時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)(數(shù)據(jù)庫(kù))

時(shí)間：2022-11-10 22:30:01 | 來(lái)源：信息時(shí)代

時(shí)間：2022-11-10 22:30:01 來(lái)源：信息時(shí)代

    時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù) : 一種既支持有效時(shí)間又支持事務(wù)時(shí)間,并按時(shí)間序列存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù),如歷史數(shù)據(jù)庫(kù)(historical database)。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)只反映現(xiàn)實(shí)世界的當(dāng)前狀態(tài),不反映歷史狀態(tài)。時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)不但記載數(shù)據(jù)本身,還記載數(shù)據(jù)的有效時(shí)間,并能同時(shí)和有效管理對(duì)象的有效時(shí)間和事務(wù)時(shí)間的數(shù)據(jù)庫(kù)。這表明: 現(xiàn)實(shí)世界是四維世界,任何真實(shí)事件無(wú)不打上時(shí)間的烙印。
在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)具有一定的復(fù)雜性和難度。這是因?yàn)閿?shù)據(jù)在時(shí)間坐標(biāo)上展開(kāi)后,數(shù)據(jù)量將急劇增加,同時(shí)系統(tǒng)要將時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)作為復(fù)雜對(duì)象來(lái)進(jìn)行處理和管理。一般為提高RDBMS對(duì)時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)的支持能力(存取速度)和減少系統(tǒng)的開(kāi)銷(xiāo),可按時(shí)間建立索引,以支持實(shí)現(xiàn)WHEN操作、時(shí)態(tài)聚集函數(shù)處理、時(shí)態(tài)選擇和時(shí)態(tài)連接等操作。時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)需建立時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)模型,即從根本上擴(kuò)展關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)理論,將基本關(guān)系代數(shù)運(yùn)算推廣到時(shí)間域——時(shí)態(tài)關(guān)系代數(shù),以支持離散線(xiàn)性有界時(shí)間的時(shí)態(tài)關(guān)系數(shù)據(jù)模型。
傳統(tǒng)RDBMS對(duì)時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)未作專(zhuān)門(mén)的處理,在數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)只反應(yīng)了一個(gè)對(duì)象發(fā)展全過(guò)程中某一個(gè)時(shí)刻的狀態(tài)(快照),不聯(lián)系其過(guò)去和未來(lái)。時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)是隨著數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬而發(fā)展起來(lái)的。在許多應(yīng)用中,對(duì)時(shí)態(tài)信息提出具體要求:
(1)要求管理被處理事件的歷史性信息,如與自然災(zāi)害(地震、洪澇等)有關(guān)的歷史資料,人事、財(cái)務(wù)方面的歷史資料,這些數(shù)據(jù)反映了事物發(fā)生發(fā)展的過(guò)程,有助于通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)揭示事物發(fā)展的本質(zhì)規(guī)律。
(2)要求管理數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中元事件的時(shí)態(tài)信息,如查詢(xún)和更新事務(wù)的時(shí)間,多用戶(hù)系統(tǒng)中對(duì)鎖定排隊(duì)以及資源競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)標(biāo)等,用于提高數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的可靠性和效率。
對(duì)時(shí)態(tài)信息和時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的研究起始于20世紀(jì)70年代,G. Wiederhold等在其研制的醫(yī)療系統(tǒng)中,就對(duì)處理時(shí)態(tài)信息作了最早的嘗試。1977年,Kahn Ketal 在發(fā)表的論文“Mechanizing Temporal Knowledge”中開(kāi)展了時(shí)態(tài)信息的基礎(chǔ)研究工作。
20世紀(jì)80年代初,數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)日漸成熟和大容量高速存儲(chǔ)設(shè)備的發(fā)展為時(shí)態(tài)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的融合創(chuàng)造了條件,據(jù)統(tǒng)計(jì),1982～1986年期間就有80多篇關(guān)于時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的學(xué)術(shù)論文發(fā)表,其中許多學(xué)者在時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)研究方面進(jìn)行了大量開(kāi)創(chuàng)性工作:
(1) J.Ben Zvi在所提出的時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)模型中,引入了: ①時(shí)間區(qū)間(time period)作為字段值,刷新了數(shù)據(jù)庫(kù)字段值只能是一個(gè)數(shù)或串的觀念;②雙時(shí)態(tài)概念,即用有效時(shí)間表示被管理對(duì)象在庫(kù)中的生命周期,用事務(wù)時(shí)間表示數(shù)據(jù)庫(kù)本身的歷史; ③時(shí)態(tài)索引結(jié)構(gòu); ④非1NF TDB。
(2) J. Clifford最早開(kāi)展歷史數(shù)據(jù)庫(kù)研究。隨后人們提出了近百種為DBMS增加時(shí)態(tài)信息處理能力的方案和13種時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)模型,其中一些重要研究成果被收錄于第一本關(guān)于時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)專(zhuān)著Temporal Database—Theory,Design and Implementation中,其中引述的13種時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)模型從不同的需求、觀點(diǎn)出發(fā),各自獨(dú)立地建立了一套術(shù)語(yǔ)、概念、數(shù)學(xué)模型,并形成了一套各自獨(dú)立的理論體系。
按R.Snodgrass的意見(jiàn),時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)按功能分為三類(lèi):①歷史數(shù)據(jù)庫(kù),被管理對(duì)象的生命周期稱(chēng)為有效時(shí)間(valid time),對(duì)象歷史由DBMS內(nèi)部機(jī)制處理。②事務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù),數(shù)據(jù)被查刪改的時(shí)間稱(chēng)為事務(wù)時(shí)間(transaction time),其歷史由DBMS內(nèi)部機(jī)制處理。③雙時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù),既能管理對(duì)象歷史,又能管理數(shù)據(jù)庫(kù)本身的歷史。