25. Темпоральные бд

Обычные БД хранят мгновенный снимок модели предметной области. Любое изменение в момент времени t некоторого объекта приводит к недоступности состояния этого объекта в предыдущий момент времени. Самое интересное, что на самом деле в большинстве развитых СУБД предыдущее состояние объекта сохраняется в журнале изменений, но возможности доступа со стороны пользователя нет.

Конечно, можно явно ввести в хранимые отношения явный временной атрибут и поддерживать его значения на уровне приложений. Более того, в большинстве случаев так и поступают. Недаром в стандарте SQL появились специальные типы данных date и time. Но в таком подходе имеются несколько недостатков: СУБД не знает семантики временного поля отношения и не может контролировать корректность его значений; появляется дополнительная избыточность хранения (предыдущее состояние объекта данных хранится и в основной БД, и в журнале изменений); языки запросов реляционных СУБД не приспособлены для работы со временем.

Существует отдельное направление исследований и разработок в области темпоральных БД.

В этой области исследуются вопросы моделирования данных, языки запросов, организация данных во внешней памяти и т.д. Основной тезис темпоральных систем состоит в том, что для любого объекта данных, созданного в момент времени t1 и уничтоженного в момент времени t2, в БД сохраняются (и доступны пользователям) все его состояния во временном интервале [t1,t2].

Исследования и построения прототипов темпоральных СУБД обычно выполняются на основе

некоторой реляционной СУБД. Темпоральная СУБД - это надстройка над реляционной системой.

Конечно, это не лучший способ реализации с точки зрения эффективности, но он прост и позволяет производить достаточно глубокие исследования.

Глоссарий

База данных (БД) именованная совокупность данных, отражающая состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области.

Банк данных (БнД) это система специальным образом организованных данных – базданных, программных, технических, языковых, организационно-методических средств, предназначенных для обеспечения централизованного накопления и коллективного многоцелевого использования данных

Система управления базами данных (СУБД)совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями

Жизненный цикл БД этапы развития БД, начиная от анализа предметной области, и заканчивая эксплуатацией БД

Данные это набор конкретных значений, параметров, характеризующих объект, условие, ситуацию или любые другие факторы

Модель данных это некоторая абстракция, которая, будучи приложима к конкретным данным, позволяет пользователям и разработчикам трактовать их уже как информацию, то есть сведения, содержащие не только данные, но и взаимосвязь между ними.

Модель «сущность-связь» представление предметной области как множество сущностей, обладающих некоторыми свойствами, между которыми существует некоторое множество связей

Сущность это реальный или представляемый объект, информация о котором должна сохраняться в проектируемой системе

Домен множество допустимых значений (область определения) атрибута

Атрибут именованная характеристика, определяющая свойства данной сущности (объекта)

Ключ минимальный набор атрибутов, по значениям которых можно однозначно найти требуемый экземпляр сущности

Связь ассоциация, устанавливаемая между несколькими сущностями, и показывающая как взаимодействуют сущности между собой

Системный анализпредметной области подробное словесное описание объектов предметной области и реальных связей между описываемыми объектами

Инфологическое (семантическое) моделирование представление семантики предметной области в концептуальной модели БД, т.е. моделирование структур данных, опираясь на

смысл этих данных.

Концептуальная модель обобщенная модель предметной области, для которой создается

БД, не зависящая от конкретной СУБД

Фактографическая модель соответствует представлению информации в виде определенных

структур данных (дерево, сеть, таблица и т.п.). К фактографическим моделям относятся: иерархические, сетевые, реляционные, объектно-ориентированные модели.

Документальная модель соответствуют представлению о слабоструктурированной информации, ориентированной в на свободные форматы документов, текстов на естественном языке

Реляционная БД БД, воспринимаемая пользователем как набор нормализованных отношений

Целостность данных правильность данных в любой момент времени при манипулировании данными

Структурная целостность допустимыми являются только данные, представленные в виде

отношений реляционной модели

Языковая целостность поддержка языков манипулирования данными высокого уровня

Ссылочная целостность поддержка непротиворечивого состояния БД в процессе модификации данных отсутствие несогласованных значений внешних ключей, т.е. для каждого значения внешнего ключа появляющегося в подчиненном отношении, в основном отношении должен существовать кортеж с таким же значением первичного ключа

Семантическая целостность ограничения, связанные с содержанием БД

Неопределенное значение (Null-значение) значение, неизвестное на данный момент времени

Схема БД совокупность схем отношений, адекватно моделирующих абстрактные объекты предметной области и семантические связи между этими объектами

SQL структурированный язык запросов – стандартный язык запросов по работе с реляционными БД

Список дополнительной литературы

1. Дейт К.Дж. Введение в системы баз данных / К.Дж. Дейт. – К.;М.;СПб: Вильямс, 2001. – 1096 с.

2. Карпова Т.С. Базы данных: модели, разработка, реализация / Т.С. Карпова. – СПб.: Питер, 2001. –304 с.

3. Михеева В.Д. Microsoft Access 2002 / В.Д. Михеева, И.А. Харитонова – СПб.: БХВ, 2002.

1. Диго С.М. Проектирование и использование баз данных / С.М. Диго – М.: Финансы и статистика,1995.

2. Бойко В.В. Проектирование баз данных информационных систем / В.В. Бойко, В.М. Савинков –М., 1989.

3. Джексон Г. Проектирование реляционных баз данных для использования с микроЭВМ / Г.

Джексон – М.: Мир, 1991.

4. Кириллов В.В. Структуризованный язык запросов (SQL) / В.В. Кириллов, Г.Ю. Громов – СПб.:ИТМО, 1994 (http://iclub.nsu.ru/~abstract/docs/SQL/index.shtml)

5. Мартин Дж. Планирование развития автоматизированных систем / Дж. Мартин – М.: Финансы и статистика, 1984.

6. Мейер М. Теория реляционных баз данных / М. Мейер – М.: Мир, 1987.

7. Тиори Т. Проектирование структур баз данных. В 2 кн. / Т. Тиори, Дж. Фрай – М.: Мир, 1985.

8. Цикритизис Д. Модели данных / Д. Цикритизис, Ф. Лоховски – М.: Финансы и статистика, 1985.