MỞ ĐẦU

Ngày nay, chúng ta đang sống và làm việc trong thời đại phát triển của công nghệ thông tin. Nhu cầu sử dụng thông tin ngày càng được mọi người quan tâm hơn, thông tin không những phải được truy cập nhanh mà còn phải chính xác.

Với một lượng lớn dữ liệu từ các lĩnh vực khác nhau đang ngày một tăng nhanh, các kho dữ liệu sớm được hình thành. Do đó, để sử dụng và khai thác dữ liệu một cách có hiệu quả, các nhà khoa học đã tập trung nghiên cứu về cơ sở dữ liệu (CSDL). Một khía cạnh quan trọng khi nghiên cứu cơ sở dữ liệu đó chính là yếu tố thời gian.

Yếu tố thời gian làm cho CSDL rõ ràng hơn, hữu ích hơn nhưng đồng thời cũng làm cho nó trở nên phức tạp hơn. Do đó người ta thường bỏ qua yếu tố thời gian, không quan tâm đến nó khi thiết kế CSDL. Song, hầu hết các ứng dụng CSDL hiện nay đều có liên quan đến yếu tố thời gian. Vì vậy, vấn đề đặt ra cho các nhà khoa học là: làm thế nào để có thể xây dựng được các ứng dụng CSDL có yếu tố thời gian một cách thích hợp và có hiệu quả. Các nghiên cứu về CSDL trong những năm gần đây đa số tập trung vào việc giải quyết vấn đề này.

Yếu tố thời gian có ở khắp nơi trong các hệ thống thông tin và làm cho các hệ thống đó trở nên phức tạp. Tại các hệ thống thông tin, dữ liệu luôn tăng nhanh và không ngừng thay đổi theo thời gian, do đó việc lưu trữ không chỉ được thực hiện tại một thời điểm nhất định ở một ngày cụ thể nào đó mà phải thường xuyên được lưu trữ theo thời gian nhằm đảm bảo việc cung cấp thông tin cho người sử dụng là hoàn toàn chính xác ở mọi thời điểm, cả trong qúa khứ, hiện tại và tương lai.

Yếu tố thời gian trong CSDL bước đầu được nghiên cứu trong ngữ cảnh của mô hình quan hệ do mô hình này được xây dựng trên một cơ sở toán học chặt chẽ với các phép toán đại số và logic, điều này rất phù hợp với việc mô tả các khái niệm về thời khoảng cũng như một số các thao tác đối với dữ liệu có yếu tố thời gian. Song, trong những năm gần đây, mô hình hướng đối tượng cũng đã và đang phát triển theo xu thế của việc đưa khái niệm hướng đối tượng vào trong một số lĩnh vực của khoa học máy tính. Việc áp dụng cách tiếp cận hướng đối tượng vào lĩnh vực CSDL đã tạo khả năng linh hoạt cho mô hình dữ liệu này trong việc mô hình hóa thế giới thực vốn ngày càng phức tạp.

Một trong những vấn đề đặt ra đối với CSDL có yếu tố thời gian đó là phụ thuộc hàm theo thời gian (TFD). Phụ thuộc hàm theo thời gian có vai trò quan trọng đối với việc phân tích và thiết kế CSDL có yếu tố thời gian.

Phụ thuộc hàm theo thời gian được nghiên cứu lần đầu tiên bởi Wang , kết quả nghiên cứu của ông liên quan đến việc thiết kế CSDL có yếu tố thời gian. Sau này đã được các nhà khoa học khác như Jensen, Vianu, Navathe tiếp tục nghiên cứu và phát triển, đặc biệt đã được Wijsen nghiên cứu trong mô hình hướng đối tượng.

Trong luận văn này, mục đích chính của chúng tôi là nhằm nghiên cứu các phụ thuộc hàm theo thời gian, thông qua hai quan điểm của Wang và Wijsen. Liên quan đến lý thuyết phụ thuộc hàm theo thời gian của Wang, chúng tôi cũng đã đưa ra một số hệ quả và tính chất về mối liên hệ giữa phụ thuộc hàm theo thời gian (TFD) và phụ thuộc hàm (FD) truyền thống. Bên cạnh đó, khi tìm hiểu cách tiếp cận của Wijsen chúng tôi đã so sánh hai quan điểm về lý thuyết phụ thuộc hàm theo thời gian của Wang và Wijsen thông qua việc so sánh hệ 4 tiên đề cho các TFD của Wang và hệ 7 tiên đề cho các TFD của Wijsen.

Tổ chức của luận văn

Luận văn bao gồm phần mở đầu, ba chương nội dung, phần kết luận, tài liệu tham khảo và phần phụ lục.

Các khái niệm cơ sở của luận văn được trình bày trong chương 1. Chương này nhằm giới thiệu khái quát về CSDL có yếu tố thời gian bao gồm: ngữ nghĩa dữ liệu theo thời gian, cách biểu diễn yếu tố thời gian trong CSDL, các phép toán trên thời khoảng, cách biểu diễn các bộ dữ liệu theo thời gian, các phép toán giữa các bộ theo thời gian và các phép toán đại số trong CSDL có yếu tố thời gian.

Chương 2 trình bày về lý thuyết chuẩn hoá cơ sở dữ liệu quan hệ theo thời gian theo cách tiếp cận của Wang bao gồm: khái niệm kiểu thời gian và môđun thời gian, cơ sở lý thuyết của phụ thuộc hàm theo thời gian với khái niệm về TFD, hệ tiên đề cho các TFD, bao đóng của tập TFD, khoá của lược đồ môđun thời gian, bao đóng của tập thuộc tính, phủ tối thiểu TFD, lý thuyết chuẩn hóa CSDL quan hệ theo thời gian. Trên cơ sở đó, chúng tôi đưa ra một số tính chất và hệ qủa phản ánh mối quan hệ giữa TFD và FD truyền thống.

Chương 3 trình bày về việc mở rộng lý thuyết phụ thuộc hàm theo thời gian trên các đối tượng phức theo cách tiếp cận của Wijsen bao gồm: việc định danh đối tượng, vai trò của việc định danh đối tượng, các mô hình dữ liệu ngữ nghĩa, mô hình thời gian, mô hình dữ liệu hướng đối tượng và sự thể hiện theo thời gian, lý thuyết phụ thuộc hàm theo thời gian trên các đối tượng phức với khái niệm hình thức về TFD và hệ tiên đề cho các TFD. Từ đó, chúng tôi so sánh cách tiếp cận của Wang và Wijsen để thấy rằng: khái niệm kiểu thời gian theo cách tiếp cận của Wijsen là một mở rộng so với cách tiếp cận của Wang.

Phần phụ lục trình bày một số chứng minh của các định lý, bổ đề và mệnh đề đã được trình bày trong chương 2 và chương 3