新的查询处理算法已有的移动对象并发连续查询处理算法以单线程批处理的方式处理多用户并发查询,无法充分利用多核处理器的并行计算能力。将多核多线程技术引入自由移动对象并发连续查询处理问题中。首先,针对自由运动移动对象连续查询处理,提出了一种基于多线程的连续查询处理框架,该框架由顺序执行的三个阶段组成,即数据更新阶段、排序优化阶段和查询执行阶段,每个阶段中的操作都以多线程的方式执行。重点设计了查询执行阶段的多种索引结构和查询处理算法。分别提出了基于查询索引的范围查询和K近邻查询算法,以及基于移动对象索引的范围查询和K近邻查询算法。其次,针对道路网中移动对象并发连续查询处理,提出了一种基于多线程的连续查询处理框架,该框架由顺序执行的两个阶段组成,即数据更新阶段和查询执行阶段,同样每个阶段都采用多线程执行的方式。重点设计了查询执行阶段的查询处理算法。分别提出了基于网络扩张的范围查询算法和基于欧氏距离限制的范围查询、K近邻查询算法。实验结果表明,基于多线程的连续查询处理框架能够带来性能的极大提升。(3)设计实现了支持多类型查询处理的移动对象存储与查询处理实验系统在移动对象数据库系统的研究中,仍缺乏高效支持并发查询的原型系统和对面向动态移动对象的查询处理在位置服务中的应用示范。为此,设计实现了一个支持多类型查询处理的移动对象存储与查询实验系统。一方面,验证了本文提出方法的有效性和实用性;另一方面,展示了各类型查询处理在位置服务中的潜在应用。其中,重点研究了实验系统中可定制的移动对象仿真生成器、移动对象混合存储机制两个关键技术。移动对象仿真生成器在符合一定程度现实场景的基础上,能够在内存中快速生成移动对象数据,满足模拟大数据量并发查询处理的需求;混合存储机制使用CS~2B-tree和TB-tree分别在内存和磁盘中管理当前及未来位置数据和历史数据,实现了对移动对象数据的有效存储,使得不同种类的查询都能够高效执行。给出了系统功能实现细节及相关界面展示。在实验系统中分别实现了历史查询、连续查询、预测查询的可能应用示例。