Datalog Ngôn ngữ luật cho các cơ sở dữ liệu pdf

Datalog-Hệ QTCSDL suy diễn„ Trước hết đó là một hệ QTCSDL: có ngôn ngữ DDL, DML „ Đem cho người dùng một giao diện có ngôn ngữ luật, cho phép: từ các quan hệ cơ sở lưu trữ trong CSDL cài

Ngôn ngữ luật cho các CSDL

Datalog-Hệ QTCSDL suy diễn

„ Trước hết đó là một hệ QTCSDL: có ngôn ngữ DDL, DML

„ Đem cho người dùng một giao diện có ngôn ngữ luật, cho

phép: từ các quan hệ cơ sở (lưu trữ trong CSDL cài đặt) suy diễn ra những quan hệ mới (CSDL tiềm ẩn)

Các ngôn ngữ luật đối với các CSDL

Một ngôn ngữ luật phải là

„ tập hợp và phi thủ tục

„ dễ giao diện với một hệ QTCSDL (dễ dàng đượcdịch thành một chương trình của đại số quan hệ

mở rộng)

„ Là một ngôn ngữ luật cho các CSDL, cho phép

xác định các quan hệ suy diễn nhờ phép kéo

theo đơn giản không có kí hiệu hàm

„ Có thể xem đó là một biến dạng của Prolog với

một ngữ nghĩa tập hợp (kết quả của một

chương trình không phụ thuộc vào thứ tự các

câu)

Các mở rộng:

• Đưa thêm kí hiệu hàm vào trong đối của các tân từ DATALOG func

• Thêm phép phủ định DATALOG neg

• Cập nhật tường minh trong một luật DATALOG maj

• Đưa vào những điều kiện tổng quát chứa các phép hội, tuyển, phủ

Công thức nguyên tố: Literal dương P(t1, t2, tn)

Công thức nguyên tố cá biệt (được làm cá biệt): công thức nguyên

tố không chứa biến

Datalog (cú pháp)

Luật: biểu thức có dạng Q ← P1 , P2 , , P n

„ Đầu luật Q là công thức nguyên tố (kết luận)

„ thân luật P 1 , P 2 , , P n là các tân từ (tiền đề hay điều kiện)

„ mỗi P i gọi là một đích con

„ Luật được gọi là đệ qui nếu tân từ của đầu luật cũng xuất hiện trong thân luật

TOTIEN(x,z) ← TOTIEN(x,y), CHAMẸ(y,z)

ANHEMHO(x,y) ← TOTIEN(z,x), TOTIEN(z,y)

Ngữ nghĩa của chương trình DATALOG

¾ Ngữ nghĩa của một chương trình DATALOG là cái mà chươngtrình đó tính được:

ƒ Phương pháp khai báo/dựa trên việc tính mô hình của một chương trình logic

ƒ Phương pháp thủ tục (từng bộ một)/ dựa trên phương pháp chứng minh bằng ppgiải và "phủ định bởi thất bại"

Một mô hình của một chương trình DATALOG là một tập cáctân từ cá biệt:

„ chứa tất cả các sự kiện của CSDL và

„ tất cả các sự kiện có thể được suy diễn bằng áp dụng cácluật

Ngữ nghĩa chính tắc của chương trình

DATALOG

ƒ Giao của hai mô hình cũng là mô hình

ƒ Giao của tất cả các mô hình: mô hình nhỏ nhất

được gọi là ngữ nghĩa chính tắc

ƒ Dùng Toán tử Tr để tính (hệ quả trực tiếp

-Van Edem 1976)

Thủ tục đơn giản tính mô hình nhỏ nhất Tr

• Cho I là tập sự kiện

• Tính Tp(I) = {Q/ ∃ P1, P2, , Pn ∈ I

sao cho Q ← P1, P2, , Pn là một luật các biệt của P}

• Bắt đầu với I = Ø, khi đó Tp(Ø) = tập các sự kiện củachương trình

Thủ tục đơn giản tính mô hình nhỏ nhất Tr

Ví dụ

Cho chương trình DATALOG sau:

P = { BO(Hùng, Dũng) ← ;

MẸ(Mai, Dũng) ← ;CHAMẸ(x,y) ← BO(x,y);

CHAMẸ(x,y) ← MẸ(x,y);

TOTIEN(x,y) ← CHAMẸ(x,y) }Tính:

bắt đầu

Thủ tục đơn giản tính mô hình nhỏ nhất Tr

Ví dụ

Tp(Ø) = { BO(Hùng, Dũng) ← ; MẸ(Mai, Dũng) ← }

Tp(I) = I' I' là mô hình nhỏ nhất của chương trình P

Với những chương trình lớn cần có những thuật toán tối ưu hơn.

Ngữ nghĩa chính tắc của chương trình

DATALOG

„ Tính khi cần trả lời câu hỏi

„ Câu hỏi được biểu diễn bằng SQL trên quan hệ được

suy diễn hay

„ Câu hỏi biểu diễn bằng một luật không đầu dạng

← P1, P2, , Pn , trong đó thay ← bởi ?

Ví dụ ? TOTIEN(x, Mai)

Liên hệ DATALOG với ĐSQH

„ DATALOG có sức mạnh của ĐSQH với sự cho phép

đệ qui (ĐSQH không cho phép đệ qui)

„ Phép hợp: 1 số luật cùng đầu

„ Phép chiếu: một luật có một số biến ở phần thân bị lấy đi

khỏi phần đầu của luật

„ Phép chọn: một luật có ít nhất một tân từ quan hệ (so

sánh) trong phần thân

„ Phép kết nối: luật gồm một số tân từ quan hệ ở phần

thân

• hàm định nghĩa bởi người dùng

Đưa vào các kí hiệu hàm f, g, có một số cố định đối số

Các đối của tân từ có thể là hằng hoặc biến hoặc là hàm tác động lên

Mở rộng DATALOG với các hàm (tiếp)

Vi dụ:

Có bản đồ đường đi nối các thành phố (đồ thị có hướng)

{Đường_đi (x, y, d) ← Cung (x, y, d);

Đường_đi (x, y, e+d) ← Đường_đi (x, z, e), Cung (z, y, d)}

? Đường_đi (Hà nội, Sài gòn, t)

Mở rộng DATALOG với các hàm (tiếp)

Ví dụ:

„ {lương (100) ← ; cao_hơn (y, x) ← lương(x), x<y }

? cao_hơn (y, x) cho vô số đáp số

„ {nguyên (0) ←; nguyên(x+1) ← Nguyên (x)}

chương trình này phát sinh tất cả các số nguyên dương

Một luật gọi là có trường hạn chế nếu tất cả các biến trong đầu luật

Mở rộng DATALOG với phép phủ định

Ví dụ : tính độ dài các đường đi trên đồ thị có hướng, có sử

dụng quan hệ lưu trữ các cung bị cấm

{Đường_đi (x, y, d) ← Cung (x, y, d), ¬ Cấm(x, y);

Đường_đi (x, y, e+d) ← Đường_đi (x, z, e), Cung (z, y, d), ¬ Cấm(z, y)}

Giao của hai mô hình nói chung không là mô hình

Mở rộng DATALOG với phép phủ định (tiếp)

Ví dụ:

{chim (ngựa_có_cánh) ← ;

chim_cánh_cụt (x) ← chim (x), ¬bay(x);

bay(x) ← chim (x), ¬ chim_cánh_cụt (x)}

Chương trình này có 2 mô hình:

Mô hình 1: { chim (ngựa_có_cánh) , chim_cánh_cụt (ngựa_có cánh)}

Mô hình 2: {chim (ngựa_có_cánh), bay (ngựa_có cánh) }

Xin cảm ơn !