演绎数据库实现途径(数据库)

时间：2022-12-03 08:30:01 | 来源：信息时代

时间：2022-12-03 08:30:01 来源：信息时代

    演绎数据库实现途径 : 演绎数据库的实现方法与策略。
1.基于现有数据库系统的实现途径
在传统DBMS的基础上,建立关系数据库与一阶谓词逻辑的对应关系,采用逻辑程序语言和数据库操纵语言(如SQL)或其他高级语言为DBMS增加一个演绎推理层,并建立数据库与逻辑程序语言之间的联系,实现数据库在演绎推理能力上的功能扩充。系统运行时,可以将演绎运算与实数据查询分开,或者对DBMS进行改造与扩充,将一个推理系统嵌入DBMS,以实现演绎推理。但这种实现途径要涉及对DBMS底层进行改造与修改,实现起来难度较大。
2.基于逻辑程序语言的实现途径
这是在逻辑程序语言进行推理的基础上,为其增加数据库功能,将其与数据库语言在形式上统一起来,开发一个既能管理、操纵数据,又具有演绎、推理能力的数据库系统。目前,逻辑程序语言可采用Prolog、Datalog等。如Prolog可提供基于消解法的推理机制,其程序由事实、规则和提问组成一个内涵数据库。在逻辑证明论指导下,用逻辑程序语言开发演绎数据库是一种行之有效的方法,与一般的DBMS相比,逻辑程序语言具有更加灵活的数据定义机制和演绎推理、智能查询能力。但完全采用逻辑程序语言开发演绎数据库的实现途径也需要对Prolog或Datalog的底层进行大量改造与扩充。此外,当数据库中调入的事实数据增加到一定程度时,逻辑程序语言的证明系统的效率将急剧降低。
3.逻辑程序语言与DBMS相结合的实现途径
该方法以逻辑证明论作指导,将逻辑程序语言(如Prolog、Datalog)与RDBMS进行耦合,实现系统的集成与扩充。这种实现途径可以不必对原有系统进行改造,能充分利用各个系统的优点、取长补短,将两者有效结合。目前,已采用Prolog、Datalog等逻辑程序语言与Oracle、Ingres、System R等多种RDBMS系统相结合来实现演绎数据库。具体实现还可采用系统扩充和系统耦合等策略。
(1)系统扩充: 逻辑语言与DBMS两个系统相互利用或吸收对方的一些部件来扩充自己。例如,在逻辑程序语言系统中扩充一个数据库存取部件来提取数据库中的数据,并把DBMS的多种功能(如并发控制、完整性控制等)也加入逻辑程序语言; 或与此相反,在DBMS中扩充逻辑演绎功能。系统扩充策略的优点是: 结构简单、明了。在DBMS中扩充了逻辑演绎功能模块,系统在整体上仍是一个DBMS; 在逻辑程序语言系统中扩充DBMS工具,系统整体上仍是一个逻辑公理演绎系统。系统扩充策略的缺点是: 两种系统对数据库和逻辑语言系统中的规则和知识缺乏统一的管理。当系统组成十分复杂时,会产生大量的信息冗余。因此,这种策略只适于系统结构不太复杂的逻辑语言系统和RDBMS相结合的应用场所。
(2)系统耦合:这是实现演绎数据库最为快捷简便的一种策略。所谓系统耦合是指将一个逻辑语言系统和DBMS作为两个独立的组件结合在一起,这样既可发挥两个原有系统的全部功能,又不需要对原有系统进行任何改动,因此,实现起来时间省、见效快。实现系统耦合的关键是要在逻辑语言系统和DBMS之间建立一个功能完善、使用方便的接口模块,以协调两者之间的工作。在具体实现上,根据逻辑语言系统和DBMS之间耦合的程度(称为耦合度,degree of coupling),可划分为松耦合(loosely coupling)和紧耦合(tightly coupling)两种策略。松耦合策略指实现一个证明过程只对数据库进行一次(或几次)访问,通过执行相应的策略演绎推导出所需的结果。一般,松耦合是通过操作系统提供的管道技术或外部数据文件实现逻辑语言系统与DBMS之间的信息交换。紧耦合策略指实现一个证明过程,存在多种基本数据要求,因而需要频繁地访问数据库。而紧耦合的实现需要通过逻辑程序语言或DBMS所提供的调用方式在系统内部直接进行数据交换。系统耦合存在的问题是:逻辑语言(如Prolog)子句中表示的语义内容在数据库中基本没有; 逻辑语言和(关系)数据库的处理模式不相同; 逻辑语言(如Prolog)采用面向元组的算法,而RDB中采用的却是面向集合的算法,这些差异将影响整个系统的总体效率。要指出的是: 当前由于中间件及Web数据库技术的进展,系统耦合和数据库接口已很容易实现,这不仅可以使系统在数据管理和演绎推理方面实现综合集成,而且能在网络开放环境下,通过AGENT方法实现数据库的智能管理。