Анализ избыточности хранения темпоральных данных…
1
УДК 004.654
Анализ избыточности хранения темпоральных данных
средствами реляционных СУБД
© А.В. Балдин, С.А. Тоноян, Д.В. Елисеев
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Рассмотрены различные состояния базы данных (снимки), которые отражают
различные состояния объектов реального мира, изменяющихся со временем под вли-
янием внешних факторов. Показано, что в таких системах все хранимые в базе дан-
ные являются актуальными в момент выполнения соответствующих запросов и
хранят единственное (текущее) состояние объектов предметной области. Послед-
нее свойственно большинству современных реляционных баз данных. Указано суще-
ствование множества предметных областей, в которых необходимо хранить ис-
торию изменения структуры базы данных и самих данных. В таких системах
сложно выполнить запрос к изменяющимся данным и определить ограничения це-
лостности, которые содержатся в нескольких состояниях базы данных. Одним из
путей решения подобных задач является применение нетемпоральной модели базы
данных и расширение функциональности языков запросов. Предложено провести
преобразование нетемпоральной модели базы данных к темпоральной посредством
добавления временных отметок к данным для хранения их истории. Это достига-
ется введением в базу данных новых кортежей, в которых может изменяться зна-
чение только одного атрибута, что приводит к избыточности хранения информа-
ции. В статье дан анализ и оценка избыточности хранения информации в
темпоральных реляционных базах данных.
Ключевые слова:
структура данных, операции изменения, ограничения целостно-
сти, темпоральные данные, темпоральные модели СУБД, нетемпоральные модели
СУБД, реляционная база данных, кортеж, многомерное пространство, избыточ-
ность хранения данных.
Темпоральные данные и темпоральные базы данных.
Система
управления базами данных (СУБД) основывается на модели, которая
определяет конструкции и формализмы, доступные для определения,
изменения и доступа к данным, и состоит из трех компонент: структу-
ры данных, операций и ограничений целостности [1]. Модель данных
позволяет описывать объекты предметной области и выполнять над
ними соответствующие операции.
Совокупность значений, описывающих объект предметной обла-
сти в определённый период времени, называется состоянием объекта
предметной области, а совокупность состояний объектов предметной
области в определённый период времени — состоянием базы данных.
Современные СУБД хранят единственное состояние объектов
предметной области, как правило, текущее. Такие СУБД и соответ-
ствующие им модели данных называются нетемпоральными. Они под-
держивают операции изменения, которые переводят базу данных из од-
