演繹數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)途徑(數(shù)據(jù)庫(kù))

時(shí)間：2022-12-03 08:30:01 | 來(lái)源：信息時(shí)代

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    演繹數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)途徑 : 演繹數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)方法與策略。
1.基于現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)途徑
在傳統(tǒng)DBMS的基礎(chǔ)上,建立關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)與一階謂詞邏輯的對(duì)應(yīng)關(guān)系,采用邏輯程序語(yǔ)言和數(shù)據(jù)庫(kù)操縱語(yǔ)言(如SQL)或其他高級(jí)語(yǔ)言為DBMS增加一個(gè)演繹推理層,并建立數(shù)據(jù)庫(kù)與邏輯程序語(yǔ)言之間的聯(lián)系,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)在演繹推理能力上的功能擴(kuò)充。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),可以將演繹運(yùn)算與實(shí)數(shù)據(jù)查詢分開,或者對(duì)DBMS進(jìn)行改造與擴(kuò)充,將一個(gè)推理系統(tǒng)嵌入DBMS,以實(shí)現(xiàn)演繹推理。但這種實(shí)現(xiàn)途徑要涉及對(duì)DBMS底層進(jìn)行改造與修改,實(shí)現(xiàn)起來(lái)難度較大。
2.基于邏輯程序語(yǔ)言的實(shí)現(xiàn)途徑
這是在邏輯程序語(yǔ)言進(jìn)行推理的基礎(chǔ)上,為其增加數(shù)據(jù)庫(kù)功能,將其與數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言在形式上統(tǒng)一起來(lái),開發(fā)一個(gè)既能管理、操縱數(shù)據(jù),又具有演繹、推理能力的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。目前,邏輯程序語(yǔ)言可采用Prolog、Datalog等。如Prolog可提供基于消解法的推理機(jī)制,其程序由事實(shí)、規(guī)則和提問組成一個(gè)內(nèi)涵數(shù)據(jù)庫(kù)。在邏輯證明論指導(dǎo)下,用邏輯程序語(yǔ)言開發(fā)演繹數(shù)據(jù)庫(kù)是一種行之有效的方法,與一般的DBMS相比,邏輯程序語(yǔ)言具有更加靈活的數(shù)據(jù)定義機(jī)制和演繹推理、智能查詢能力。但完全采用邏輯程序語(yǔ)言開發(fā)演繹數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)途徑也需要對(duì)Prolog或Datalog的底層進(jìn)行大量改造與擴(kuò)充。此外,當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)入的事實(shí)數(shù)據(jù)增加到一定程度時(shí),邏輯程序語(yǔ)言的證明系統(tǒng)的效率將急劇降低。
3.邏輯程序語(yǔ)言與DBMS相結(jié)合的實(shí)現(xiàn)途徑
該方法以邏輯證明論作指導(dǎo),將邏輯程序語(yǔ)言(如Prolog、Datalog)與RDBMS進(jìn)行耦合,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集成與擴(kuò)充。這種實(shí)現(xiàn)途徑可以不必對(duì)原有系統(tǒng)進(jìn)行改造,能充分利用各個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)、取長(zhǎng)補(bǔ)短,將兩者有效結(jié)合。目前,已采用Prolog、Datalog等邏輯程序語(yǔ)言與Oracle、Ingres、System R等多種RDBMS系統(tǒng)相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)演繹數(shù)據(jù)庫(kù)。具體實(shí)現(xiàn)還可采用系統(tǒng)擴(kuò)充和系統(tǒng)耦合等策略。
(1)系統(tǒng)擴(kuò)充: 邏輯語(yǔ)言與DBMS兩個(gè)系統(tǒng)相互利用或吸收對(duì)方的一些部件來(lái)擴(kuò)充自己。例如,在邏輯程序語(yǔ)言系統(tǒng)中擴(kuò)充一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)存取部件來(lái)提取數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù),并把DBMS的多種功能(如并發(fā)控制、完整性控制等)也加入邏輯程序語(yǔ)言; 或與此相反,在DBMS中擴(kuò)充邏輯演繹功能。系統(tǒng)擴(kuò)充策略的優(yōu)點(diǎn)是: 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、明了。在DBMS中擴(kuò)充了邏輯演繹功能模塊,系統(tǒng)在整體上仍是一個(gè)DBMS; 在邏輯程序語(yǔ)言系統(tǒng)中擴(kuò)充DBMS工具,系統(tǒng)整體上仍是一個(gè)邏輯公理演繹系統(tǒng)。系統(tǒng)擴(kuò)充策略的缺點(diǎn)是: 兩種系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)和邏輯語(yǔ)言系統(tǒng)中的規(guī)則和知識(shí)缺乏統(tǒng)一的管理。當(dāng)系統(tǒng)組成十分復(fù)雜時(shí),會(huì)產(chǎn)生大量的信息冗余。因此,這種策略只適于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜的邏輯語(yǔ)言系統(tǒng)和RDBMS相結(jié)合的應(yīng)用場(chǎng)所。
(2)系統(tǒng)耦合:這是實(shí)現(xiàn)演繹數(shù)據(jù)庫(kù)最為快捷簡(jiǎn)便的一種策略。所謂系統(tǒng)耦合是指將一個(gè)邏輯語(yǔ)言系統(tǒng)和DBMS作為兩個(gè)獨(dú)立的組件結(jié)合在一起,這樣既可發(fā)揮兩個(gè)原有系統(tǒng)的全部功能,又不需要對(duì)原有系統(tǒng)進(jìn)行任何改動(dòng),因此,實(shí)現(xiàn)起來(lái)時(shí)間省、見效快。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)耦合的關(guān)鍵是要在邏輯語(yǔ)言系統(tǒng)和DBMS之間建立一個(gè)功能完善、使用方便的接口模塊,以協(xié)調(diào)兩者之間的工作。在具體實(shí)現(xiàn)上,根據(jù)邏輯語(yǔ)言系統(tǒng)和DBMS之間耦合的程度(稱為耦合度,degree of coupling),可劃分為松耦合(loosely coupling)和緊耦合(tightly coupling)兩種策略。松耦合策略指實(shí)現(xiàn)一個(gè)證明過程只對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行一次(或幾次)訪問,通過執(zhí)行相應(yīng)的策略演繹推導(dǎo)出所需的結(jié)果。一般,松耦合是通過操作系統(tǒng)提供的管道技術(shù)或外部數(shù)據(jù)文件實(shí)現(xiàn)邏輯語(yǔ)言系統(tǒng)與DBMS之間的信息交換。緊耦合策略指實(shí)現(xiàn)一個(gè)證明過程,存在多種基本數(shù)據(jù)要求,因而需要頻繁地訪問數(shù)據(jù)庫(kù)。而緊耦合的實(shí)現(xiàn)需要通過邏輯程序語(yǔ)言或DBMS所提供的調(diào)用方式在系統(tǒng)內(nèi)部直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。系統(tǒng)耦合存在的問題是:邏輯語(yǔ)言(如Prolog)子句中表示的語(yǔ)義內(nèi)容在數(shù)據(jù)庫(kù)中基本沒有; 邏輯語(yǔ)言和(關(guān)系)數(shù)據(jù)庫(kù)的處理模式不相同; 邏輯語(yǔ)言(如Prolog)采用面向元組的算法,而RDB中采用的卻是面向集合的算法,這些差異將影響整個(gè)系統(tǒng)的總體效率。要指出的是: 當(dāng)前由于中間件及Web數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的進(jìn)展,系統(tǒng)耦合和數(shù)據(jù)庫(kù)接口已很容易實(shí)現(xiàn),這不僅可以使系統(tǒng)在數(shù)據(jù)管理和演繹推理方面實(shí)現(xiàn)綜合集成,而且能在網(wǎng)絡(luò)開放環(huán)境下,通過AGENT方法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的智能管理。