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高等資料庫報告 時間資料庫 Temporal Database 指導教授：陳彥良 老師 學 生永霖 勁頤 青 目錄 目錄 I 圖目錄 IV 表目錄 IV 1. 緒論 1 1.1. 時間資料庫概述 1 1.2. 時間資料庫的必要性 2 1.3. 本文架構 3 2. 時間資料語意與模式 4 2.1. 時間資料語意(Temporal Data Semantics) 4 2.2. 時間資料模式 6 3. 時間資料庫設計 13 3.1. 邏輯設計 13 3.2. 概念設計 14 4. 歷史的查詢語言(HSQL) 16 4.1. 歷史資料庫概述 16 4.2. 歷史資料模式(The Historical Data Model)概觀 16 4.2.1 狀態(state)與事件(event) 16 4.2.2 為何只用有效時間 17 4.2.3 模式說明 17 4.2.4 歷史的關聯及其描述 17 4.2.5 HDBMS的完整性 19 4.3. HSQL中的時間領域 19 4.3.1 單位時間的比較 20 4.3.2 時間區間的比較 20 4.3.3 時間區間的運算 21 4.3.4 內儲函數 21 4.4. 歷史關聯代數 23 4.4.1 標準運算(Standard Operations) 23 4.4.2 新的專屬運算(New Primitive Operations) 23 4.4.3 有用的新運算元(New Useful Operations): 24 4.5. 歷史資料庫的查詢語言 25 4.5.1 資料定義 26 4.6. 資料查詢 27 4.6.1 聚合函數(Aggregate Functions): 28 4.6.2 HSQL範例 29 4.7. 資料的操作(Data manipulation) 31 4.7.1 新增作業(the insert operation) 32 4.7.2 更改作業(the update operation) 32 4.7.3 刪除作業(the delete operation) 32 4.8. 回顧更新 32 4.8.1 延遲維護 33 4.8.2 錯誤修正 33 4.8.3 範例 35 4.9. 使用非歷史性關聯 36 4.10. 時間rollback的工具 37 4.11. 處理未來時間 37 4.12. 結論 38 5. 時間關聯模型(TRM)與TSQL 40 5.1. 時間關聯模型(TRM) 40 5.2. 時間性正規化(Temporal Normalization) 41 5.3. TSQL Tutorial 43 5.3.1 WHEN子句 44 5.3.2 取得時間戳記 45 5.3.3 時間性順序 46 5.3.4 TIME-SLICE子句 46 5.3.5 聚合函數及GROUP BY子句 47 5.3.6 MOVING WINDOW子句 47 5.4. TSQL時間性查詢的正規語法(BNF) 48 5.5. TSQL, HSQL及TQuel的簡單比較 49 6. 結論(時間資料庫的現在與未來) 50 6.1. 目前標準與商業資料庫在時間性資料的支援 50 6.2. 時間資料庫的標準制定 51 6.3. 時間資料庫未來發展趨勢 51 參考資料 53 A. 附錄：TQuel 54 A-1. 資料模式(Data Model) 54 A-2. Quel的取出敘述(Quel Retrieval Statements) 56 A-3. 交易時間切片(Transaction Time-Slice) 56 A-4. 有效時間選擇(Valid-time Selection) 58 A-5. 有效時間投影(Valid-time Projection) 61 A-6. 聚合函數(Aggregates) 62 A-7. 有效時間不確定(Valid-time Indeterminacy) 63 A-8. 更新敘述(update statements) 65 A-9. 綱目演進(Schema Evolution) 66 圖目錄 圖 11：傳統的快照關聯表 1 圖 12：三個維度的時間關聯 2 圖 21：CheckedOut關聯 (BCDM) 8 圖 22：CheckedOut關聯表的逐日變化情形 10 圖 23：利用其他資料模式表示CheckedOut關聯 10 圖 24：CheckedOut關聯表變動情形 11 圖 31：錄影帶出租一般非時間性的E-R圖 14 圖 41：時間區間的比較 21 圖 42：時間區間的組合運算 21 圖 43：Coalesce(CL)運算元 24 圖 4