XIV Міжнародна наукова інтернет-конференція ADVANCED TECHNOLOGIES OF SCIENCE AND EDUCATION

Русский English




Научные конференции Наукові конференції

к.ф.-м.н., Григорович В.Г., Шілінг А.Ю. ТЕМПОРАЛЬНІ БАЗИ ДАНИХ: ІСТОРІЯ ТА ОСНОВНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ

к.ф.-м.н., доцент Григорович Віктор Геннадійович, Шілінг Анна Юріївна

Дрогобицький державний педагогічний університет імені Івана Франка

ТЕМПОРАЛЬНІ БАЗИ ДАНИХ: ІСТОРІЯ ТА ОСНОВНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Основні поняття та визначення

Темпоральні дані (ТД) ─ це довільні дані, які явно або неявно пов'язані з конкретними часовими даними або часовими проміжками.

Темпоральні бази даних (ТБД) - це бази даних (БД), які зберігають темпоральні дані. Однак ці бази даних, а також дані, в яких вони містяться, можна розглядати як темпоральні тільки в тому випадку, якщо відомо за яким правилом інтерпретуються часові мітки та інтервали для конкретної системи управління базами даних (СУБД). В «справжній» темпоральній СУБД враховується специфічна природа часу і мінливість даних з плином часу.[8]

Історія ТБД

1970-ті рр. - початок відліку історії реляційних БД [1].

1982 р. - перші ідеї управління темпоральними даними, які з'явилися в роботі Якова Бен-Зві (Jacob Ben-Zvi) в 1982 р. [5] Але ця робота не отримала широкого визнання, хоча і перевершувала багато наступних досліджень в області ТБД [3-4].

80-ті рр. ХХ ст. - почали з'являтись роботи по темпоральній логіці та з використанням даних, які залежать від часу; їх представлення всередині системи і візуалізації для користувача.[8]

1992-1993 рр. - ключовий період в області досліджень темпоральних баз даних - час їх «офіційного» представлення: спочатку Річард Снодграс (Richard Snodgrass) висловив ідею про можливе темпоральне розширення стандарту мови запитів до реляційних баз даних SQL-92, а згодом (у липні 1993 року) був проведений семінар «ARPA/NSF International Workshop on an Infrastructure for Temporal Databases», який продемонстрував зацікавленість наукового суспільства в створенні і використанні темпорального розширення стандарту мови запитів до бази даних (TSQL). Після цього семінару була сформована комісія по створенню специфікації пробної мови. Після декількох років плідної роботи на початку 1994 року з'явилась перша попередня її версія, а на основі отриманих зауважень у вересні того ж року була випущена остаточна специфікація мови запитів TSQL2 [7].

Характерні особливості ТБД

В свій час ТБД не отримали широкого практичного застосування. Гальмуючим фактором розвитку технологій ТБД були високі вимоги до ресурсів щодо підтримки багато-версійності об'єктів, які зберігаються. Але зі стрімким розвитком техніки даний фактор перестав бути вирішальним, оскільки вартість інформації у наш час може набагато перевищувати вартість обладнання, яке використовується.

Можна виділити наступні основні завдання інформаційних систем, які потребують застосування темпоральних технологій:

•· організація зберігання і доступу до даних, які мають темпоральні характеристики;

•·  автоматичне збереження попередніх станів об'єкта з ціллю обліку змін і доступу до них у випадку необхідності;

•· зберігання і обробка поточних даних.

Принципи побудови ТБД мають на увазі, що в БД повинні зберігатись всі версії об'єктів і користувач повинен мати можливість доступу до всіх попередніх версій [2].

Традиційні БД зберігають миттєвий знімок об'єктів моделі предметної області, тобто будь-яка зміна об'єкта в БД приводить до «затирання» попереднього стану об'єкта. На відміну від традиційних систем, ТБД дозволяють зберігати інформацію про еволюцію об'єктів предметної області: для будь-якого об'єкта, який був створений в момент часу tstart і завершив своє існування на часовому інтервалі tend , в БД будуть збережені всі його стани на часовому інтервалі [ tstart , tend ]. Таким чином, в ТБД при кожній зміні стану об'єкта буде зберігатися запис в БД. Унікальний ідентифікатор такого запису складається з ключа об'єкта і часового інтервалу, на якому даний стан об'єкта був актуальним, і має наступний вид: {key , [ tstart , tend ] }, де key ─ ключ запису, [ tstart , tend ] ─ часова мітка запису. Важливою особливістю ТБД є те, що в них можливі запити не тільки по ключу, але й по часу.[9]

Основними недоліками темпоральних СУБД на даний час є:

•·  все ще відсутній єдиний стандарт;

•·  відчутне відставання по потужності і надійності від промислових реляційних системам;

•·  слабка підтримка виробника [6].

На сьогоднішній день існують проблеми реалізації ТБД. В певній мірі вони пов'язані із вибором платформи для ТБД. Дослідження і побудова прототипів темпоральних СУБД зазвичай виконуються на основі деякої реляційної СУБД. При цьому темпоральна СУБД є надбудовою над реляційною системою і може використовувати наступні переваги реляційних СУБД:

•· є випробуваними і такими, що добре себе зарекомендували на протязі декількох десятиліть системами;

•· виробники реляційних СУБД постійно розвивають свої продукти;

•· підтримують загальноприйняті стандарти;

•· більшість підприємств має багаторічний успішний досвід роботи з реляційними системами.

При цьому слід врахувати певні проблеми використання реляційних СУБД при роботі з часовими даними:

•· реляційні СУБД не містять спеціалізованих засобів для розробки ТБД, тоді як темпоральні СУБД створюються саме під цю задачу;

•· реляційна СУБД «не знає» про семантику часового поля відношень і не може контролювати коректність його значень;

•· мови запитів реляційних СУБД не пристосовані для роботи з часом [2].

Література:

•1.     E.F.Codd. A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks. Communications of the ACM, 13(6), 1970.

•2.     Date C.J., Hugh Darwen, Nikos A. Lorentzos. Temporal Data and the Relational Model: A Detailed Investigation into the Application of Interval and, Relation Theory to the Problem of Temporal Database Management. Morgan Kaufmann, December 2002, 480 p.

3. Dubois D., Prade H. "Processing Fuzzy Temporal Knowledge," IEEE Trans. Systems, Man, and Cybernetics, vol. 19, pp. 729-744, 1989.

4. Dutta S. Generalized Events in Temporal Databases Proc. Int'l Conf. Data Eng., pp. 118-126, 1989.

5.  J. Ben-Zvi, "The Time Relational Model," PhD thesis, Computer Science Dept., UCLA, 1982

6.  Kopitovs J., Demidovs V., Petoukhova N. Method of Temporal Databases design Using Relational Environment. In: Scientific proceedings of Riga Technical University - Computer Science: Applied Computer Systems, Series #5, Issue #13. Riga: RTU, 2002. pp. 236-246.

7.  Richard T. Snodgrass, editor, Ilsoo Ahn, Gad Ariav, Don Batory, James Clifford, Curtis E. Dyreson, Ramez Elmasri, Fabio Grandi, Christian S. Jensen, Wolfgang Kaefer, Nick Kline, Krishna Kulkarni, T. Y. Cliff Leung, Nikos Lorentzos, John F. Roddick, Arie Segev, The TSQL2 Temporal Query Language, Kluwer Academic Publishers, 1995. Специфікація TSQL2 доступна за адресою ftp://ftp.cs.arizona.edu/tsql/tsql2/bookspec.pdf, а коментарі - на ftp://ftp.cs.arizona.edu/tsql/tsql2/eval.pdf

8.  Б.Б.Костенко, С.Д.Кузнецов. История и актуальные проблемы темпоральных баз данных. - http://citforum.ru/database/articles/temporal/

9.  Офіційний сайт проекту TimeDB. - http://www.chair36.msiu.ru/articles/3/html/node56.html


Залиште коментар!

Дозволено використання тегів:
<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <code> <em> <i> <strike> <strong>