基于嵌套关系演算的数据起源研究与实现

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1、南京航空航天大学硕士学位论文基于嵌套关系演算的数据起源研究与实现姓名：刘滨申请学位级别：硕士专业：计算机科学与技术指导教师：王立松2011-03南京航空航天大学硕士学位论文摘要随着数据云存储概念的诞生以及因特网的普及导致的信息流加速，各种行业正在形成庞大的、复杂的、异构的数据环境。在这些庞杂的数据环境中，有一些公共数据库在生物学，天文学等专业领域占有重要地位，由于这些数据采集和加工时并没有统一的标准，造成了数据质量的参差不齐，因此分析及还原数据产生和变迁的过程，对判断数据的质量以及修正数据中的错误显得尤为重要，数据起源正是针对这一问题展开研究的。本文的研究工作主要包括如下几个方面：1、

2、研究了目前关系数据库中数据起源的相关概念以及技术方法，并重点针对包含聚合函数查询的数据起源展开研究。2、针对关系数据库中的数据起源的查询等价以及聚合函数问题，对嵌套关系演算表达式进行扩展，将聚合函数作为基本算子，扩展后的嵌套关系演算能够与关系代数表达式进行转换，为实现具体的起源追踪系统打下了基础。3、基于嵌套关系演算建立起源追踪模型，并引入标注模式，通过分析查询表达式输出的标注信息得出查询表达式的行为，从而最后得到输出结果与输入的依赖关系。4、研究了如何构建实际有效的起源追踪系统，并进行了具体实现。最后，为了提高起源追踪系统的查询与存储效率，本文还对存储模型进行了改进，实验表明改进后的

3、存储模型较原始存储模型性能有一定的提升。关键词：数据起源，嵌套关系演算，聚合函数，关系代数I基于嵌套关系演算的数据起源研究与实现AbstractWiththeinformationflowacceleratesasaresultoftheemergenceofcloudstorageandpopularizationoftheInternet,aenormous,complexandheterogeneousdataenvironmentisforminginkindsofindustries.Inthesecomplexdataenvironments,somepublicdatab

4、asesareofutmostimportanceinprofessionalfieldsasbiologyandastronomyandsoon.Thelackofunifiedstandardasthesedatawerecollectedandprocessedcausesthatdatamayvarywidelyintermsofquality.Therefore,analysingandrestoringtheprocessofdata'sgenerationandevolutionmeansalottoevaluationofdataqualityandcorrection

5、ofdatafault.Dataprovenanceaimsatstudyingthisproblem.Theresearchofthispapermainlyconsistsofthefollowingaspects:1、Studiesrelatedconceptsandtechniquesofrelationaldataprovenanceatpresentandfocusesontheresearchofdataprovenanceincludingquerieswithaggregatefunctions.2、Accordingtotheproblemsofqueryequiv

6、alenceandaggregatefunctionofrelationaldataprovenance,extendsnestedrelationalcalculationexpressionandtakesaggregatefunctionsasbasicoperators.TheNRCcantransformwithrelationalalgebraexpressionafterextended,layingfoundationsforimplementingspecificprovenancetracingsystem.3、Buildsaprovenancetracingmod

7、elbasedonNRC,introducesannotationmodel,derivesqueryexpression'sactionsbyanalysingoutputannotationsfromqueryexpression,thusgetsthedependencybetweenoutputsandinputs.4、Studieshowtobuildaworkableprovenancetracingsystem.Atlast,in