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双时态数据模型(数据库)

时间:2022-11-22 20:30:01 | 来源:信息时代

时间:2022-11-22 20:30:01 来源:信息时代

    双时态数据模型 : 同时支持事务时间和有效时间的时态数据库模型。传统数据库中,记录r的事务时间是指把r录入数据库的insertion事务执行成功的时刻,由系统生成和管理,用户不能修改。时态数据库中一条记录r在本质上是一个含有时间参数的谓词r(t),使得r(t)为真的时间量子的集合{t|p(t)=true}记录r的有效时间。大多数情况下,事务时间和有效时间互不相关,或称为“正交”。一个普通的二维表,加上有效时间和事务时间两个互正交的维度,形成了一个四维的空间。传统的关系数据库称为快照数据库,它记录了被处理对象的瞬间状态,既不支持有效时间也不支持事务时间。只能通过用户定义时间来描述时间信息。只支持有效时间的数据库称为有效时间数据库或历史数据库。有效时间信息可以用于时间相关的推理,例如,推算过去和未来信息。只能支持事务时间的数据库称为事务时间数据库(transaction time database)或回退数据库(roll back database)。它能描述数据库内部事务(查、插、删、改)的时间形态。在处理股票交易的时态数据库中,成交时间是事务时间。既支持事务时间、又支持有效时间的数据库称为双时态数据库。在处理传感器数据时,常使用双时态数据库的一种退化形式。设时态数据库系统的时间量子序列为t1,t2,…,tn,在ti时刻发生的事件p(ti)在ti时刻被立即记入数据库,p(ti)的有效时间和有效时间都是时间量子ti在作图示时,在事务时间轴或事务时间轴中略去其中之一。如图1中有效时间轴以 “年”为时间量子,图中只画出了事务时间轴,可视为是退化形式的实例。


图1 双时态数据库


图1描述了双时态数据的生长过程。事务时间轴从左指向右,有效时间轴垂直于纸面,方向向外。图中画出了事务时间在a、b、c、d四个时刻的存储状态:
(1)事务时间为a时,有三个记录。
(2)事务时间为b时,增加了一个记录,所以在第二个有效时间层上有4个记录。
(3)事务时间为c时,在最下面增加了一个记录,但从上往下数的第二个记录的有效时间过期了,在第三个有效时间层上有4个记录。
(4)事务时间为d时,第一个事务时的三个记录中的第二个记录的有效时间被修改为无效(例如,假定记录50岁以上人员,现在发现某人当时年龄还差一岁,被列入的时间延期一年)。
TQuel是Richard Snodgrass教授在1985年开发的双时态数据库查询语言。其中,有效时间和事务时间轴互为正交。TQuel建立了完备、复杂的理论,制定了详细的句法规范。在理论上深入研究了时态闭包、完全性、有效时间的不确定性、时态查询优化、时态约束,研究了TQuel和元组演算的语义关系,并得出一些较深刻的定理。
时态查询语言TQuel有丰富的时态语义、灵活的句法和严格的理论与TQuel对应的时态关系代数称为有效时间代数,它是传统关系代数的自然扩展。它包含了传统关系代数的五个基本运算,理论上已证明,它是一个完全的、封闭的代数系统。传统关系代数的结合律、交换律、分配律,除一条以外,可完全移植过来,(笛卡儿积关于差运算的分配律不再成立)。因而关于传统关系查询优化的理论和技术可以移植到TQuel。

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