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历史关系数据库模型(数据库)

时间:2022-11-01 10:30:01 | 来源:信息时代

时间:2022-11-01 10:30:01 来源:信息时代

    历史关系数据库模型 : 只支持有效时间的一种事态数据模型。由James Clifford等学者于1987年提出,是时态数据库的先驱模型之一,在教学中常用它作为理解时态数据库早期模型的范例。由于HRDM模型引进了生命周期概念,HRDM中关系的并集运算比传统RDB中的并集运算复杂。在HRDM中两个关系r1和r2必须满足下列称之为HRDM可并性的条件才能作并、交、差:
(1) HRDM可并性条件:设关系r1和r2分别是模式R1=<A1,K1,ALS1,Dom1>和R2=<A2,K2,ALS2,Dom2>上的两个关系,如果R1=R2,且Dom1=Dom2,则称r1和r2满足可并性条件。
换言之,两关系的属性一致且时态偏函数集合一致,才能作并、交、差运算。在可并性条件下,并、交、差的定义与传统关系的并、交、差类似。
(2)笛卡儿积和投影: 与传统关系数据库不同,在HRDM模型中,笛卡儿积元组的生命周期为因子生命周期的并,且两个无空值的关系的笛卡儿积中可能出现空值⊥,如表1所示。

表1 笛卡儿积R×S=T


(a)R


AB生命周期
A1B1[1,2]
A2B2[3,4]


(b)S


CD生命周期
C1D1[1,2]
C2D2[3,4]


(c)R×S=T


ABCD生命周期
A1B1C1D1[1,2]
A1B1C2D2[1,4]
A2B2C1D1[1,4]
A2B2C2D2[3,4]
A1B1[1,2]
A2B2[3,4]
C1D1[1,2]


(3)时态选择运算: HRDM模型有两类时态选择运算,即Select_If和Select_When。Select_If这一运算类似传统关系代数中的选择。对于表1(a)中的R,Select_If A=A1(R)如表2所示,Select_If A=A1∧[3,4](R)为空集合,而Select_If[1,2](R)即R本身。注意,在Select If中的条件[3,4]是指选出生命周期含于[3,4]之中的那些元组,且不改变被选中元组的生命周期。Select_If只筛去不合格对象,不缩小对象在时间维上的尺寸。

表2 Select_If A=a1(R)


AB生命周期
A1B1[1,2]


对于Select When,表3中的关系R中学历是时态属性值,生命周期表示[1990,now]。该元组从1990年入库后,一直保存到现在。Select When姓名=张力∧学历=小学(R)为如下元组: (张红,([1990,1996],小学),[1990,1996])。由此可见,Select When不但减筛掉了不合格元组,而且还在时间维上筛掉了不合格区间,是时间和空间两个方面上的筛减运算。

表3 Select_When运算


姓名学历生命周期
张红[1990—1996]小学
[1996—2002]中学
[2002—2006]大学
[1990,Now]


(4)连接运算: HRDM模型中的自然连接,θ连接运算与传统关系数据库中的连接运算相似。HRDM模型中引入了生命周期连接@:如表4所示。

表4 HRDM中的时态连接


R


AB生命周期
A1
A2
B1
B2
[1,2]
[3,4]


S


CD生命周期
C1
A2
D1
B2
[2,4]
[7,8]


R×S


ABCD生命周期
A1B1C1D1[2,3]


它把有公共生命周期的对象联系在一起并表示出来,在数据挖掘中研究不同对象的HRDM模型是13种重要时态数据模型中较直观较易理解的一种。它在传统RDB上增加了属性和元组的生命周期,只能管理对象的历史,而不能管理数据库本身插删改的历史。HRDM模型是传统RDB的兼容的扩展。可以证明,当生命周期缩小为一点[t,t]时,则得到在t时刻的快照数据库,同时HRDM所有的运算都退化为传统的关系运算,传统的RDB的当前状态可视为HRDM在[now,now]区间的特例。
HRDM上可以定义函数依赖,并用它研究HRDM上模式分解和设计。传统RDB的许多代数规律可平移到HRDM上,如选择运算的交换律、分配律、结合律等。遗憾的是,HRDM中的笛卡儿积会引入空值,一些研究者用另外的方式为笛卡儿积下定义,但又引入了更复杂的技术细节。

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