现代数据库-时态数据库ppt课件.pptx

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1、六、时态数据库及其管理系统分析六、时态数据库及其管理系统分析演讲人：演讲人：张国庆张国庆 张富生张富生 鲍玲利鲍玲利严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.1 什么是时态数据库？什么是时态数据库？时间数据库（Temporal database），又称时间化数据库或时态数据库，是内建时间特性的数据库。时间数据库搭配使用时间资料模型，以及具有时间版本的结构化查询语言。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.2 数据库起源与发展数据库起源与发展 时态

2、信息的需求与技术实际上一直伴随着数据库技术的发展而产生和发展。根据国内外最新研究动态和应用成果，将时态信息技术的起源与发展分为三个时期：开创期（1982年以前）、理论与模型探索阶段（1983年至1993年）、应用与发展阶段（1994年以来）。（1）开创期：时态特性是信息的客观存在，到70年代末，80年代初，数据库技术的日渐成熟和大容量高速存储设备的发展为时态据库技术的产生与应用创造了条件。加州大学洛杉矶分校J.BenZvi和纽约大学的J.Clifford在1982年的博士论文提出的“用有效时间（valid time）表示被管理对象在库中生命周期，用事务时间(transaction time)表

3、示数据库”是时态数据库技术开创期的标志性成果。时态数据库是在1982年正式形成。（2）理论与模型探索阶段：1982年以后，TDB的研究开始走向繁荣时期。此后的十年中，计算机学术界对时态数据库给予了极大的关注，学术界提出了数以百计的时态数据库模型和时态信息处理方法。此阶段，国际上一些重要大学和研究机构涌现出一大批研究学者，形成了一批专门的时态数据库研究集体。（3）应用与发展：80年代中后期，由于计算机相关技术的迅速发展，特别是网络与多媒体技术等技术的发展。应用领域的许多新需求得以实现，时态信息的应用就是一个重要方面。主要应用领域包括：地理信息系统、农业信息系统，电信信息系统，电子商务，电子商务，

4、智能决策支持系统，数据仓库与数据挖掘等，特别是时空（spatio-temporal）信息技术和多媒体信息技术的时态应用。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.3时态数据库与关系数据库的区别时态数据库与关系数据库的区别（1）采用关系模型建立起来的数据库叫做关系数据库。关系数据库是建立在集合代数基础上，应用数学方法来处理数据库中的数据。实时数据库是采用实时数据模型建立起来的数据库，用于处理不断更新的快速变化的数据及具有时间限制的事务处理。（2）关系数据库描述数据进入数据库时所反映现实世界当前状态。当这种状态发生改变时需要

5、通过合适的更新（插入、删除和修改）再反映到数据库当中，这种更新通常发生后，原先的状态就“自然”消失。（3）时态数据库显式表示和管理与时间相关的数据。时态数据的形式特征是其由不显含时间的数据和相应的时间标签组成，而本质是需要将数据本身与特定的时间例如数据的生命周期等紧密结合，时间的处理和数据的管理相融相合，是数据与其相关时间的整合体严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。时态数据数据库关系数据关系数据库并并发处理速度理速度1秒秒钟可可处理理1万至儿十万个万至儿十万个读写写请求求1秒秒钟约可可处理理1000-3000个个读写写

6、请求求存存储结构构采用采用测点点结构存构存储白定白定义表表结构构对象信息定象信息定义不支持不支持支持支持对象关系描述象关系描述描述通描述通过数学模型数学模型进行行计算描述算描述通通过主主键和外和外键进行关系模型描述行关系模型描述数据数据压缩采用采用压缩技技术对数据数据压缩不不压缩，存，存储全部数据全部数据存存储策略策略通通过采用一定的存采用一定的存储策略策略(如如:多个多个存存储设备轮换)确保可确保可长期运行期运行没有存没有存储策略可确保数据策略可确保数据库长期运行，必期运行，必须人工干人工干预严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为

7、或突发事件。6.4 研究与应用现状研究与应用现状 目前，时态信息技术仍处于研究和发展阶段，现有时态数据库共性概念、研究方法及不足可以归纳如下。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1、在现有的时态数据模型中，对时间数据的描述主要是依照J.Ben Zvi于19791982提出的时间点/时间区间模型、有效时间（valid time）和事务时间(transaction time)以及双时态(Bi-temporal)等概念；时态数据演算主要是基于J.F.Allen于1984年提出的十三种时间区间演算（或其扩展）。主要不足是：时态

8、数据运算体系不完备，时态关系演算还没有系统和有力的数学理论支持。2、时态数据模型多，但由于时态数据模型还不够成熟，还没有形成较完整的国际标准。各种模型都还存在一些不足。时态数据模型一般都是传统关系数据库的扩展，并将传统关系数据库作为特例。主要方法是在TDB中增加一些运算，AFTER、BEFORE和OVERLAP等；扩展一些操作，例如时态选择，时态投影、时态连接等。目前大部分时态数据查询语言是通过扩展当前的查询语言如SQL或者Quel，时态数据查询功能有限，效率比较低。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3、目前时态数据

9、库研究取得了相当的进展，但是大多研究局限在数据库的时态属性，而忽视了其他信息的时态属性。时态数据技术目前还停留在“数据”处理上，关于时态逻辑和推理方面的研究，主要优点是符号演算和推理能力强，但是信息处理能力弱，与时态数据库和时态信息处理研究相脱离。关于时态知识与逻辑方面主要包括时间区间逻辑运算的扩充等，没有涉及时态知识数据库模型。4、在应用方面，由于80年代数据库技术迅速发展，特别是90年代多媒体技术、网络技术等发展，时态信息的应用呈现出勃勃生机。但是，由于还没有成熟的时态模型和软件产品，大部分与时态相关的应用，只是借鉴当前一些时态数据模型，在实际实现中仍然只能采用传统的技术，其时态部分的解释

10、是由应用程序而非数据库本身来进行。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.5时态数据库基本概念时态数据库基本概念6.5.1三种基本时间三种基本时间（1）用户自定义时间）用户自定义时间（3 3）事务时间）事务时间（2 2）有效时间）有效时间 用户自定义时间（User-defined Time）是指用户根据自己的需要或理解定义的时间。这种时间的属性值一般是时间点，用户本身会解释他所给出的时间信息，数据库系统不需要解释该数据的含义，只需将此时间域等同于其他一般的属性域来理解，对它的操作和对普通的字符串操作几乎没有什么差别。因

11、此和传统数据库系统一样，时态数据库系统不对用户自定义时间进行任何特殊的处理，不需要专门的语言支持。用户自定义时间值是完全应用依赖的，由用户和系统以常规方式存取。有效时间（Valid Time）是指一个对象（事件）在现实世界中发生并保持的那段时间，或者该对象在现实世界中为真的时间。既可以反映过去和现在的时间，还可以反映将来的时间。有效时间的含义依赖于具体应用，取值是否有效视具体应用场合而定，对应于实际应用的需要或现实世界变化的历史，比如身份证，教师的职称等。和用户定义的时间不同，当查询语句被检测到有时态语义的时候，有效时间是由数据库系统解释的。而且有效时间可以被更新，有效时间的提供和更新也是由用

12、户来完成的。事务时间（Transaction Time）又称为为系统时间是指一个数据库对象进行操作的时间，是一个事实存储在数据库中的时间，它记录着对数据库修改或更新的各种操作历史，对应于现有事务或现有数据库状态变迁的历史，因此事务时间的值由系统时钟给出，它独立于应用，用户不能修改事务时间，而且事务时间不能晚于现在时间，因为它反映着数据库实际操作的时间，不能指未来，而有效时间可以指未来。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.5.2 6.5.2 两个时间维两个时间维 传统的关系数据库有两维，其一是属性维，其二是元组维，分

13、别为横向维和纵向维。时态数据库在传统数据库的基础上增加了时间维概念，时间维指的是有效时间维和事务时间维。于是时态数据库就变成了四维结构 严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。姓名出生年月职称工资有效时间李小山196009讲师1000(199809，now)张又宝196411副教授1700(199803，now)19981218 姓名出生年月职称工资有效时间李小山196009讲师10001300(199809，199903)(199904，now)张又宝196411副教授1700(199803，now）19990618 姓

14、名出生年月职称工资有效时间李小山196009讲师10001300(199809，199903)(199904，now)张又宝196411副教授教授17002100(199803，200003)(200004，now）20000918 姓名出生年月职称工资有效时间李小山196009讲师副教授100013001800(199809，199903)(199904，200103)(200104，now)张又宝196411副教授系主任17002100(199803，200003)(200004，now)20020618 事务时间有效时间严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发

15、现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。从上表可以一下结论：a)如果一个元组是在数据库建立之前有效，那么它在数据库中的第一次事务时间，就是建立该数据库的时间，直至此时这个元组的有效性才被体现出来。当元组无效后，倘若数据库没有进行与事务时间相关的更新操作，元组真正的有效性也是体现不出来的。同样，该元组倘若要失效的话，必须要有新的事务时间才可能体现出来。b)没有事务时间，元组的有效性是没有办法体现的；没有有效时间，仅有事务时间，数据库的元组仅仅是一个个孤立的快照。c)有效时间和事务时间是互不相关的（Orthogonal）。这好比一个人的出生年月在他出生的时候就有效了，而且此时间永远有效。但是该

16、数据何时进入数据库，何时从数据库中被删除，完全是由系统决定的，它和有效时间完全没有关系。d)在时态数据库中，更新数据的时候，旧的数据仍然存在，并且可以访问和修改。新的数据则用作当前值供用户访问。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.6 时态数据库的分类时态数据库的分类分类基础是数据的时间维度 1.快照数据库快照数据库（Snapshot Database）2.回滚数据库回滚数据库(Rollback Database)3.历史数据库历史数据库（History Database）4.双时态数据库双时态数据库（Bitempo

17、ral Database）严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.6.1 快照数据库 快照数据库（Snapshot Database）是以在特定的时刻的瞬间快照来建立模型，来考虑现实世界，尽管现实世界是变化的，快照数据库只是反映了某一个瞬间的情况。快照数据库由静态的二维关系表组成，分别是属性维和元组维。数据库的状态变迁由事务实现的，一旦事务提交，其状态变迁就立即生效，原来的数据库状态也就完全被丢失和遗忘，相应的，现实世界的状态也一样被丢失和遗忘。因此快照数据库不能够进行与时间相关的任何工作，不能进行含有时间因素的推理，

18、不能进行以往历史数据的查询。实际上是一种非时态数据库，它反映的是数据的当前状态，随着时间的推移，数据库状态在不断的改变，新状态将覆盖旧的状态。状态之间的转变是通过更新操作实现的，如insert into、delete和update语句。之所以在这里将快照数据库介绍一下，是因为快照数据库也支持一种时间用户定义时间。而且对快照数据库的研究，可以看到数据库对时变属性的支持变化情况。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。从时态数据库的观点来看，快照数据库不区分事务时间和有效时间。它采用这样的假定：一个存储在数据库中的元组，一定是

19、真实世界中的有效事实 严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.6.2 回滚数据库 回滚数据库(Rollback Database)支持事务时间，它按事务时间进行编址，保存了过去每次事务提交，状态演变之前的状态，是数据库事务变化的时间轴。任何一个更新语句的执行将产生一个新的数据库状态。新状态不会覆盖旧的状态。因此没有数据会被物理删除。通过将一个元组的事务结束时间设为执行语句的当时时间，从而实现元组在语义上的“删除”。事务时间区间可以看成是该元组在快照数据库中存在的历史。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章

20、制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。IDNAMEBIRTHDAYSALARY100张三1974.1.13000IDNAMEBIRTHDAYSALARY100张三1974.1.15000IDNAMEBIRTHDAYSALARYTTSTTE100张三1974.1.130001998.11999.1100张三1974.1.150001999.1表1是在回滚数据库中张三的记录，而在不同历史时期的快照数据库中张三记录的情况分别如表2和表3；表2是1998.1-1999.1快照数据库中张三的记录；表3 是1999.1之后，快照数据库中张三的记录，它覆盖了表2的记录严格执行突发事件上

21、报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。回滚数据库不足之处也很为明显，主要表现如下：1）回滚数据库因为是按照事务时间编址，记录的是数据库状态变迁的历史，而不是现实世界变化的历史，现实世界中元组的属性在某个时间点（属性的有效时间）变化了，但是因为数据库在这个时间点没有执行事务，即数据库的事务时间没有改变，那么此时，元组的时变属性的改变在数据库中根本没有体现出来。2）过去元组的错误决不可以更正，而只能查看。当我们发现元组有错误的时候，如果此事务已经提交的话，我们就无能为力了，所能做的工作只能是等待下次系统的事务时间进行新的改动。但是，改动的只是

22、提交前的数据库，即最近一个事务时间点的数据库，在此之前的状态不能再改变。3）回滚数据库的冗余太多。在前一个事务时间内提交的数据，即使在下一个事务时间没有数据的改变或者改变甚小也需要进行所有的数据的重新输入及储存，这种冗余是较大的，特别是那种时变较小的情况。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.6.3 历史数据库历史数据库 记录事实的有效时间的数据库称为历史数据库。历史数据库记录了在有效时间轴上的一系列的数据库状态，可能是过去、现在或将来。它可以被看作是记录了事实在真实世界的变化过程 严格执行突发事件上报制度、校外活动

23、报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。NoNameBirthdayTitle019504478 Peter1969-6-6Lecturer019504479 James 1966-7-8Prof.019504480 Bush1963-8-16 Prof.NoName Salary TitleVTsVTe019504478 Jhon3000Lecturer1991-071994-09019504478 Jhon4500Assiant-Prof.1994-102000-05019504478 Jhon8000Prof.2000-062003-08019504

24、478 Jhon8000President2003-082006-08019504479 White 5000Assiant-Prof.2002-062007-09019504479 White 6500Prof.20007-10 NOW表表4,快照数据库快照数据库 例如表4是一个快照数据库的例子，从表中可以知道Peter的一些基本信息。但是，对于“Peter 5年前是否为讲师？”这样的问题，除非对数据表的结构进行特殊处理，否则将难以得到所需结果。为了解决此类问题，就需引入历史数据库，如表5。历史数据库与快照数据库的主要区别是支持有效时间。在数据库中历史数据库与快照数据库的主要区别是支持有效时

25、间。在数据库中添加对有效时间的支持后，就可以把表添加对有效时间的支持后，就可以把表4改造成新的表改造成新的表5。表表5,历史数据库历史数据库严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。历史数据库上的查询语言必须具有有效时间演算能力。同时更新语句必须指明修改语句涉及哪些数据库状态（也就是只对指明的时间区间内有效的记录才进行修改）。历史数据库无法记录数据库的修改历史。因此，在历史数据库中有效时间的修改历史也是不能被记录的。例如某个事实的有效时间有错误而进行了更新，新的记录将覆盖旧的记录。历史数据库主要特点是支持有效时间，数据冗余度

26、小，结构相对简单。但是也存在一些不知，主要不足之处是：不支持事务时间，不可以象回滚数据库一样对以前的某一个状态进行查询。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.6.4双时态数据库双时态数据库 回滚数据库和历史数据库各具优点，通过设计一种数据库，使它既支持事务时间又支持有效时间，这就是双时态数据库（Bitemporal Database）。双时态数据库集成了前三种类型数据库的功能特性，储存了数据库和现实世界两者发展的历史。双时态关系的一种实现方法就是组合回滚数据库和历史数据库成为新的数据库。双时态关系的一种实现方法就是组

27、合回滚数据库和历史数据库成为新的数据库。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。可以看出，在事务时间轴上，取不同的时间点，就产生不同的历史数据库，我们可以对上图中的对应于四个事务时间点T1，T2，T3，T4的历史数据库进行查询操作。当然图中所示的只是一个元组的四个历史数据库中的有效时间片断组合，对于其他元组的情况可以类似的进行推理，而后，这些元组组合到一起即形成了四个不同的历史数据库。所以，这四个历史数据库也可以成为是快照历史数据库，说是快照，是因为这四个数据库是分别是四个事务时间的快照；说是历史数据库，是因为每个数据库里

28、面的纪录是历史数据库属性的，记载的是现实元组的真实变化的时间，而非数据库状态变化的时间，我们可以在这四个数据库里面进行增加、改正、删除及查询的工作 严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。双时态数据库综合了回滚数据库和历史数据库的优良特性，它即保存了数据库变迁的历史，又保存了现实世界的真实的数据属性。这种数据库，才是真正的对数据时态属性支持的数据库，以前的回滚数据库很难称得上是纯粹的时态数据库。应当注意的是，双时态数据库是以牺牲大容量的储存空间为代价的，对双时态数据库的储存进行优化是时态数据库研究的一个重要工作。严格执行突

29、发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.7 时态数据库查询语言时态数据库查询语言目前，时态数据查询语言主要由下述三种类型：1)TempSQLTempSQL2)TSQL23)TQuel严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.7.1 双时态概念数据模型双时态概念数据模型BCDM BCDM的全称是Bitemporal Conceptual Data Model。它是一种支持有效时间和事务时间的双时态模型。BCDM是一种概念模型，主要目的是实现时态数据的语义。它

30、不曾考虑数据的存储和数据的表示（也就是数据如何显示给用户）。现实中是通过其它的模型以及其它模型到BCDM的映射来实现的。如在TSQL2中所定义的其它两种模型（面向储存的表示数据模型和面向显示的演示数据模型）就是为BCDM的数据物理存储和用户界面而设计的。三种模型构成了类似DBMS的三层逻辑关系，即数据存储、数据逻辑和数据表示分开。BCDM有个天生的弱点，就是BCDM不便于储存，BCDM储存会占据大量的空间。TSQL2的实际储存形式是一种可以与BCDM进行等价转化的数据库模型面向储存的表示模型。表示模型在TSQL2中没有做统一的规定。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到

31、及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。BCDM模型描述如下：1、每一个事实包含在一个元组中。2、每一个事实条目的Timestamp记录了这个事实什么时候为真和这个事实是什么时候被写入数据库。（双时态）3、BCDM是一种均一的数据模型。4、元组定义为具有合法属性值的属性集子集。5、不允许有空的Timestamp。6、不允许有相同值的元组，BCDM中的关系是接合的。7、每一个合法元组的集合都不是合法元组。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。BCDM中的关系不是1NF，因为Timestamp不具有原子性（双时态）

32、。其它的属性都是原子。BCDM最主要的特点：（1）支持有效时间和事务时间的双时态，BCDM从概念层次上完整地实现了双时态的语义，虽然它并不适合于数据存储和数据表示，但是它为双时态语义的形成提供了完整的逻辑体系；（2）属性的原子性（保证1NF）：属性不可再分；（3）有效时间的同质性：所有事实定义在同一种时间元素上；（4）有效时间的接合性：时间连续或重迭时，不允许相同性元组的出现。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。举例说明BCDM模型的双时态机制。该例子描述的是Jake在shipping dep里工作，人事部门使用BCD

33、M模型对Jake的工作进行记录。在本例中，假设有效时间和事务时间最小的时间单位都是1天，也就是说时间粒度是1天。使用整数时间戳，也就是使用时间1，时间2等去描述时间，因为BCDM时间域的性质决定了它支持这样的时间表示。图1表示了这样情况，Jake被雇用并被安排到shipping部门工作，工作时间从10到15，人事部门对此信息进行记录，记录时间为5。很明显，前者是有效时间，后者是事务时间。图1中那两个箭头表明这个事实是一直存在于数据库中的，到目前为止还没有改变，也就是UC。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。人事部门后来

34、发现对Jake的工作时间记录有错误，应该是从时间5到时间20。于是进行修改，修改的时间是10。这就是图2所反映情况。之后，人事部门发现这次修改是错误的，原来的记录才是正确的。于是又把记录改为原来的情况，作出修改的时间是15。这就是图3所反映的。人事部门后来又发现Jake工作的部门不是shipping dep，而是Load dep，于是作出修改，增加一个事实到双时态空间中，这个操作进行的时间是时间20。在同一时间，人事部门收到确认了Kate将会在时间25到时间30这段时间里将在Ship dep工作，于是把这个记录加到数据库中。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现

35、、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.7.2 TempSQL模型及语言模型及语言 TempSQL是一个类似于SQL的时态数据库查询语言，它兼容了SQL的主要功能，能查询被管理对象的历史、数据库本身插删改的历史，以及用户和数据库本身出错的历史。TempSQL保持了时态数据和静态数据的无缝连接。快照数据库可以认为是时态数据库中时间缩小为一个时间量子now,now时的特例。TempSQL引进了双时态机制，数据库中管理的不仅有对象历史的有效时间，也有关于数据库查删改的事务时间。TempSQL模型先是引进了时态属性值，时态元组，生命周期，时态表达式，等一些TempSQL特有的基本概念，而后建立时

36、态数据库模型。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1几个概念几个概念 1.1 ）时态属性值）时态属性值TempSQL中允许时态属性值是形如（区间，值）的二元组。例如（1994，1997，“在大学学习”），其语义为某人“在大学学习”的时间是1994，1997。在TempSQL中称1994，1997为属性值的定义域或生命周期，用双层括号表示求生命周期运算，例如“在大学学习”1994，1997 1.2）时态元组）时态元组TempSQL中要求一个元组中各个属性的生命周期一致，称为满足同时性条件的时态元组。严格执行突发事件上报制

37、度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1.3）时态表达式）时态表达式为了使TempSQL语言表达方便，引入了时态表达式的概念。1、如A是一个属性，A的时态表达式即为A，表示在该关系中各个元组中属性A的定义域的并。2、如A，B是属性，是比较算符（例如,=），布尔式AB的时态表达式记为AB，是关系中布尔式AB为真的那些区间的并集。3、e是关系表达式，则e的时态表达式e是由e所表达的关系中所有元组的时态表达式的并集。4、时态表达式的并、交、差及否定，仍是时态表达式。TempSQL可由关键字指定对象。TempSQL中规定对象的关键字如随时间变化后，就

38、被认为代表另一个对象。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。经理名年薪（万元）1996,1995 A41997,2000 B52000,2001 C5.52002,2002 D61998,1999 E52.与有效时间有关的查询与有效时间有关的查询严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。Select 经理名While 经理名inSelect 经理名While Mansal.年薪5 From Mansal From Corman显然可见，内层While子

39、句的限定时态值为：1997,2000 1998,1999，所以内层的Select语句的结果是1997,2000 B和1998,1999 E两项，最终的外层的查询结果也是这两项。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3.与事务时间有关的查询与事务时间有关的查询 一般在数据库系统中，数据库的系统日志按若干时态关系（即几张表）来保存，而且我们可以在这些表的基础上建立视图，和按不同要求的索引表（例如按数据索引，按更新作索引，按查询方式索引）。下面，我们假设已经建立了一个统一的视图 TransHistory，通过它可以查询任何事务

40、的时态信息。我们举例来说明查询事务信息。例例 查询在时间区间20,40中提交事务的用户是谁？Select UserFrom TransHistory Where TT 20 and TT40例例 当经理年薪为10万的时期，对数据库更新的原因是什么？Select ReasonFrom TransHistory Where TT in Select*From Where 年薪=10严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.7.4 TSQL2语言语言1建立双时态关系建立双时态关系 在TSQL2中，随着时态特性的不同，关系可分为

41、如下6类:1）快照关系）快照关系(snapshot relations)：无时间标签。2）有效时间状态关系）有效时间状态关系(valid-time state relations)：表示状态state，有效时间表示的就是状态有效的期间。这种关系用子句AS VALIDSTATE说明。3）有效时间事件关系）有效时间事件关系（valid-time event relations）：表示事件event，事件发生在某刻，有效时间为时刻的集合。用子句AS VAIID EVENT说明该事件是有效时间状态关系。4）事务时间关系）事务时间关系(transactiontime relations)：只有事务时间这

42、一时间标签，用子句AS TRANSACTION 说明。5）双时态状态关系）双时态状态关系(bitemporal state relations)：时间标签含事务时间和有效时间，其中有效时间描述的是关系表示的状态有效的期间。用子句AS VALID STATE AND TRANSACTION说明。6）双时态事件关系）双时态事件关系(bitemporal event relations)：和双时态状态关系不同之处在于时间标签中的有效时间描述的是关系表示的事件发生时刻的集合。用子句AS VALID EVENT AND TRANSATION说明。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。

43、做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。例（双时态状态关系定义的例子）例（双时态状态关系定义的例子）定义关系“处方”。CREATE TABLE处方(病人姓名CHAR(10)，医生姓名CHAR(10)，药名CHAR(30)，剂量CHAR(30)，服药间隔INTERVAL MINUTE)AS VALID STATE DAY AND TRANSACTION;服药间隔表示每隔多少分钟服药一次。AS开头的子句是TSQL2新增加的，说明所建立的关系是双时态状态关系，具有有效时间和事务时间两个时态属性。有效时间用期间表示，粒度为天。事务时间的粒度由系统决定。严格执行突发事件上报制度、校外活动报

44、批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2TSQL2中的查询语句中的查询语句-SELECT 在时态数据库中，若在SELECT后加保留字SNAPSHOT,则转化成了相当于关系数据库中的查询，查询结果中没有时间标签。例例 查询所有服过Amoxycillin药物的病人姓名。SELECT SNAPSHOT 病人姓名 FORM处方 WHERE药名Amoxycillin说明：查询结果中无时间标签，查询结果为一串病人姓名。为了对比，请参严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3TSQL2的数据更新的数

45、据更新TSQL2数据更新包括增、删、改，SQL中的增、删、改语句都可以推广到TSQL2中。下面分别讨论其语法及语义。INSERT语句语句注意注意：在插入时，如果在关系“处方”中，已有属性相同的元组，则新插入的处方与此元组归并，即在该元组的时间标签中，插入本处方的有效期间。只有在关系中没有一个元组的属性值与插入元组完全相同时，本处方才作为一个单独的元组插入到关系“处方”中。例例 插入一处方，但处方有效截止期待定。INSERT INTO处方 VALUES(李山，张又宝，Vitamin E，100mg INTERVAL 8:00 MINUTE)；严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制

46、度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。DELETE语句语句例例 删除1997年10月开给李山的所有处方。DELETE FROM处方 WHERE病人姓名=李山 VALID PERIOD1997100l，199710-31 说明：凡是在1997年10月份开给李山的所有处方都将被删除。如果有些处方的有效期只有部分在1997年10月，则丛有效期中删除1997年10月中的那部分，保留其余部分。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。6.7.5 TQuel 模型及语言模型及语言 TQuel语言的基本结构是对Quel

47、语言的扩展，保存了Quel的风格。基于QUEL发展起来的事态查询语言有TQUEL，HQuel,HTQUEL.TQuel建立在1NF 时态关系（temporal relations）之上,其它两个建立在non-1NF关系模型。TQuel是建立在双时态的基础之上的，该模型中，元组的生命周期为有效时间，而数据库中事务执行的时间为事务时间，并认为这两个时间轴是正交的，互相独立的。TQuel模型从谓词演算基础上建立了复杂而完备的理论，制定了详细的TQuel句法规范，在理论上较为深入的研究了对应的各种属性，如时态闭包、完全性、有效时间的不确定性、时态查询语言优化、时态约束，研究了TQuel和元组演算的语义

48、关系，并且得出了一些深刻的定理。它的操作是基于关系数据库中的元组演算的。它的操作包含普通Quel操作（静态数据操作），有效时间操作，事务时间操作等。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。TQuel的典型查询语句如下：range of t1 is R1.range of tk is Rkretrieve(ti1.Dj1,.tir.Djr)valid during vwherewhenas of注意到Tquel为有效时间加入新字句：when严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处

49、理各类违纪行为或突发事件。TQuel 在传统的Quel的基础上引入了一些时态保留字，如：as of,overlap,等，类似的保留字还有First，Last，endof 等，这些保留字虽可以顾名思义。但是，为了更为准确的理解它们，特举例如下，其中用等式的形式来说明它们的意义。First(1998,1995)=1995Last(1998,1995)=1998Interval(tuple)=(Interval.from,interval.To)(from代表有效的起点，To代表有效的终点)Beginof(1998,1999)=1998,1998Endof(1998,1999)=1999,1999O

50、verlap(1995,1997，1996,1999)=1996,1997Extend(1995,1997,1996,1999)=1995,1999Before(1995,1999)=tureAfter(1995,1999)=false Precede(a,b,c,d)=Before b,c 严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。表6所示的是一家上市公司IBM股票随时间变化的情况表，TQuel所反映的是双时态关系，应该是既有有效时间又有事务时间，但是作为股票关系的数据库来说，股票的股值随着时间变化有效时间和事务时间是一样