Обобщение правил вывода для зависимостей соединения в базах данных

In this paper a generalisation of the inference rules of the join dependencies that are used in the design of database schemas that meets the requirements of the fifth normal form is considered. In the previous works devoted to this problem, attempts to construct systems of the axioms of such dependencies based on inference rules are made. However, while the justification for the consistency (soundness) of the obtained axioms does not cause difficulties, the proof of completeness in general has not been satisfactorily resolved. First of all, this is due to the limitations of the inference rules themselves. This work focuses on two original axiom systems presented in the works of Sciore and Malvestuto. For the inclusion dependencies a system of rules that generalises existing systems and has fewer restrictions has been obtained. The paper presents a proof of the derivability of known systems of axioms from the presented inference rules. In addition, evidence of the consistency (soundness) of these rules is provided. The question of the completeness of the formal system based on the presented rules did not find a positive solution. In conclusion, the theoretical and practical significance of the inference rules for the join dependencies is noted.В работе рассматривается обобщение правил вывода зависимостей соединения, которые используются при проектировании схемы базы данных, удовлетворяющей требованиям пятой нормальной формы. В предшествующих работах, посвященных данной проблематике, делаются попытки построить системы аксиом таких зависимостей, основанных на правилах вывода. Однако, если обоснование непротиворечивости (надежности) полученных аксиом не вызывает затруднений, то доказательство полноты в общем случае не получило удовлетворительного решения. Прежде всего, это связано с ограниченностью самих правил вывода. В данной работе акцентировано внимание на двух оригинальных системах аксиом, представленных в работах Sciore и Malvestuto. Для зависимостей включения получена система правил, которая обобщает существующие системы и при этом имеет меньше ограничений. В работе представлено доказательство выводимости известных систем аксиом из представленных правил вывода. Кроме того, приводится доказательство непротиворечивости (надежности) этих правил. Вопрос о полноте формальной системы, основанной на представленных правилах, не нашел положительного решения. В заключение отмечена теоретическая и практическая значимость правил вывода для зависимостей соединения

Тестирование зависимостей и правил вывода в базах данных

The process of testing dependencies and inference rules can be used in two ways. First, testing allows verification hypotheses about unknown inference rules. The main goal, in this case, is to search for the relation - a counterexample that illustrates the feasibility of the initial dependencies and contradicts the consequence. The found counterexample refutes the hypothesis, the absence of a counterexample allows searching for a generalization of the rule and conditions for its feasibility (logically imply). Testing cannot be used as a proof of the feasibility of inference rules, since the process of generalization requires the search for universal inference conditions for each rule, which cannot be programmed, since even the form of these conditions is unknown. Secondly, when designing a particular database, it may be necessary to test the feasibility of a rule for which there is no theoretical justification. Such a situation can take place in the presence of anomalies in the superkey. The solution to this problem is based on using join dependency inference rules. For these dependencies, a complete system of rules (axioms) has not yet been found. This paper discusses: 1) a technique for testing inference rules using the example of join dependencies, 2) a scheme of a testing algorithm is proposed, 3) some hypotheses are considered for which there are no counterexamples and inference rules, 4) an example of using testing when searching for a correct decomposition of a superkey is proposed.Процесс тестирования зависимостей и правил вывода может быть использован в двух направлениях. Во-первых, тестирование позволяет проверить гипотезы относительно неизвестных правил вывода. Основная цель при этом поиск реализации отношения - контрпримера, который удовлетворяет исходным зависимостям и противоречит следствию. Найденный контрпример опровергает гипотезу, отсутствие контрпримера позволяет приступить к поиску обобщения правила и условий его выполнимости (logically imply). Тестирование не может служить доказательством выполнимости правил вывода, поскольку процесс обобщения требует поиска универсальных условий выводимости для каждого правила, что невозможно запрограммировать, поскольку даже вид этих условий неизвестен. Во-вторых, при проектировании конкретной базы данных может потребоваться проверка выполнимости правила, для которого отсутствует теоретическое обоснование. Такая ситуация может проявиться при наличии аномалий в суперключе. Решение этой проблемы основывается на использовании правил вывода зависимостей соединения. Для этих зависимостей пока не найдена полная система правил (аксиом). В данной статье рассматривается: 1) методика проведения тестирования правил вывода на примере зависимостей соединения, 2) предложена схема алгоритма тестирования, 3) рассмотрены некоторые гипотезы, для которых отсутствуют контрпримеры и правила вывода, 4) предложен пример использования тестирования при поиске корректной декомпозиции суперключа

Обобщенные типизированные зависимости включения с неопределенными значениями в базах данных

The paper discusses a new type of dependency in databases, which is a generalization of inclusion dependencies. Traditionally, such dependencies are used in practice to ensure referential integrity. In this case, the restriction is established only between a pair of relations, the first of which is called the main, the second is external. In practice, referential integrity often needs to be established for a larger number of relations, where several main and several external relations participate in the same constraint. Such a structure corresponds to an ultragraph. The paper provides a rationale for generalized inclusion dependencies that take into account the presence of null values in external relations. Based on the study of the properties of typed dependencies, a system of axioms is obtained, for which consistency (soundness) and completeness are proved.В статье рассматривается новый вид зависимостей в базах данных, являющийся обобщением зависимостей включения. Традиционно такие зависимости на практике используются для обеспечения ссылочной целостности. При этом, ограничение устанавливается только между парой отношений, первое из которых называется главным, второе — внешним. На практике ссылочную целостность часто требуется установить для большего числа отношений, где в одном ограничении участвуют несколько главных и несколько подчиненных отношений. Такая структура соответствует ультраграфу. В работе приведено обоснование обобщенных зависимостей включения, учитывающих наличие неопределенных значений во внешних отношениях. На основе исследования свойств типизированных зависимостей получена система аксиом, для которой доказана непротиворечивость (надежность) и полнота

Анализ типизированных зависимостей включения с неопределенными значениями

Null values have become an urgent problem since the creation of the relational data model. The impact of the uncertainty affects all types of dependencies used in the design and operation of the database. This fully applies to the inclusion dependencies, which are the theoretical basis for referential integrity on the data. Attempts to solve this problem contain inaccuracy in the statement of the problem and its solution. The errors in formulation of the problem can be associated with the use in the definition of untyped inclusion dependencies, which leads to permutations of the attributes, although, the attributes in database technology are identified by name and not by their place. In addition, linking with the use of the inclusion dependencies of heterogeneous attributes, even of the same type, is a sign of lost functional dependencies and leads to interaction of inclusion dependencies and non-trivial functional dependencies. Inaccuracies in the solution of the problem are contained in the statements of axioms and the proof of their properties, including completeness. In this paper we propose an original solution of this problem only for typed inclusion dependencies in the presence of Null values: a new axiom system is proposed, its completeness and soundness are proved. On the basis of inference rules we developed an algorithm for the construction of a not surplus set of typed inclusion dependencies. The correctness of the algorithm is proved.Неопределенные значения стали актуальной проблемой с момента создания реляционной модели данных. Влияние неопределенностей сказывается на всех видах зависимостей, используемых при проектировании и эксплуатации базы данных. В полной мере это относится и к зависимостям включения, которые являются теоретической основой ссылочной целостности на данные. Попытки решения указанной проблемы содержат неточности как в постановке задачи, так и в самом ее решении. К постановочным ошибкам можно отнести использование в определении нетипизированных зависимостей включения, что приводит к перестановкам атрибутов, хотя в технологиях баз данных атрибуты идентифицируются по имени, а не по их позиции. Кроме того, связывание зависимостью включения разнородных, пусть даже однотипных, атрибутов является признаком потерянной функциональной зависимости и приводит к взаимодействию нетривиальных зависимостей включения и функциональных зависимостей. Зависимости включения должны определять количественное соотнесение объектов друг с другом, а не значений атрибутов. Неточности в решении указанной проблемы содержатся в формулировках аксиом и доказательстве их свойств, в том числе полноты. В этой статье предлагается оригинальное решение этой проблемы только для типизированных зависимостей включения при наличии неопределенных значений: предложена система аксиом, доказана ее полнота и непротиворечивость. На основе правил вывода разработан алгоритм построения не избыточного множества типизированных зависимостей включения. Доказана корректность этого алгоритма

A Generalization of the Inference Rules for Join Dependencies in Databases

In this paper a generalisation of the inference rules of the join dependencies that are used in the design of database schemas that meets the requirements of the fifth normal form is considered. In the previous works devoted to this problem, attempts to construct systems of the axioms of such dependencies based on inference rules are made. However, while the justification for the consistency (soundness) of the obtained axioms does not cause difficulties, the proof of completeness in general has not been satisfactorily resolved. First of all, this is due to the limitations of the inference rules themselves. This work focuses on two original axiom systems presented in the works of Sciore and Malvestuto. For the inclusion dependencies a system of rules that generalises existing systems and has fewer restrictions has been obtained. The paper presents a proof of the derivability of known systems of axioms from the presented inference rules. In addition, evidence of the consistency (soundness) of these rules is provided. The question of the completeness of the formal system based on the presented rules did not find a positive solution. In conclusion, the theoretical and practical significance of the inference rules for the join dependencies is noted

Technology of separate generation of multidimensional data

The research subject is the technology of generating the multivariable data representation with using separate formation of dimensions and measures. The purpose of the study is to provide a full level of the user’s work automation at the formation of new data cubes. In the course of investigation, the following problems are solved: the sequence of generating intermediate data representations is determined; the correctness of these representations is studied; efficient algorithms for generating the representations and checking their correctness are developed. The theoretical basis is the methods of the inter model mapping. Herewith, a classical relational model is used as a source data model, an extended model of the multidimensional data with unbalanced hierarchies in dimensions - as a target one. The work result is the multidimensional data construction technology. Consequently, the results obtained can be used by the analytical departments at various enterprises in processing large data volumes. The proposed technology of the multidimensional data formation is the traditional OLAP-technologies development