偏序环境下时态数据库中的TBCNF分解问题研究*

针对偏序时态数据库进行研究,提出了非严格偏序时态类型集、偏序时态模块模式、偏序TFD集的模式投影、偏序时态模块投影和偏序时态BC范式等概念,并给出了避免时态类型间复杂操作的偏序时态BC范式的分解算法,对其正确性、可终止性进行了证明,并对算法的时间复杂度进行了分析。为偏序时态数据库的规范化设计奠定了基础。     

强偏序时态模式中混合依赖集的成员籍问题

有效的模式分解算法设计中应着重考虑和解决成员籍问题,时态类型间偏序关系在强偏序时态模式中的存在给解决成员籍问题带来了困难。为了有效解决强偏序时态模式中混合依赖集的成员籍问题,提出了给定时态类型上的偏序混合依赖基、强偏序模式混合依赖基、偏序时态函数依赖和偏序时态多值依赖的混合集闭包、强偏序模式混合闭包等概念,给出了求混合依赖集中属性的依赖基、属性集的闭包的算法,并在此基础上给出了强偏序模式混合依赖集成员籍问题的算法,证明了其正确性及可终止性,对该算法的时间复杂度进行了分析。应用实例表明相关理论和算法能解决强偏序混合依赖集中成员籍问题的判定问题,为解决强偏序时态模式规范化问题以及时态数据库设计提供了理论基础。     

强全序时态模式中混合依赖集成员籍问题的研究

对于TFD和RTMVD混合依赖集约束的强全序时态模式来说,成员籍问题的解决对设计有效的模式分解算法必不可少.由于强全序时态模式中多时间粒度的使用,使其成员籍问题的解决变得更加复杂.为此定义了强全序时态模式下的属性集在给定时态类型上的混合闭包、属性集的混合闭包、属性集在给定时态类型上的混合依赖基、属性集的混合依赖基等概念,给出了求强全序时态模式下属性集的混合闭包、属性集的混合依赖基以及TFD和RTMVD混合依赖集成员籍问题的算法,并对算法的可终止性、正确性进行了证明,对时间复杂性进行了分析.     

时态函数依赖多值依赖混合集的成员籍问题研究

对于TFD和TMVD混合集约束的时态模式来说，由于多时间粒度的使用使成员籍问题的解决变得更加复杂．由于成员籍问题的解决对设计有效的模式分解算法必不可少，由此定义了时态类型集的强封闭集、属性集的有限闭包、属性集在给定时态类型上的有限依赖基、属性集的有限依赖基及特殊有限依赖基等概念，给出了求属性集的有限闭包、有限依赖基和特殊有限依赖基、时态混合集成员籍问题的算法，并对算法的可终止性、正确性进行了证明，对时间复杂性进行了分析，     

强偏序时态模式中数据依赖推导规则研究

随着数据库与信息技术的发展,信息系统面临许多新的应用和需求,对时态信息处理的需求越来越迫切。时态信息处理已成为许多新一代数据库与信息系统的关键技术,时态数据库研究已经成为数据库与信息系统领域研究的热点和难点。就时态数据库中的难点问题强偏序时态数据库的数据依赖问题开展研究,因此选题紧靠学术前沿。针对强偏序时态模式中的数据依赖问题进行了讨论,?提出了强偏序时态模块模式、强偏序模式的时态类型集概念,?给出了强偏序时态模式中函数依赖的推导规则以及多值依赖的推导规则,理论分析的结果表明这些规则是正确的有效的,这对实现强偏序时态数据库的规范化设计具有重要的推动作用。     

时态类型集的封闭集

好的数据库逻辑设计目标是消除数据冗余以及插入和删除异常。对于时态数据库，可以利用具有多时间粒度的时态函数依赖（TFDs）约束对时态数据库进行规范化。要进行有效的数据库设计，需要解决有限属性闭包和成员籍等一些有关TFD的问题。为了方便计算机对时态类型的处理和找到有效的解决TFD的相关问题的算法，该文提出了封闭时态类型集的概念，并且给出了一个求给定TFD集的封闭集的算法。     

具有全序时态类型集时态函数依赖集的研究

好的数据库逻辑设计目标是消除数据冗余以及插入、删除和更新异常.对于时态数据库,可以通过具有多时间粒度的时态函数依赖(TFDs)约束对时态数模式进行规范化.但是由于时间维的引入和多时间粒度的使用而给数据库设计带来巨大的复杂性.一般来说,系统所能处理的和相当多的应用所涉及到的时态类型集满足全序关系,并且具有全序时态类型集的TFD集的推导规则与传统函数依赖(FDs)的Armstrong公理有着紧密的联系.通过分析TFDs与FDs之间存在的联系,利用传统FD集的相应算法,提出了成员籍、有限属性闭包等TFD集的一些重要算法.这些算法是时态数据库进一步规范化的基础.     

多时间粒度下时态函数依赖集的成员籍算法

为了有效地进行时态数据库设计,支持多时间粒度的时态函数依赖(TFDs)被用于时态模式的规范化。类似于传统的函数依赖(FDs),TFD集的成员籍问题是时态模式规范化所要解决的一个关键问题。由于多时间粒度的使用,使得有成员籍问题变得非常复杂。为了有效地解决此问题,分析了TFDs与FDs之间存在的联系和封闭时态类型集的特性,并且基于提出的有限导出时态类型集及其求解算法,提出一个有效地解决TFD集的成员籍问题的算法。     

一个具有多时间粒度时态函数依赖集的成员籍算法

对于具有函数依赖（FDs)约束的传统关系数据库规范化理论来说，判定一个FD是否被给定FD集所逻辑蕴涵（即成员籍问题）是非常重要的，这有助于设计有效的模式分解算法，而对于具有时态函数依赖（TFDs)约束的时态模式来说，由于多时间粒度的使用使成员籍问题的解决变得更加复杂，由此讨论了时态类型的一些特性，并提出了有限决定集的概念，基于求得属性的有限决定集，对每一个元素的左部属性集是单一属性的TFD集给出了一个有效的成员籍算法和相关的正确性证明。     

一个多时间粒度下时态函数依赖的有限属性闭包算法

为了有效地进行时态数据库设计,支持多时间粒度的时态函数依赖(TFDs)被用于时态模式的规范化．时态模式规范化所要解决的一个关键问题是求解时态函数依赖的有限属性闭包问题．由于多时间粒度的使用,使得有限属性闭包问题变得非常复杂．实际上,TFDs与传统的函数依赖(FDs)之间存在着密切的联系．通过分析这些联系和封闭时态类型集的特性,利用传统FDs的相关算法提出一个有效的求解有限属性闭包的算法．通过分析和与相关算法的实验比较,该算法更加有效．     

偏序时态XML索引TempPartialIndex

时态数据管理是常规数据管理的深化和扩展,具有理论研究的意义与实践应用的价值.时态数据索引是时态数据管理的重要技术支撑,是其中的一个研究热点.首先,提出了一种时态数据结构,通过数据节点间的偏序关系,可将常规的二维时间区间的处理转化为基于偏序的时态等价类上的一维的处理,该数据结构可以快速有效地处理时态操作;其次,在该新型时态数据结构基础上研究了时态XML索引TempPartialIndex,其基本特征是将时态数据结构整合到非时态的XML索引中,即,将其整合到语义层之中,通过时态过滤和语义过滤掉大量节点之后,再进行结构连接;另外,着重讨论了基于TempPartialIndex“一次一集合”及其时态变量查询和增量式的动态更新机制.同时,仿真结果表明：TempPartialIndex能够有效地支持时态XML的各类查询及更新操作,技术上具有可行性和有效性.     

安全协议状态空间的束动作偏序约简算法*

目前安全协议分析的偏序归约算法较为复杂、不易实现,限制了其适用范围,且以动作为基础,粒度较小,对减少状态空间的作用有限。针对该问题提出了一种束动作偏序约简算法,将同一会话中的动作序列看做一个束动作,根据攻击者截获的消息与攻击者知识集间的关系,判断迹等价的束动作迁移所到达的后继状态是否为冗余节点,以约简状态空间。该算法思想简单、易于实现;实例表明它有效地约简了安全协议的状态空间。     

An improvement of partial-order verification

Partial-order reduction methods form a collection of state exploration techniques set to relieve the state-explosion problem in concurrent program verification. Their use often reduces significantly the memory needed for verifying local and termination properties of concurrent programs and, moreover, for verifying that concurrent programs satisfy their linear-time temporal logic specifications (i.e. for LTL model-checking). One particular such method is implemented in the verification system SPIN, which is considered to be one of the most efficient and most widely used LTL model-checkers. This paper builds on SPIN's partial-order reduction method to yield an approach that enables further space reductions for verifying concurrent programs. © 1998 John Wiley & Sons, Ltd.     

Partial-Order Reduction in Symbolic State-Space Exploration

State-space explosion is a fundamental obstacle in the formal verification of designs and protocols. Several techniques for combating this problem have emerged in the past few years, among which two are significant: partial-order reduction and symbolic state-space search. In asynchronous systems, interleavings of independent concurrent events are equivalent, and only a representative interleaving needs to be explored to verify local properties. Partial-order methods exploit this redundancy and visit only a subset of the reachable states. Symbolic techniques, on the other hand, capture the transition relation of a system and the set of reachable states as boolean functions. In many cases, these functions can be represented compactly using binary decision diagrams (BDDs). Traditionally, the two techniques have been practiced by two different schools—partial-order methods with enumerative depth-first search for the analysis of asynchronous network protocols, and symbolic breadth-first search for the analysis of synchronous hardware designs. We combine both approaches and develop a method for using partial-order reduction techniques in symbolic BDD-based invariant checking. We present theoretical results to prove the correctness of the method, and experimental results to demonstrate its efficacy.     

AN EVALUATION OF THE TEMPORAL COHERENCE HEURISTIC IN PARTIAL-ORDER PLANNING

This paper presents an evaluation of a heuristic for partial-order planning, known as temporal coherence. The temporal coherence heuristic was proposed by Drummond and Currie as a method to improve the efficiency of partial-order planning without losing the ability to find a solution (i.e., completeness). It works by using a set of domain constraints to prune away plans that do not "make sense," or are temporally incoherent. Our analysis shows that, while intuitively appealing, temporal coherence can only be applied to a very specific implementation of a partial-order planner and still maintain completeness. Furthermore, the heuristic does not always improve planning efficiency; in some cases, its application can actually degrade the efficiency of planning dramatically. To understand when the heuristic will work well, we conducted complexity analysis and empirical tests. Our results show that temporal coherence works well when strong domain constraints exist that significantly reduce the search space, when the number of subgoals is small, when the plan size is not too large, and when it is inexpensive to check each domain constraint.     

基于CEGAR偏序化简的并行程序死锁检测

针对并发程序的模型检测存在大量的冗余交互和严重的状态空间爆炸问题,提出以迁移标记系统为建模语言计算Persistent Set并完成偏序化简的算法。将算法和CEGAR算法结合起来,实现对并发C程序的并行死锁检测。结果证明该算法在减缓状态空间爆炸和模型验证的效率方面较以往的算法有所提高。     

Cluster-Based Partial-Order Reduction

The verification of concurrent systems through an exhaustive traversal of the state space suffers from the infamous state-space-explosion problem, caused by the many interleavings of actions of different processes in the system. Partial-order reduction is a well-known technique to tackle this problem. In this paper, we present an enhancement of the partial-order-reduction scheme of Holzmann and Peled that uses the hierarchical structure of concurrent systems. Our technique tries to contain dependencies between actions within clusters of processes, capitalizing on the independence of actions in different clusters to reduce the state space to be verified while preserving properties of interest. The paper starts with a formalization of the partial-order-reduction technique and continues with a presentation of our enhanced technique, including a correctness argument. The new technique has been implemented in the verification tool SPIN. We present implementation details, some small experiments, and one larger case study using a cache coherency protocol. The experimental results are encouraging. Compared to standard partial-order reduction, improvements in reductions are obtained from 21% up to 98% in the number of states and 34% up to 99% in the number of state transitions.