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《吉林大学》 2005年
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主动数据库理论研究

左万利  
【摘要】：本文研究了主动数据库的理论问题,具体包括:(1)对ADBMS 的产生历史、发展现状、原型系统等进行了分析,明确了尚未完全解决的理论问题;(2)研究了事件描述语言,通过引入一元时序算子,将事件代数拓展到时序空间,并根据最近发生事件消耗语义提出了标志取代Petri 网TR-Petri,用TR-Petri 网解决了复合时序事件的检测问题;(3)研究了主动规则执行终止性问题,发现了基于TG 和AG 的主动规则终止性静态分析算法的错误,并通过定义触发可达修改了原算法。进一步,引入了DG 图,并结合TG 图和AG 图定义了关联图RG,基于RG 给出了更为精确的主动规则终止性静态分析算法;(4)研究了主动规则执行语义问题,根据immediate 耦合方式的语义,提出了传递冲突和完可交换的概念,解决了多种耦合方式下主动规则正确性和合流性问题。文中给出了支持多种耦合方式的主动规则正确执行的形式化语义,证明了任何正确执行必然导致合流性执行结果;(5)根据改进和扩展的嵌套事务模型,给出了支持完整耦合方式集的主动规则合流性调度算法和并发控制算法,以及基于事务森林的高效死锁检测与恢复算法;(6)在OODB 环境上建立了一个主动数据库原型系统Petri-AOODBMS,对文中提出的核心算法进行了验证。
【关键词】：主动数据库 触发器 ECA 规则 事件 条件 动作 耦合方式 立即耦合 延迟耦合 分离耦合 时序事件 时序算子 时序事件代数 事件消耗语义 时间语义 标志取代Petri 网 级联触发 规则终止性 触发图 活化图 惰化图 关联图 冲突 可交换 传递冲突 完全可交换 合流性 规则执行语义 规则执行模型 嵌套事务 规则调度 并发控制 死锁 产生式规则 演绎数据库 实时数据库 Agent 系统 XML 数据库
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TP311.13
【DOI】：CNKI:CDMD:1.2006.013734
【目录】：
  • 第一章 绪论12-32
  • 1.1 研究背景13-29
  • 1.1.1 主动数据库历史13
  • 1.1.2 主动规则与规则语言13-15
  • 1.1.2.1 事件14
  • 1.1.2.2 条件14-15
  • 1.1.2.3 动作15
  • 1.1.3 规则执行语义15-19
  • 1.1.3.1 规则处理粒度15
  • 1.1.3.2 事件消耗语义15
  • 1.1.3.3 依赖与冲突消解15-16
  • 1.1.3.4 耦合方式16-17
  • 1.1.3.5 规则与嵌套事务17
  • 1.1.3.6 串行执行与并行执行17-18
  • 1.1.3.7 迭代执行与递归执行18
  • 1.1.3.8 终止性18-19
  • 1.1.3.9 合流性与正确性19
  • 1.1.4 主动数据库原型系统19-23
  • 1.1.4.1 HiPAC 系统19-20
  • 1.1.4.2 POSTGRESS 系统20
  • 1.1.4.3 Sentinel 系统20
  • 1.1.4.4 Starburst 系统20-21
  • 1.1.4.5 Chimera 系统21
  • 1.1.4.6 Ode 系统21-22
  • 1.1.4.7 A-RDL 系统22
  • 1.1.4.8 Ariel 系统22
  • 1.1.4.9 SAMOS 系统22-23
  • 1.1.4.10 NEOS 系统23
  • 1.1.4.11 Petri-AOODB 系统23
  • 1.1.5 标准与商业数据库23-27
  • 1.1.5.1 SQL-92 中的完整性约束24
  • 1.1.5.2 SQL3 中的断言与触发子24-25
  • 1.1.5.3 商业数据库中的触发器25-27
  • 1.1.6 主动数据库理论问题27-28
  • 1.1.6.1 事件描述语言27
  • 1.1.6.2 复合事件的增量式检测27-28
  • 1.1.6.3 规则终止性分析28
  • 1.1.6.4 正确性语义描述28
  • 1.1.6.5 合流性与耦合方式28
  • 1.1.7 主动数据库应用28-29
  • 1.1.8 相关研究领域29
  • 1.2 本文工作29-32
  • 1.2.1 时序算子与时序事件描述语言29
  • 1.2.2 改进的Petri 网及复合时序事件的检测29
  • 1.2.3 关联图与主动规则终止性分析29-30
  • 1.2.4 主动规则执行正确性的形式化描述30
  • 1.2.5 支持多种耦合方式的合流性主动规则执行模型30
  • 1.2.6 Petri-AOODB 原型系统30-32
  • 第二章 Petri-AOODB 规则系统32-37
  • 2.1 主动规则形式32-33
  • 2.2 主动规则语义33-35
  • 2.2.1 耦合方式33
  • 2.2.2 优先级别33-34
  • 2.2.3 级联触发与终止性34
  • 2.2.4 正确性与合流性保障34
  • 2.2.5 并行执行模型34-35
  • 2.3 规则系统结构35-37
  • 第三章 复合时序事件及其增量检测37-50
  • 3.1 引言37-38
  • 3.2 一元时序算子与时序事件代数38-44
  • 3.2.1 事件与复合事件38-39
  • 3.2.2 相对时序算子39-40
  • 3.2.3 事件的时间语义40-42
  • 3.2.4 时序事件代数及其性质42-44
  • 3.3 标志取代Petri 网44-45
  • 3.4 用TR Petri 网检测复合时序事件45-47
  • 3.4.1 例子45-46
  • 3.4.2 数据结构与算法46-47
  • 3.5 小结47-50
  • 第四章 主动规则执行的终止性50-63
  • 4.1 终止性静态分析与动态检测50-51
  • 4.2 基于触发图与活化图的终止性分析51-57
  • 4.2.1 相关定义51-52
  • 4.2.2 基本归约算法及其保守性52-53
  • 4.2.3 基于TG 和AG 的分析算法及其错误53-54
  • 4.2.4 触发可达及分析算法的修正54-57
  • 4.3 关联图与主动规则终止性分析57-62
  • 4.3.1 惰化图与关联图57-58
  • 4.3.2 基于关联图的终止性分析58-62
  • 4.3.2.1 基本定义与定理58-60
  • 4.3.2.2 分析算法60-61
  • 4.3.2.3 例子61-62
  • 4.4 小结62-63
  • 第五章 主动规则执行的正确性与合流性63-71
  • 5.1 引言63-64
  • 5.2 耦合方式与合流性64-65
  • 5.3 冲突与传递冲突65-67
  • 5.4 主动规则执行的正确性67-69
  • 5.4.1 扩展的嵌套事务模型67
  • 5.4.2 多种耦合方式下的主动规则正确性语义67-69
  • 5.5 正确执行结果的合流性69-71
  • 第六章 主动数据库的执行模型71-84
  • 6.1 层次嵌套可串行化71-73
  • 6.2 规则调度与并发控制73-81
  • 6.2.1 规则调度算法75-78
  • 6.2.2 数据结构78
  • 6.2.3 锁请求算法78-79
  • 6.2.4 事务提交算法79-80
  • 6.2.5 事务失败算法80-81
  • 6.3 死锁检测与恢复81-83
  • 6.4 小结与进一步工作83-84
  • 第七章 实验效果与应用84-90
  • 7.1 系统实现与测试84-86
  • 7.1.1 事件描述语言的增量检测84-85
  • 7.1.2 规则执行终止性静态分析算法85
  • 7.1.3 规则调度与并发控制85-86
  • 7.2 系统应用86-90
  • 7.2.1 约束管理86
  • 7.2.2 视图管理86-89
  • 7.2.2.1 虚拟视图87-88
  • 7.2.2.2 物化视图88-89
  • 7.2.3 工作流管理89-90
  • 第八章 结论与展望90-95
  • 8.1 结论与贡献90-92
  • 8.1.1 时序事件描述语言90-91
  • 8.1.2 标志取代Petri 网91
  • 8.1.3 基于RG(TG+AG+DG)图的规则终止性分析91
  • 8.1.4 规则执行的正确性与合流性91-92
  • 8.1.5 主动规则执行模型92
  • 8.1.6 基于Petri 网的AOODBMS 原型系统92
  • 8.2 未来展望92-95
  • 8.2.1 E-C 与C-A 耦合方式的分离92-93
  • 8.2.2 并发事件描述语言93
  • 8.2.3 辅助工具系统93
  • 7.2.4 基于XML 的主动数据库93-95
  • 参考文献95-104
  • 作者读博士期间发表的部分论文目录104-106
  • 致谢106-107
  • 摘要107-110
  • Abstract110-112
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