歷史關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模型(數(shù)據(jù)庫(kù))

時(shí)間：2022-11-01 10:30:01 | 來(lái)源：信息時(shí)代

時(shí)間：2022-11-01 10:30:01 來(lái)源：信息時(shí)代

    歷史關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模型 : 只支持有效時(shí)間的一種事態(tài)數(shù)據(jù)模型。由James Clifford等學(xué)者于1987年提出,是時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的先驅(qū)模型之一,在教學(xué)中常用它作為理解時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)早期模型的范例。由于HRDM模型引進(jìn)了生命周期概念,HRDM中關(guān)系的并集運(yùn)算比傳統(tǒng)RDB中的并集運(yùn)算復(fù)雜。在HRDM中兩個(gè)關(guān)系r₁和r₂必須滿足下列稱之為HRDM可并性的條件才能作并、交、差:
(1) HRDM可并性條件:設(shè)關(guān)系r₁和r₂分別是模式R₁＝<A₁,K₁,ALS₁,Dom₁>和R₂＝<A₂,K₂,ALS₂,Dom₂>上的兩個(gè)關(guān)系,如果R₁＝R₂,且Dom₁＝Dom₂,則稱r₁和r₂滿足可并性條件。
換言之,兩關(guān)系的屬性一致且時(shí)態(tài)偏函數(shù)集合一致,才能作并、交、差運(yùn)算。在可并性條件下,并、交、差的定義與傳統(tǒng)關(guān)系的并、交、差類似。
(2)笛卡兒積和投影: 與傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)不同,在HRDM模型中,笛卡兒積元組的生命周期為因子生命周期的并,且兩個(gè)無(wú)空值的關(guān)系的笛卡兒積中可能出現(xiàn)空值⊥,如表1所示。

表1 笛卡兒積R×S=T

(a)R

A	B	生命周期
A1	B1	[1,2]
A2	B2	[3,4]

(b)S

C	D	生命周期
C1	D1	[1,2]
C2	D2	[3,4]

(c)R×S=T

A	B	C	D	生命周期
A1	B1	C1	D1	[1,2]
A1	B1	C2	D2	[1,4]
A2	B2	C1	D1	[1,4]
A2	B2	C2	D2	[3,4]
A1	B1	⊥	⊥	[1,2]
A2	B2	⊥	⊥	[3,4]
⊥	⊥	C1	D1	[1,2]

(3)時(shí)態(tài)選擇運(yùn)算: HRDM模型有兩類時(shí)態(tài)選擇運(yùn)算,即Select_If和Select_When。Select_If這一運(yùn)算類似傳統(tǒng)關(guān)系代數(shù)中的選擇。對(duì)于表1(a)中的R,Select_If A=A₁(R)如表2所示,Select_If A=A₁∧[3,4](R)為空集合,而Select_If[1,2](R)即R本身。注意,在Select If中的條件[3,4]是指選出生命周期含于[3,4]之中的那些元組,且不改變被選中元組的生命周期。Select_If只篩去不合格對(duì)象,不縮小對(duì)象在時(shí)間維上的尺寸。

表2 Select_If A=a1(R)

A	B	生命周期
A1	B1	[1,2]

對(duì)于Select When,表3中的關(guān)系R中學(xué)歷是時(shí)態(tài)屬性值,生命周期表示[1990,now]。該元組從1990年入庫(kù)后,一直保存到現(xiàn)在。Select When姓名=張力∧學(xué)歷=小學(xué)(R)為如下元組: (張紅,([1990,1996],小學(xué)),[1990,1996])。由此可見(jiàn),Select When不但減篩掉了不合格元組,而且還在時(shí)間維上篩掉了不合格區(qū)間,是時(shí)間和空間兩個(gè)方面上的篩減運(yùn)算。

表3 Select_When運(yùn)算

姓名	學(xué)歷	生命周期
張紅	[1990—1996]小學(xué) [1996—2002]中學(xué) [2002—2006]大學(xué)	[1990,Now]
…	…	…

(4)連接運(yùn)算: HRDM模型中的自然連接,θ連接運(yùn)算與傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的連接運(yùn)算相似。HRDM模型中引入了生命周期連接@:如表4所示。

表4 HRDM中的時(shí)態(tài)連接

R

A	B	生命周期
A1 A2	B1 B2	[1,2] [3,4]

S

C	D	生命周期
C1 A2	D1 B2	[2,4] [7,8]

R×S

A	B	C	D	生命周期
A1	B1	C1	D1	[2,3]

它把有公共生命周期的對(duì)象聯(lián)系在一起并表示出來(lái),在數(shù)據(jù)挖掘中研究不同對(duì)象的HRDM模型是13種重要時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)模型中較直觀較易理解的一種。它在傳統(tǒng)RDB上增加了屬性和元組的生命周期,只能管理對(duì)象的歷史,而不能管理數(shù)據(jù)庫(kù)本身插刪改的歷史。HRDM模型是傳統(tǒng)RDB的兼容的擴(kuò)展?？梢宰C明,當(dāng)生命周期縮小為一點(diǎn)[t,t]時(shí),則得到在t時(shí)刻的快照數(shù)據(jù)庫(kù),同時(shí)HRDM所有的運(yùn)算都退化為傳統(tǒng)的關(guān)系運(yùn)算,傳統(tǒng)的RDB的當(dāng)前狀態(tài)可視為HRDM在[now,now]區(qū)間的特例。
HRDM上可以定義函數(shù)依賴,并用它研究HRDM上模式分解和設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)RDB的許多代數(shù)規(guī)律可平移到HRDM上,如選擇運(yùn)算的交換律、分配律、結(jié)合律等。遺憾的是,HRDM中的笛卡兒積會(huì)引入空值,一些研究者用另外的方式為笛卡兒積下定義,但又引入了更復(fù)雜的技術(shù)細(xì)節(jié)。