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內容簡介

　　本書系統(tǒng)介紹了非經典關系數(shù)據(jù)庫理論的國際前沿成果及作者本人的研究成果，內容包括約束關系模型、時態(tài)關系模型、空值關系模型、偏序關系模型、概率關系模型、對象關系模型、粗糙關系模型、關系中的說明性更新、關系中的相容與蘊含及關系中的說明性擴充等。本書是數(shù)據(jù)庫領域的學術專著，可作為高等院校計算機專業(yè)研究生或本科高年級學生的教材，也可作為相關專業(yè)科技工作者的參考書，對一般數(shù)據(jù)庫的研究及教學有很大的參考價值。本書前言序1998年3月我曾為馬垣的著作《關系數(shù)據(jù)庫理論》作序，那是我在學習和思考后，對關系數(shù)據(jù)庫和其他數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展形成的一些認識。時隔6年，作者又有了新的著作《非經典關系數(shù)據(jù)庫理論》，這是作者在數(shù)據(jù)庫理論研究領域辛勤耕耘的又一成果。關系數(shù)據(jù)庫從1970年誕生到現(xiàn)在已有30多年了。30多年來，它的應用領域越來越廣，影響的范圍越來越大。2003年全世界關系數(shù)據(jù)庫年銷售額已達70億美元，根據(jù)IDC市場研究公司預測，2008年全世界關系數(shù)據(jù)庫年銷售額將達到200多億美元。關系數(shù)據(jù)庫之所以能如此快速的發(fā)展，究其原因就是它從誕生就得到了嚴格的理論指導與支持。1970年6月，IBM公司的高級研究員EdgarFrankCodd發(fā)表的論文“Arelationalmodelforlargeshareddatabanks”開創(chuàng)了關系數(shù)據(jù)庫的新時代。該論文于1983年被ACM列為1958年以來具有里程碑意義的25篇論文之一。1981年Codd獲圖靈獎。關系數(shù)據(jù)庫和許多事物一樣也在與時俱進。20世紀90年代以來，關系數(shù)據(jù)庫的研究領域及應用領域（例如從數(shù)據(jù)庫發(fā)現(xiàn)知識領域）更加擴大，提出了很多新思想，引出了很多新方向，取得了很多新成果。這些新思想、新方向、新成果全都遠遠超出了原來的經典研究范圍，它們形成了前景非常廣闊的“非經典關系數(shù)據(jù)庫”。目前，國內外集中而系統(tǒng)地論述非經典關系數(shù)據(jù)庫理論的書還非常少，《非經典關系數(shù)據(jù)庫理論》一書是我國的第一部，是作者在其1999年的著作《關系數(shù)據(jù)庫理論》的基礎上撰寫的新的、全面反映非經典關系數(shù)據(jù)庫理論的學術專著，其中也包括作者本人的成果。書中的內容是目前非經典關系數(shù)據(jù)庫理論的世界前沿，絕大多數(shù)內容都是目前國內外相關的書籍中沒有介紹過的。例如，該書研討的“單依賴”集合就是人們在研究不完全關系中函數(shù)依賴的可加性時提出的一種全新概念，是在20世紀90年代前國際上未曾研究過的。它的提出徹底解決了函數(shù)依賴的可加性問題。而更有意義的是，它還使經典關系數(shù)據(jù)庫中的一些遺留問題有了答案。再如該書介紹的一種“二元關系約束”也是經典關系數(shù)據(jù)庫中函數(shù)依賴、多值依賴、連接依賴、等值產生依賴、元組產生依賴等諸多約束都未能包括的全新約束。這種約束在實際應用中的意義不亞于經典關系數(shù)據(jù)庫中的約束。近些年來國內外對具有復雜對象的時態(tài)關系進行了很多的研究，各種成果也都超出了經典關系理論的范疇，該書中均做了詳細的論述。粗糙關系、偏序關系、概率關系、對象關系等新的關系模型更是層出不窮，該書全面研究了這些關系模型，并對研究成果一一進行了論述。該書內容翔實，視野開闊。顯然，它的出版將會與國內外學者的研究成果相輔相成，成為國內同行研究工作中非常有用的武器，書中的最新成果對大家的工作都有很好的參考價值，并具有很好的啟發(fā)和幫助作用。不論在理論上，還是在實踐上，該書的出版都對我國關系數(shù)據(jù)庫的研究向更廣、更深的方向發(fā)展起到非常重要的作用。本書作者于20世紀70年代初開始從事編制計算機程序的工作，80年代初開始了對數(shù)據(jù)庫理論的研究，1989年出版了《VAX11網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫》一書，1999年出版了《關系數(shù)據(jù)庫理論》一書。作者原先在冶金部門工作，是在繁忙的工作之余從事數(shù)據(jù)庫理論研究的。這期間他不僅在工作上獲得了許多國家級及省部級獎項，而且在《計算機學報》、《計算機工程》等刊物上發(fā)表了許多關系數(shù)據(jù)庫理論的論文。作為業(yè)余研究人員，他于1995年獲得了國家自然科學基金資助。作者現(xiàn)于鞍山科技大學計算機科學與工程學院擔任研究生導師。他從一個業(yè)余研究人員成為本領域卓有成就的執(zhí)著的專業(yè)研究人員，這在國內是少見的，他那種鍥而不舍、刻苦鉆研的精神值得我們敬佩與學習。我祝賀這本書的出版，并高興地把這本書推薦給廣大讀者。祝我國的數(shù)據(jù)庫理論研究人才輩出，祝我國的數(shù)據(jù)庫實際應用欣欣向榮。

作者簡介

暫缺《非經典關系數(shù)據(jù)庫理論》作者簡介

圖書目錄

第1章約束關系模型1
1.1二元約束關系1
1.1.1形式化定義3
1.1.2約束關系運算4
1.1.3約束矩陣4
1.1.4約束矩陣的運算5
1.1.5路徑相容與對稱7
1.2廣義關系代數(shù)7
1.2.1布爾代數(shù)7
1.2.2廣義關系代數(shù)的定義8
1.2.3K定理.表征.簡單關系代數(shù)8
1.2.4原子11
1.2.5等價元素及“z廣義關系代數(shù)”11
1.3廣義關系代數(shù)的實例12
1.3.1點代數(shù)12
1.3.2區(qū)間代數(shù)13
1.3.3包含代數(shù)17
1.3.4硬代數(shù)18
1.4廣義關系代數(shù)上的矩陣18
1.4.1原子RA矩陣及原始可解性21
1.4.2解答21
1.4.3原始可解性與解之間的關系21
1.4.4最小示蹤22
1.5約束關系模型在查詢優(yōu)化中的應用25
1.5.1關系數(shù)據(jù)庫的查詢25
1.5.2不等式合取查詢與點代數(shù)27
1.5.3二元約束矩陣的變換29
1.5.4不等式合取查詢極小化31
1.5.5二元約束矩陣的全部原始解34
1.6在其他領域的應用36
1.6.1計算機視覺36
1.6.2圖著色39
第2章時態(tài)關系模型42
2.1具有復雜對象的時態(tài)關系42
2.2實例46
2.3時間模型48
2.3.1時間關系48
2.3.2時間關系的WIJSEN基48
2.3.3時態(tài)類型50
2.3.4時態(tài)類型的細偏序格51
2.4數(shù)據(jù)模型51
2.4.1模式與時態(tài)實例51
2.4.2模式依賴圖（SDG）53
2.4.3有效時間與事務時間54
2.5時態(tài)函數(shù)依賴54
2.5.1時態(tài)函數(shù)依賴實例54
2.5.2時態(tài)函數(shù)依賴的形式化定義55
2.5.3時態(tài)函數(shù)依賴的公理系統(tǒng)55
2.6無回路模式56
2.6.1公理及蘊含56
2.6.2閉包59
2.7約束線性時間序列62
2.7.1整體細化與TFDX公理62
2.7.2約束實例64
2.8回路模式65
2.8.1Twin關系65
2.8.2有限與無限約束65
2.8.3無約束蘊含的完備性66
第3章空值關系模型70
3.1不完全關系及函數(shù)依賴的可加性70
3.2形式化定義73
3.3可滿足性74
3.4Lien-Atzeni公理系統(tǒng)及“單依賴”集合75
3.5“單依賴”集合與可加性的重要聯(lián)系86
3.6最小函數(shù)依賴集合與最優(yōu)函數(shù)依賴集合93
3.6.1“分特性”與“交特性”109
3.6.2周年特征集合與復合函數(shù)依賴116
3.6.3“單依賴”集合的構造理論126
3.7“單依賴”的K基數(shù)關鍵字127
3.7.1分特性時關鍵字多項式算法130
3.7.2分特性與交特性時主屬性多項式算法134
3.8交特性時2NF=3NF=BCNF139
3.9“單依賴”時無損連接的分解一定無損依賴141
第4章偏序關系模型153
4.1偏序數(shù)據(jù)域上的關系153
4.2形式化定義156
4.2.1點態(tài)序及字典序156
4.2.2序關系模式與序關系157
4.3序關系運算157
4.3.16種基本運算158
4.3.2數(shù)據(jù)庫保序自同構160
4.3.3查詢.可計算性.序域.序代數(shù)的層次170
4.3.4關系的內部層次及OSQL語言176
4.3.5OSQL在樹結構.時態(tài).不完全信息中的應用183
4.3.6OSQL的完整語法185
4.4序函數(shù)依賴187
4.4.1點態(tài)序函數(shù)依賴及字典序函數(shù)依賴187
4.4.2點態(tài)序函數(shù)依賴有效完備公理系統(tǒng)189
4.4.3字典序函數(shù)依賴的追趕算法192
4.4.4“模型關系”及字典序函數(shù)依賴推導規(guī)則197
4.4.5點態(tài)序字典序聯(lián)合函數(shù)依賴200
第5章概率關系模型203
5.1概率關系的基本思想203
5.1.1聯(lián)合分布與邊緣分布204
5.1.2概率選擇.概率投影和概率連接205
5.1.3信念修改與并.差運算208
5.2概率關系及其運算的形式化210
5.2.1PLUS合并.MAX合并及概率關系210
5.2.2內部完整性約束與參考完整性約束212
5.2.3包含“條件運算”及“α截取”的關系代數(shù)213
5.2.4概率關系代數(shù)的封閉性及兼容性217
5.2.5概率關系查詢220
5.3包含空值的概率關系221
5.3.1空缺概率223
5.3.2N次值矩與空值Ω224
第6章對象關系模型227
6.1經典關系理論與面向對象思想227
6.1.1經典關系數(shù)據(jù)庫設計方法227
6.1.2經典關系理論對面向對象的不適應228
6.2用于規(guī)范化的面向對象數(shù)據(jù)模型230
6.2.1數(shù)據(jù)模型230
6.2.2依賴與聚集.聯(lián)合.繼承233
6.2.3垂直路徑.水平路徑及組合路徑234
6.2.4投影代數(shù)235
6.3面向對象數(shù)據(jù)模型中的“依賴”238
6.3.1路徑依賴238
6.3.2局部依賴239
6.3.3整體依賴241
6.3.4路徑關鍵字242
6.4對象模型“依賴”的公理系統(tǒng)243
6.5對象模型規(guī)范化244
6.5.1實例244
6.5.2對象模型247
6.5.3對象范式250
6.5.4規(guī)范化的規(guī)則252
6.5.5規(guī)則的完備性255
6.6對象范式的設計方法256
6.6.1修改模式法256
6.6.2生成對象結構法257
6.6.3分解與合成算法258
第7章粗糙關系模型279
7.1粗糙集的基本概念279
7.2粗糙關系數(shù)據(jù)庫281
7.3粗糙關系查詢284
7.4粗糙關系運算287
7.4.1粗糙差287
7.4.2粗糙并289
7.4.3粗糙交290
7.4.4粗糙選擇291
7.4.5粗糙投影292
7.4.6粗糙連接293
7.5粗糙運算符的性質296
7.6粗糙關系中的信息熵297
7.6.1精確度與粗糙度297
7.6.2粗糙模式熵297
7.6.3粗糙關系熵298
第8章關系中的說明性更新301
8.1更新運算301
8.1.1包含動態(tài)原子的謂詞公式302
8.1.2外展.緊致等價與緊致模型303
8.2數(shù)據(jù)庫NDBPTIME變換及相應的圖靈機307
8.3動態(tài)關系及更新代數(shù)312
8.3.1動態(tài)關系312
8.3.2動態(tài)關系上的運算314
8.3.3更新代數(shù)317
8.4更新的解318
8.4.1動態(tài)查詢的解318
8.4.2動態(tài)查詢的某些特殊情況320
8.4.3從動態(tài)表達式到動態(tài)查詢322
第9章關系中的相容與蘊含324
9.1問題的提出324
9.2從Rosenkrantz到Ullman再到Gou等人的復雜度研究326
9.3相容問題328
9.3.1OP┐≠相容問題328
9.3.2OPall相容問題334
9.4蘊含問題335
9.4.1OP┐≠蘊含問題335
9.4.2Klug-Ullman公理系統(tǒng)與OPall蘊含問題338
第10章關系中的說明性擴充347
10.1模型框架347
10.2“序”.“前輟”.“擴充”與“抽取”349
10.3特定的幾何擴充351
10.4幾何關系代數(shù)實例352
10.5說明性可擴充代數(shù)353
10.5.1語法格式說明353
10.5.2描述性代數(shù)及可執(zhí)行代數(shù)354
10.5.3包括索引結構的可執(zhí)行代數(shù)355
10.6可擴充系統(tǒng)的構成359
10.6.1查詢計算的層次結構359
10.6.2可擴充的數(shù)據(jù)類型361
10.6.3可執(zhí)行運算符的擴充362
10.6.4規(guī)則的擴充與存入363
參考文獻367