BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-------------------------WX----------------------------
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
CƠ SỞ DỮ LIỆU HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG THỜI GIAN
VÀ
XỬ LÝ TRUY VẤN TRONG CƠ SỞ DỮ LIỆU HƯỚNG
ĐỐI TƯỢNG THỜI GIAN
NGUYỄN THỊ HỘI
HÀ NỘI 2006
NGÀNH: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
MÃ SỐ:
Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN KIM ANH
Trang - 1 -
Nguyễn Thị Hội – Công nghệ thông tin 2004
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên của luận văn em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô giáo, Tiến
sỹ Nguyễn Kim Anh người đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều
kiện thuận lợi cho em từ lúc tìm hiểu, định hướng cũng như tìm kiếm tài liệu
trong lĩnh vực Cơ sở dữ liệu hướng đối tượng thời gian cho đến lúc hoàn
thành luận văn. Chúc cô mạnh khỏe, công tác tốt và ngày càng có nhiều kết
quả mới từ lĩnh vực nghiên cứu mà cô yêu mến.
Em xin được gửi lời cám ơn đến bạn bè và những người thân trong gia đình
đã tạo điều kiện cũng như giúp đỡ em mọi mặt trong quá trình hoàn thành
luận văn. Chúc mọi người gặp nhiều may mắn.
Em cũng xin gửi lời cám ơn đến tất cả các thầy cô giáo của Khoa Công Nghệ
Thông Tin và Trung tâm Đào tạo Sau Đại học của Trường Đại học Bách
Khoa Hà Nội đã giúp đỡ, chỉ bảo, tạo mọi điều kiện cho em hoàn thành được
luận văn này.
Hà nội, mùa thu 2006!
Trang - 2 -
Nguyễn Thị Hội – Công nghệ thông tin 2004
MỞ ĐẦU
Quản lý dữ liệu là một phần không thể thiếu đối với việc phát triển các hệ
thống thông tin, quản lý dữ liệu theo thời gian trong các hệ thống thông tin
ứng dụng trong các lĩnh vực thay đổi thường xuyên và đòi hỏi nhiều yêu cầu
như tài chính, ngân hàng, viễn thông, y tế đã làm cho các hệ quản trị cơ sở dữ
liệu quan hệ không quản lý về mặt thời gian bộc lộ những hạn chế. Điều này
đòi hỏi các nhà nghiên cứu về cơ sở dữ liệu phải đưa ra những kết quả khả
quan hơn, những hệ quản trị mới hơn, các kiểu xử lý khác làm sao để phục vụ
được ngày càng tốt hơn nhu cầu mà thực tế đòi hỏi. Vì thế, một hướng nghiên
cứu cơ sở dữ liệu mới ra đời đó là xem xét dữ liệu dưới dạng các đối tượng
như nó vốn tồn tại trên thực tế và thêm yếu tố thời gian để đáp ứng các yêu
cầu cho các ứng dụng quản lý về mặt thời gian.
Cơ sở dữ liệu đối tượng thời gian mới được nghiên cứu vào những năm 90
của thể kỷ 20 và những năm đầu của thể kỷ 21. Một bất ngờ là các nhà khoa
học đã thu được những kết quả tốt hơn mong đợi và hứa hẹn một miền ứng
dụng rộng lớn sẽ được sử dụng các kết quả này khi đưa vào thực tế. Cơ sở dữ
liệu hướng đối tượng thời gian không những thu được các kết quả về cơ sở lý
thuyết như các đại số nghiên cứu về cơ sở d
ữ liệu thời gian (đại số TA,
OSAM*/T, …) [SSH-98] mà còn thu được các kết quả về mặt thực hành là đã
xây dựng được các hệ quản trị cơ sở dữ liệu hướng đối tượng thời gian với
đầy đủ các tính năng bao gồm mô hình, ngôn ngữ định nghĩa và cả ngôn ngữ
truy vấn đầy đủ, toàn vẹn trên dữ liệu hướng đối tượng thời gian (TOOM,
TODL, TOQL). Vì lý do như vậy, cùng với sự hướng dẫn của cô giáo Tiến sỹ
Nguyễn Kim Anh, em đã chọn tìm hiểu và nghiên cứu về “Cơ sở dữ liệu đối
tượng thời gian và xử lý truy vấn trong cơ sở dữ liệu đối tượng thời gian”
Nội dung chính của luận văn là giới thiệu về mô hình cơ sở dữ liệu hướng đối
thời gian trong các hệ thống thông tin (TOOBIS). Và để có được các nguyên
tắc xử lý bên dưới của ngôn ngữ định nghĩa cũng như ngôn ngữ truy vấn thì
Trang - 3 -
Nguyễn Thị Hội – Công nghệ thông tin 2004
luận văn giới thiệu đại số TA là cơ sở toán học cho xử lý cơ sở dữ liệu hướng
đối tượng thời gian trong TODL và TOQL. TOQL được giới thiệu để minh
họa lại rõ nét hơn các toán tử cũng như các toán hạng trong cơ sở dữ liệu
hướng đối tượng thời gian.
Trong thời gian tìm hiểu và nghiên cứu đề tài, em đã đạt được những kết quả
bước đầu về cơ sở dữ liệu hướng đối tượng thời gian, làm cơ sở để hoàn thành
cuốn luận văn này. Nội dung của luận văn bao gồm 4 chương :
Chương I: Tổng quan
Chương II: CSDL hướng đối tượng thời gian trong các hệ thống thông tin
Chương III: Cơ sở toán học cho xử lý CSDL hướng đối tượng thời gian
Chương IV: TOQL một ngôn ngữ truy vấn cho CSDL hướng đối tượng thời
gian
Chương V: Kết luận của luận văn
Nội dung của luận văn mới chỉ là những vấn đề cơ sở của cơ sở dữ liệu hướng
đối tượng thời gian, những vấn đề sâu hơn mong rằng sẽ được trình bày trong
một thời gian gần nhất.
Trang - 4 -
Nguyễn Thị Hội – Công nghệ thông tin 2004
CHƯƠNG I – TỔNG QUAN
Giới thiệu
Cơ sở dữ liệu là một thành phần không thể thiếu trong quá trình phát triển các
hệ thống thông tin. Trong thời gian gần đây, các ứng dụng thông tin không chỉ
dừng lại ở các ứng dụng trong lĩnh vực xử lý dữ liệu kinh doanh, thương mại
mà còn phát triển sang các lĩnh vực khác như trí tuệ nhân tạo, thông tin văn
phòng, đa phương tiện… Do vậy, cơ sở dữ liệu (CSDL) không còn chỉ có
kiểu quan hệ truyền thống mà còn phát triển thành CSDL đối tượng, với các
yêu cầu về mặt quản lý thời gian và xử lý dữ liệu theo thời gian. CSDL đối
tượng có yêu cầu về mặt quản lý thời gian đã được phát triển nhằm đáp ứng
các ứng dụng thông tin một cách đầy đủ hơn.
Trong chương này luận văn trình bày những khái niệm cơ bản của CSDL đối
tượng và CSDL thời gian. Phần 1.1 sẽ trình bày về CSDL thời gian cũng như
các bài toán liên quan và phần 1.2 sẽ trình bày về CSDL đối tượng.
1.1 Cơ sở dữ liệu thời gian
1.1.1 Khái niệm
Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DataBase Management System - DBMS) [NKA-
04] là một hệ thống phần mềm cho phép tạo lập cơ sở dữ liệu (DataBase –
CSDL) và điều khiển mọi truy nhập đối với CSDL đó.
Hệ cơ sở dữ liệu có 4 thành phần [NKA-04] :
• CSDL hợp nhất: CSDL của hệ có hai tính chất cơ bản là tối thiểu hóa
dư thừa và được chia sẻ.
• Những người sử dụng: Người sử dụng của hệ là bất kỳ một cá nhân nào
có nhu cầu truy nhập CSDL, bao gồm những người sử dụng cuối,
những người viết chương trình, những người quản trị CSDL.
• Phần mềm DBMS
