偏序时态模式下规范覆盖问题*

目前有效的多时间粒度时态数据库设计方法多针对全序时态模式,当时态模式的时态类型集为偏序集时,由于涉及时态类型间的最大下界等操作而使其难以实现。针对偏序时态模式的规范覆盖问题进行研究,提出了偏序TFD（时态函数依赖）集有限闭包、偏序模式属性集有限闭包、偏序无冗余覆盖和偏序规范TFD集等概念,解决了偏序TFD成员籍问题;并给出了偏序TFD集的规范覆盖算法,对其正确性进行了证明,对算法的时间复杂度进行了分析。为偏序时态模式的综合范式分解问题研究奠定基础。     

全序时态模块模式的TO_TBCNF分解问题研究

时间粒度是所有时态数据所拥有的共同特点。在许多时态数据库应用中,都涉及多时间粒度约束,但是,具有多时间粒度的时态数据库的设计相当复杂,难以实现。而现实世界中的许多应用涉及到的时态类型集都能满足全序关系,由于具有全序时态类型集的全序时态模块模式有着良好的特性,文章提出了全序时态模块模式、时刻关系模式、全序时态模块投影和全序时态BC范式（TO_TBCNF）等概念,并给出了全序时态BC范式的分解算法,对其正确性、可终止性进行了证明,并对时间复杂度进行了分析。     

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。     

全序时态模块模式的TO_TSNF分解问题研究

在许多时态数据库应用中，都存在着涉及多时间粒度的约束。但是，具有多时问粒度的时态数据库的设计相当复杂，甚至难以实现，而现实世界中的许多应用所涉及到的时态类型集都能满足全序关系。同时，具有全序时态类型集的全序时态模块模式有着良好的特性，因此本文提出了全序时态模块模式、时刻关系模式、全序时态模块投影、全序时态简单候选关键字、全序时态三范式（TO_T3NF）和全序时态简单范式（TO_TSNF）等概念，并给出了全序时态简单范式的分解算法，对其正确性进行了证明，并对时间复杂度进行了分析。     

时态强简单候选关键字算法研究*

对于时态数据库的设计来讲,一个重要的约束就是候选关键字约束。在实际应用系统设计中,根据应用环境要设计时态模式,并对模式进行规范化处理。无论需要满足哪种范式,都涉及候选关键字问题。目前已提出的时态初等候选关键字,时态简单候选关键字都有其相对应的范式TEKNF和TSNF。在此基础上,在强全序模块模式下提出了时态强简单候选关键字的概念,给出明确的定义。并且给出了强全序候选关键字算法以及求取强简单候选关键字集算法,对算法的可终止性,正确性进行了证明。并对算法的复杂度进行了分析。同时初步定义了相对应的时态强简单范式。     

具有多时间粒度的时态数据库初等关键字、简单范式分解问题研究

一个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．对于时态数据库也是如此．提出了时态初等函数依赖、时态初等关键字、时态简单关键字等概念,在此基础上利用具有多时间粒度的时态函数依赖（TFD）约束对时态数据库进行了规范化研究,提出了规范程度高于时态三范式低于时态Boyce—Code范式的时态初等关键字范式（TEKNF）及时态简单范式（TSNF）,并研究了时态初等关键字范式和时态简单范式的分解问题,给出了相关分解算法,并对算法的可终止性、正确性进行了证明,对时间复杂度进行了分析．     

具有多时间粒度的时态多值依赖及时态模式分解方法研究

一个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,通过具有多时间粒度的时态函数依赖约束对时态数据库进行规范化已有大量研究.基于时态函数依赖和多值依赖理论提出了多时间粒度约束的时态多值依赖(TMVD)等概念,并给出了时态多值依赖的推理规则,对其有效性、完备性进行了证明.由于包含有限个TMVD的TMVD集通常蕴含着无限个TMVD,给出了TMVD的有限推理规则,对其有效性、完备性进行了证明.最后,基于时态多值依赖集提出了时态第四范式,并给出了时态模式的T4NF的无损分解算法,对算法的可终止性、正确性进行了证明,并对时间复杂度进行了分析.     

一个多时间粒度下时态模式的T3NF分解算法

对于时态数据库，时间维的引入使得如何有效地进行数据库设计以消除数据冗余和插入、删除异常显得尤为重要．可以通过支持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．但是多时间粒度的使用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．对于这种具有全序时态类型集的时态模式，通过分析TFD臬所具有的良好特性，给出了一个得到满足时态第三范式（T3NF）的无损分解的多项式时间的算法．     

模糊时态数据库设计中模糊/时态向量空间特性研究

数据库设计的目标是生成一组模式,使数据存储既减少冗余,又可方便地获取信息。这是通过设计满足适当范式的模式来实现的。函数依赖FD是有效的工具。对于多粒度模糊时态数据库设计来说,模糊值和多粒度模糊时态序列的映射关系是将传统FD扩展到模糊时态函数依赖FTFD的关健,通过分析属性集的有限闭包、时态类型集的封闭集、属性集在给定时态上的依赖等概念,得到模糊/时态向量的特征描述,并对此方法的正确性进行了论证。此方法能方便地在计算机上表达模糊属性值和模糊时态序列的映射关系,为模糊时态数据库范式的判定和分解算法提供有效的手段。     

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.     

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.     

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。     

Polynomial Tests of Normal Forms and Some Related Results

The following problem is called the everywhere-cover problem:“Given a set of dependencies over a database scheme,is he set of dependencies explicitly given for each relation scheme equivalent to the dependencies implied for that relation sheme?”It is shown that when the everywhere-cover problem has a yes answer,examining only the dependencies explicitly given will suffice to test 3NF, BCNF and 4NF of a database scheme.But this does not hold for 2NF.Consequently,in such cases,tests of BCNF and 4NF all take polynomial time.Then a proof is given that test of 3NF of a database scheme is Co-NP-complete,and from this result it is shown that everywhere-cover is also Co-NP-complete when only functional dependencies are allowed.These results lead to doubt the truth of the well believed conjecture that no polynomial time algorithm for designing a lossless BCNF database scheme is likely to exist.     

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.     

时空相点移动对象数据索引PM-Tree

随着移动定位技术和无线通讯技术发展,移动对象的应用领域越来越广阔.位置随时间而变化的移动对象产生的时空数据具有规模大、多维性、结构复杂和关系复杂等特点.由于移动对象的运动轨迹大多被限定在特定的交通网络中,因此基于路网的移动对象索引成为时空数据索引研究的一个重要应用分支.目前,针对移动对象历史数据的区域查询优化的研究重点是如何提高窗口查询的效率.这类索引通常以同一线路为单位来组织轨迹数据的存储.索引通常采用两层的R-tree索引结构,上层的2D R-tree用于索引在某个区域内的线路,下层的2D R-tree用于索引某个时间段内在这些区域的移动对象.这类索引在处理轨迹信息的时间维度的时候,仅仅是把时间维度等同于空间的维度来进行R树维度的扩展.由于R树算法不能有效地降低最小限定矩形的空间堆叠问题,尤其是在数据量较大、数据维数增加时表现得更为明显.所以,为了提高路网中移动对象时空信息的存储以及查询的效率,本文则将轨迹信息中的时间数据和空间数据整合起来,提出了一种移动对象数据索引PM-tree(Phase-point Moving Object Tree).首先运用映射函数把路网中移动对象运动轨迹的二维时空矩形投影成带参数的一维"时空相点",并讨论了时空相点之间的偏序关系,建立了基于相点偏序划分的相点序分枝结构,为索引的建立提供了理论支撑.接着论文以MON-tree索引为基础,以相点序分枝结构来改进其下层索引结构,提出了时空相点移动对象数据索引,该索引能完成运动轨迹时空的一体化查询,能避免类R-tree索引中最小限定矩形堆叠导致的效率低下的问题,有效地缩小搜索空间.最后论文实现了索引的增量式动态更新管理.通过实验的对比分析,表明PM-tree索引不但能有效提高储存空间的利用率,"一次一集合"的查询模式还提高了查询性能.