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時態(tài)數據庫設計理論

作者:郝忠孝

頁碼：178 頁

出版日期：2009年

ISBN：9787030247049

開本：16

作者:郝忠孝

頁碼：178 頁

出版日期：2009年

ISBN：9787030247049

開本：16

《時態(tài)數據庫設計理論》是在作者三十余年來對數據庫理論研究的基礎上撰寫的。書中系統論述和分析了時態(tài)數據庫數據組織理論和基于時態(tài)ER（實體一聯系）模型的概念設計研究成果以及作者提出的若干新的概念、方法、算法�！稌r態(tài)數據庫設計理論》共分七章。主要內容包括：時態(tài)數據庫設計研究的概況、時態(tài)模塊模式與時態(tài)模塊、時態(tài)函數依賴和集細于關系、時態(tài)類型和它的封閉集處理、TFD的推導規(guī)則、時態(tài)類型處理中的細于關系矩陣、時態(tài)類型集的封閉集及其公共最大下界、有限導出時態(tài)類型集、glb操作的實現算法。通過計算一個時態(tài)類型集的封閉集以及它的細于關系矩陣可以在計算機上實現對時態(tài)類型的相關處理。討論了基于全序、偏序TFD集的時態(tài)模式規(guī)范化，基于TMVD的時態(tài)模式的規(guī)范化，強全序時態(tài)模式中多值依賴問題，基于時態(tài)ER模型的時態(tài)數據庫設計。

《時態(tài)數據庫設計理論》可作為計算機科學與技術、數據庫及相關專業(yè)的高年級本科生教材或碩士生選修課教材，也可供從事上述領域研究的博士生、科研人員及工程技術人員參考。

郝忠孝，教授，山東蓬萊人，1940年12月生，中共黨員，曾任原東北重型機械學院副校長，齊齊哈爾大學副校長，哈爾濱理工大學校學術委員會主席�，F任哈爾濱理工大學博士生導師、哈爾濱工業(yè)大學博士生導師（兼）。原機械電子工業(yè)部有突出貢獻專家、享受國務院政府特殊津貼、全國優(yōu)秀教師、省共享人才專家、省級學科帶頭人、省計算機學會副理事長。 主要研究領域：①空值數據庫理論。在國內、外首次提出了空值數據庫數據模型，完成一系列相關研究，形成了比較完整的理論體系，，完成了國內、外第一部該方面的論著《空值環(huán)境下數據庫導論》。②數據庫NP-完全問題的求解問題。首次基本解決了求全部候選關鍵字、主屬性、基數為M的候選關鍵字、最小候選關鍵字等問題，完成了《關系數據庫數據理論新進展》一書。③數據庫數據組織的無環(huán)性理論研究。首次給出了歸并依賴集、關聯度等概念。并在此基礎上對無a環(huán)、無口環(huán)、無y環(huán)的分解條件與規(guī)范化理論研究方面有了突破性進展，著有《數據庫數據組織無環(huán)性理論》。④時態(tài)數據庫理論研究。系統提出并完成了時態(tài)數據庫中基于全序、偏序、多粒度環(huán)境下的各種時態(tài)理論問題研究，完成了《時態(tài)數據庫設計理論》的論著。⑤主動數據庫理論研究。完成了國內、外第一部該方面的論著《主動數據庫系統理論基礎》。⑥空間、時空數據庫理論研究。 完成了國家、省部級項目10項；獲省部級科技進步獎一、二、三等獎5項。發(fā)表學術論文200余篇，其中，國家一級論文130余篇、在《計算機研究與發(fā)展》上發(fā)表個人學術論文專輯兩部，被SCl、EI等檢索80余篇。1991年發(fā)表學術論文數居中國科技界第五位(并列)。著書五部。

《時態(tài)數據庫設計理論》是由科學出版社出版的。

前言

第1章 時態(tài)數據庫設計研究的概況

1.1 時態(tài)數據庫設計研究概況

1.2 時態(tài)ER模型的研究概況

1.3 時態(tài)數據庫的類型和查詢語言概述

1.3.1 時態(tài)數據庫元素的類型

1.3.2 時態(tài)查詢語言

1.4 本章 小結

第2章 時態(tài)類型和它的封閉集處理

2.1 時態(tài)類型和時態(tài)函數依賴

2.1.1 時態(tài)類型

2.1.2 時態(tài)模塊

2.1.3 時態(tài)函數依賴和集細于關系

2.1.4 TFD的推導規(guī)則

2.1.5 時態(tài)類型處理

2.2 封閉時態(tài)類型集

2.2.1 封閉集與公共最大下界

2.2.2 封閉集算法

2.3 本章 小結

第3章 基于全序TFD集的時態(tài)模式規(guī)范化

3.1 全序TFD集特性和成員籍

3.1.1 全序時態(tài)類型集的TFD集的邏輯蘊涵

3.1.2 求全序時態(tài)類型TFD集成員籍的算法

3.1.3 求時態(tài)候選關鍵字算法

3.1.4 屬性集的有限閉包

3.2 TFD集的化簡

3.3 時態(tài)TFD集F規(guī)范化的基本概念

3.4 T3NF分解

3.4.1 T3NF分解算法

3.4.2 應用實例

3.5 時態(tài)初等關鍵字范式和簡單范式

3.5.1 時態(tài)初等關鍵字范式分解

3.5.2 時態(tài)簡單范式分解

3.6 本章 小結

第4章 基于偏序TFD集的時態(tài)模式的規(guī)范化

4.1 TFD集成員籍算法

4.1.1 基于有限決定集的成員籍算法

4.1.2 基于屬性集的有限閉包的成員籍算法

4.1.3 基于有限導出態(tài)類型集的成員籍算法

4.1.4 三種算法的比較

4.2 基于偏序TFD集的態(tài)模式的弱時態(tài)第三范式

4.2.1 弱時態(tài)第三范式的定義

4.2.2 WT3NF分解算法

4.3 WT3NF分解算法的有效性與實用性

4.3.1 WT3NF分解算法的有效性

4.3.2 WT3NF分解算法的實用性

4.4 應用實例

4.5 基于偏序TFD集的時態(tài)模式的時態(tài)BC范式

4.5.1 偏序時態(tài)BC范式

4.5.2 偏序時態(tài)BC范式分解算法

4.6 本章 小結

第5章 基于TMVD的時態(tài)模式的規(guī)范化

5.1 時態(tài)多值依賴的推導規(guī)則

[1]5.1.1 多值依賴的概念

5.1.2 MVD集M的依賴基

5.1.3 時態(tài)多值依賴的概念

5.1.4 時態(tài)多值依賴的推導規(guī)則

5.2 TFD和TMVD的相互作用

5.3 成員籍問題

5.3.1 時態(tài)類型集的強封閉集

5.3.2 屬性集的有限閉包、有限依賴基和特殊有限依賴基

5.4 有限依賴基和特殊有限依賴基的基本定理、求解算法

5.5 TFD和TMVD邏輯蘊涵的判定

5.6 時態(tài)模式的時態(tài)T4NF范式分解算法

5.7 本章 小結....

插圖：


第1章 時態(tài)數據庫設計研究的概況
1.1 時態(tài)數據庫設計研究概況
時態(tài)數據庫的研究已有二十多年的時間，在數據模型、實現技術以及數據庫設計理論等方面取得了大量的成果。時態(tài)數據庫設計理論主要涉及兩方面的研究：基于時態(tài)數據依賴的時態(tài)數據庫規(guī)范化理論研究和基于時態(tài)ER（實體-聯系）模型的概念設計研究。下面首先介紹一下有關時態(tài)數據模型及實現技術方面的研究概況。
任何數據庫設計都離不開具體的數據模型。經過多年的研究，目前已經提出了幾十種時態(tài)數據模型，其中絕大部分是基于關系模型的，只有少數模型是基于面向對象模型的。時態(tài)數據庫一般要支持兩種無關的時間類型：有效時間和事務時間。有效時間是指現實世界中信息有效的時間；事務時間是指數據庫中更新所發(fā)生的時間。在這些模型中，一些模型兩種時間類型都支持，一些模型只支持有效時間（通常稱歷史數據庫），而有一些模型只支持事務時間。
在研究人員提出大量的時態(tài)數據模型的同時，時態(tài)數據查詢語言的研究也取得大量的成果，出現了近幾十種查詢語言。這些查詢語言大多是時態(tài)關系查詢語言，也出現了一些時態(tài)面向對象查詢語言。不同的查詢語言是基于不同的數據模型的，在這些數據模型中，多數是基于1NF（第一范式）關系模型的。實際上，由于關系數據模型具有完整的數學形式化的描述和較為完備的理論基礎，因此，大量的時態(tài)數據模型是基于關系模型的。目前市場上占主導地位的數據庫管理系統軟件都是基于關系的，采用時態(tài)關系模型有利于時態(tài)數據庫的實現和產品化。

由于現實世界是不斷演變進化的，時間是反映現實世界信息的基本組成部分，因而大多數數據庫應用程序都有時態(tài)的特性。例如，地震資料分析應用程序、天氣監(jiān)測應用程序、天氣預報分析程序、資源管理應用程序、銀行等財經類的應用程序、項目管理等記錄性應用程序。傳統的數據庫管理系統對時態(tài)信息的存儲、處理和操作都十分有限，正因為傳統數據庫缺乏對時態(tài)數據的支持，因而在很多方面產生了問題。例如，它把時問數據作為一個字段的值進行存儲和管理，只反映了對象某一個時刻或當前時刻的信息和狀態(tài)，不聯系對象的歷史、現在和將來，無法將對象的歷史、現在和將來作為對象的一個發(fā)展過程來看待，而這樣做無助于解釋事物發(fā)展的本質規(guī)律。抓住事物的發(fā)展趨勢這一點對于決策支持系統這類應用程序來說是很基本、很重要的；同時要求管理數據庫系統中元事件的時態(tài)信息，例如數據庫被查詢修改的時刻、時間區(qū)間。多用戶系統中對鎖定排隊以及資源競爭協調的時標等，這些時態(tài)數據也有助于提高數據庫系統的可靠性和效率。隨著數據庫技術的不斷發(fā)展，人們開始逐漸意識到必須為時態(tài)數據建立時態(tài)數據庫的模型，或者在現有的數據庫模型上加以改造，于是提出了時態(tài)數據庫的概念。1982年美國的Zvi在他的論文“The Time Relati（）nal Model”中首次提出了時態(tài)數據庫和幾個重要的概念，這是時態(tài)數據庫形成的標志。1993年美國的Tansel，Clifforld等所著的Temporal Database:Theory,Design andImplementation一書中首次對時態(tài)數據庫給出了較為全面的論述。
所謂時態(tài)數據庫，是指能夠處理時間信息的數據庫。傳統數據庫只記錄了數據的當前狀態(tài)，在現實情況改變時，數據庫也發(fā)生變化。而時態(tài)數據庫不僅存放對象的現狀，而且存放對象過去的一切狀態(tài)，并且可以根據對象現在和過去的狀態(tài)推測其未來可能的狀態(tài)。
時態(tài)數據庫技術已成為一個誘人且活躍的研究領域。時態(tài)數據庫在宏觀上有下面兩個方面的特性：①動態(tài)性。傳統的數據庫系統對數據進行靜態(tài)或準動態(tài)的數據庫管理。在數據更新時，過時的數據將從數據庫中刪除，這就不能反映出現實世界的動態(tài)過程。例如，李明的專業(yè)技術職務是1991.5～1994.3為助教，1994.4～2001.6為講師，2001.7至今為副教授。

  本文關鍵詞：設計理論，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。