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雙時態(tài)數(shù)據(jù)模型(數(shù)據(jù)庫)

時間:2022-11-22 20:30:01 | 來源:信息時代

時間:2022-11-22 20:30:01 來源:信息時代

    雙時態(tài)數(shù)據(jù)模型 : 同時支持事務(wù)時間和有效時間的時態(tài)數(shù)據(jù)庫模型。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中,記錄r的事務(wù)時間是指把r錄入數(shù)據(jù)庫的insertion事務(wù)執(zhí)行成功的時刻,由系統(tǒng)生成和管理,用戶不能修改。時態(tài)數(shù)據(jù)庫中一條記錄r在本質(zhì)上是一個含有時間參數(shù)的謂詞r(t),使得r(t)為真的時間量子的集合{t|p(t)=true}記錄r的有效時間。大多數(shù)情況下,事務(wù)時間和有效時間互不相關(guān),或稱為“正交”。一個普通的二維表,加上有效時間和事務(wù)時間兩個互正交的維度,形成了一個四維的空間。傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫稱為快照數(shù)據(jù)庫,它記錄了被處理對象的瞬間狀態(tài),既不支持有效時間也不支持事務(wù)時間。只能通過用戶定義時間來描述時間信息。只支持有效時間的數(shù)據(jù)庫稱為有效時間數(shù)據(jù)庫或歷史數(shù)據(jù)庫。有效時間信息可以用于時間相關(guān)的推理,例如,推算過去和未來信息。只能支持事務(wù)時間的數(shù)據(jù)庫稱為事務(wù)時間數(shù)據(jù)庫(transaction time database)或回退數(shù)據(jù)庫(roll back database)。它能描述數(shù)據(jù)庫內(nèi)部事務(wù)(查、插、刪、改)的時間形態(tài)。在處理股票交易的時態(tài)數(shù)據(jù)庫中,成交時間是事務(wù)時間。既支持事務(wù)時間、又支持有效時間的數(shù)據(jù)庫稱為雙時態(tài)數(shù)據(jù)庫。在處理傳感器數(shù)據(jù)時,常使用雙時態(tài)數(shù)據(jù)庫的一種退化形式。設(shè)時態(tài)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的時間量子序列為t1,t2,…,tn,在ti時刻發(fā)生的事件p(ti)在ti時刻被立即記入數(shù)據(jù)庫,p(ti)的有效時間和有效時間都是時間量子ti在作圖示時,在事務(wù)時間軸或事務(wù)時間軸中略去其中之一。如圖1中有效時間軸以 “年”為時間量子,圖中只畫出了事務(wù)時間軸,可視為是退化形式的實例。


圖1 雙時態(tài)數(shù)據(jù)庫


圖1描述了雙時態(tài)數(shù)據(jù)的生長過程。事務(wù)時間軸從左指向右,有效時間軸垂直于紙面,方向向外。圖中畫出了事務(wù)時間在a、b、c、d四個時刻的存儲狀態(tài):
(1)事務(wù)時間為a時,有三個記錄。
(2)事務(wù)時間為b時,增加了一個記錄,所以在第二個有效時間層上有4個記錄。
(3)事務(wù)時間為c時,在最下面增加了一個記錄,但從上往下數(shù)的第二個記錄的有效時間過期了,在第三個有效時間層上有4個記錄。
(4)事務(wù)時間為d時,第一個事務(wù)時的三個記錄中的第二個記錄的有效時間被修改為無效(例如,假定記錄50歲以上人員,現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)某人當(dāng)時年齡還差一歲,被列入的時間延期一年)。
TQuel是Richard Snodgrass教授在1985年開發(fā)的雙時態(tài)數(shù)據(jù)庫查詢語言。其中,有效時間和事務(wù)時間軸互為正交。TQuel建立了完備、復(fù)雜的理論,制定了詳細(xì)的句法規(guī)范。在理論上深入研究了時態(tài)閉包、完全性、有效時間的不確定性、時態(tài)查詢優(yōu)化、時態(tài)約束,研究了TQuel和元組演算的語義關(guān)系,并得出一些較深刻的定理。
時態(tài)查詢語言TQuel有豐富的時態(tài)語義、靈活的句法和嚴(yán)格的理論與TQuel對應(yīng)的時態(tài)關(guān)系代數(shù)稱為有效時間代數(shù),它是傳統(tǒng)關(guān)系代數(shù)的自然擴(kuò)展。它包含了傳統(tǒng)關(guān)系代數(shù)的五個基本運(yùn)算,理論上已證明,它是一個完全的、封閉的代數(shù)系統(tǒng)。傳統(tǒng)關(guān)系代數(shù)的結(jié)合律、交換律、分配律,除一條以外,可完全移植過來,(笛卡兒積關(guān)于差運(yùn)算的分配律不再成立)。因而關(guān)于傳統(tǒng)關(guān)系查詢優(yōu)化的理論和技術(shù)可以移植到TQuel。

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