时间：2022-11-29 10:30:01 | 来源：信息时代
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谓词数据模型 : 用一阶谓词逻辑语言描述的数据模型,又称谓词逻辑模型。它是20世纪70年代中由Gallaire及Minker等人所提出的一种模型(见参考文献[1]),在此模型中将一阶谓词逻辑用于数据库研究,建立一种新的模型称谓词模型,该模型的建立为研究演绎数据库与知识库奠定了理论基础。
1. 一阶谓词逻辑公式
(1)谓词:P(x1,x2,…,xn)称n元谓词,xi(i=1,2,…,n)是个体变元。给定一个指派(a1,a2,…,an)代入P(x1,x2,…,xn)后可有值T(真)或F(假),其中ai(i=1,2,…,n)是个体常元。
(2)文字:谓词及其否定称文字,其中谓词称正文字,谓词否定称负文字。
(3)公式:一阶谓词逻辑公式又称公式可定义如下:①文字是公式;②如α,β是公式,则(α∧β),(α∨β), (α→β)以及α均为公式; ③如F是公式, 则∃xF, ∀xF是公式。
公式由且仅由上面三种方式通过有限次步骤而实现。
2. 一阶谓词逻辑语言
一阶谓词逻辑公式称一阶谓词逻辑语言。
3. Horn子句
由于一阶谓词逻辑语言结构复杂,不适合实际应用中,因此在计算机领域中采用一种规范化的结构语句称Horn子句。
Horn字句的一般形式是“an:—a1,a2,…,an-1”,它是“a1∨a2∨…∨an-1→an”的另一种表示方法。其中,ai(i=1,2,…,n)是正文字。
在Horn子句中an被称为子句头,而“a1,a2,…,an-1”被称为子句的体。
Horn子句还可以有下面几种特殊表示:
(1)断言:Horn子句中当n=1时此子句称断言,并可表示为:an。
(2)假设: Horn子句中当an不出现时此子句称假设,并可表示为“:—a1,a2,…,an-1”。
(3)空子句: Horn子句中n=0时此字句称空子句,并可表示为“—”或“□”。
4. Datalog子句
Datalog子句是Horn子句的特例,亦即是需对Horn子句加一些限制:
Datalog中变量必须受限,即其变量不能在无限域中变化而必须限制在一个有限域内。
在Datalog中仅出现自由个体变元以及以存在量词形式出现的约束变元。其中子句头中所出现的个体变元均为自由个体变元,而子句体中所出现的变元(除头中变元外)均为约束变元。
5.谓词模型
可用Datalog表示的数据模型称谓词模型:
(1)数据结构表示: 可以用谓词P(x1,x2,…,xn)表示一个基本数据结构,其中xi(i=1,2,…,n)表属性,一个数据元组(a1,a2,…,an)属于该结构是以它为指派对P(x1,x2,…,xn)作代入后使P(x1,x2,…,xn)为T。
属性xi的数据类型可用一元谓词表示,如x1为整型则可用INT(x1)表示之。这样一个基本数据结构可以用Datalog子句“DS(x1,x2,…,xn):—P(x1,x2,…,xn),a1(x1),a2(x2),…,an(xn)”表示,而整个数据模式可以用一个Datalog子句的集合表示。
(2)数据操纵表示:可用Datalog子句的头表示数据操作的结果而体则表示操作的要求,如:
Q(Sn):—S(sno,sn.sd,sa),sa>‘20’
表示在学生数据库S(sno,sn,sd,sa)中查询年龄大于20岁的学生姓名,其中sno、sn、sd及sa分别表示学生学号、姓名、系别及年龄。
(3)数据约束表示: 可用DATALOG子句表示数据间语言约束,其中子句头表约束结果而体则表示约束要求。如学生数据库中学生年龄在18～35岁之间,这个约束可用DATALOG子句表示为:
I(sa):—S(sno, sn, sd, sa), sa≥18, sa≤35
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