一种改进的时态数据模型的设计与应用

黄雄波　张荣荣

摘 要： 在现有的时态数据模型基础上，通过对时态数据的冗余存储与查询效率进行折衷处理，提出了一种改进的时态数据模型，并进一步为该模型的增删改等操作设计了相应的更新算法。实际应用表明，改进模型在增加了约16%的数据冗余存储后其时态查询性能获得了近58%的提升。

关键词： 时态数据模型； 冗余存储； 时态过滤

中图分类号：TP311.13 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2014）07-01-03

Abstract： Based on the existing model of temporal data model， an improved temporal data model is given through the compromising process of redundant storage and query efficiency of temporal data. The corresponding update algorithm is designed for the operations such as increase and deletion of the model. The practice shows that the improved model obtains nearly 58% of the temporal query performance boost after increasing the redundant storage data by 16% or so.

Key words： temporal data model； redundancy storage； temporal filtration

0 引言

时间是自然界固有的特性，伴随着时间的流逝事物自身也在不停地演变，由于传统数据库只对事物某一时刻的状态进行存储和管理，故其无法记载和处理事物的整体变化过程。为了有效地解决这一问题，自上世纪80年代起，众多专家学者便对时态数据库技术展开了研究，并相继取得了一大批理论成果[1-4]。事实上，由于时态数据在处理上较为复杂，至今为止还没有形成商品化的时态DBMS，因而用户在构建时态信息系统时往往是在非时态DBMS的基础上通过适度扩充而进行的。

在时态信息系统中，冗余存储与查询效率是一对尖锐的矛盾，本文基于折衷处理的原则对这一矛盾进行了处理，并设计实现了一种改进的时态数据模型，实际应用表明，改进模型在增加了少量的冗余存储后其查询性能获得了较大的提升。

1 相关基础知识

本文以医院信息管理系统的时态数据为例，对两种常用的时态数据模型的冗余存储和时态过滤运算的性能进行分析。

1.1 历史关系数据模型

历史关系数据模型RHR用多组时间区间{[Ts1，Te1），[Ts2，Te2），…，[Tsn，Ten}；Tsn?Ten来对事物的各个变化状态进行描述，其中，[Tsn，Ten）分别为事物的第n个状态的开始时间和结束时间。

从实验结果可知，改进的时态数据模型与嵌套关系数据模型相比，在增加了16%左右的数据冗余后却获得了近58%的时态过滤运算速度的提升。

4 结束语

本文通过对时态数据的冗余存储与查询效率进行折衷处理，设计实现了一种改进的时态数据模型，该模型在医院信息管理系统的时态数据处理中取得了较为满意的应用效果。下一步的主要工作是把该模型推广至双时态环境中以及研究基于该模型的高性能时态索引算法。

参考文献：

[1] 唐常杰.时态数据库的沿革、特色与代表人物──时态数据库二十年回顾之一[J].计算机科学，1999.26（2）：27-29

[2] 唐常杰.时态数据库的沿革、特色与代表人物──时态数据库二十年回顾之二[J].计算机科学，1999.26（3）：63-65

[3] 汤庸，汤娜，叶小平.时态信息处理技术研究综述[J].中山大学学报（自然科学版），2003.42（4）：4-8

[4] 郝忠孝.时态数据库设计理论[M].科学出版社，2009.

[5] 贾超.历史关系模式的形式化的研究[J].燕山大学学报，1999.23（4）：355-357

[6] 吴扬扬，陈锻生.嵌套关系DB实现时态DB系统的方法[J].华侨大学学报（自然科学版），1994.15（4）：234-238

[7] 蔡启先，唐新来.基于历史关系模型的时态过滤运算[J].广西工学院学报，2003.14（3）：16-20

[8] 黄雄波.电子病历中时态数据库的分析与设计[D].华南理工大学自动化科学与工程学院，2007.

[9] 黄雄波，陈章，徐小增.电子病历中时态数据的过滤运算研究[J].计算机应用与软件，2009.26（12）：117-120