二元约束数据库系统模型及其查询优化的研究与实现

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1、山东大学硕士学位论文二元约束数据库系统模型及其查询优化的研究与实现姓名：苏伟申请学位级别：硕士专业：计算机软件与理论指导教师：洪晓光20080405山东大学硕士学位论文摘要近年来伴随着对约束数据库理论和应用技术的大量研究，数据库上的约束问题逐渐成为新的关注点和热点。随着关系数据库使用的不断深入，在关系数据模型中除几种基本的完整性约束以及近期研究比较多的区间约束外，人们还发现有一种非常广泛的出现在各种实际问题中、既可以加在原始数据库上又可以加在查询结果上的“二元关系约束’’。二元关系约束是指在两个属性的值域间给定了一个(些)二元关系，每个元组在这两个属性上都只能取这个(些)二元关系中的

2、值。它在众多的领域都有着广阔的应用前景。这种二元关系约束在实际应用中是普遍存在的，但在传统的经典关系数据库理论中，各种“依赖’’却都未涉及到这种约束。因此为了对存在着大量二元关系约束的数据库进行更高效，更优化的查询、插入、修改等操作，就必须对二元关系约束的相关问题进行认真地研究探讨，并且有必要进一步研究二元约束数据库系统模型的实现及其它相关问题。因此，本文提出在传统关系数据库系统模型中，引入二元关系约束的思想及其相关理论概念；扩展现存在的传统关系数据库模式，包括在新的扩展数据库模式中定义二元关系约束；初步建立含有二元关系约束的扩展关系数据库系统模型；并在此模型的基础上讨论其存储结构的

3、实现过程，以及相应数据操作和关系代数操作的实现细节等内容。这样，一方面扩展了关系数据模型的建模能力，另一方面，利用二元约束的规范表示，可以用关系数据库成熟的实现理论及技术实现二元约束数据库系统。二元约束数据库的核心特征是将二元约束作为永久性数据存储。在本文后半部分，对比其他约束数据库语言的实现细节，本文将扩展普通数据库的语言功能，使其适用于二元约束数据库。并据此，介绍该扩展数据库语言的查询执行过程。众所周知，查询优化是数据库系统设计和实现所采用的一项重要技术，也是影响数据库系统性能的一个重要因素。二元约束关系模型在很大程度上解决了任意数据域上的不等式合取查询的极小化问题。因此，本文中

4、介绍不等式合取查询极小化理论，在新的扩展数据库系统模型中介绍如何更好的实现查询优化。山东大学硕士学位论文最后，本文阐述了扩展实现的新数据库模型的系统结构，并据此给出了实验数据和图示说明，进一步展示了新数据库系统模型在查询优化方面的优越性。当然，文章中还有很多问题有待于进一步的探讨和研究，在本文的末尾给出了未来相关工作的研究方向。关键词：二元关系约束；二元约束数据库；关系操作：查询极小化：查询优化II山东大学硕士学位论文ABSTRACTInrecentyears，along、)l，itlltheconsiderableamountofresearchaboutconstraintdat

5、abasetheory，theissuesaboutconstraintsonthedatabasehavegraduallybecomeanewpointandahotspot．WiththeconStantuseofrelationaldatabases，itw嬲discoveredthatthereWasakindofconstraints，whichhadverybroadrangeofapplicationsinavarietyofpracticalproblems．Thisconstraintcouldbeaddedtotheoriginaldatabase，andals

6、ocouldbeaddedtothequeryresults，herewecalledit”dualisticrelationalconstraint",dualistic-constraintforshort．Itgivessomedualisticrelationsbetweenthevaluefieldsofthetwoofattributesonwhicheachrecordoftablescouldonlyfetchthevalueofthesedualisticrelations．Ofcourse，ithaswideapplicationprospectsinnumero

7、usfields．Thisdualisticrelationalconstraintisexistentwidely,butintheclassicrelationaldatabasetheory,allkindsof”dependency”isneitherrelatedtotiffskindofconstraint．Therefore，inordertomakedatabasethatcontainedalargenumberofdualisticre