约束关系模型的查询包含问题在实际数据库中的不可判定的研究

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查询包含问题是查询优化的基本算法问题。在数据库理论方面,约束关系模型的不等式合取查询包含问题已经得到解决。然而,由于数据库理论与实际的数据库系统存在较大差异,十多年来,实际数据库系统中的合取查询包含问题的求值复杂性已经成为一个热点问题,目前,这个问题是否是可判定的还不得而知。本文根据约束关系模型在数据库理论方面取得的成就,研究实际数据库系统中约束关系模型的不等式合取查询包含问题是否是可判定的。 本文采用关系演算来表示查询。首先,通过关系演算的变换表明数据库理论与实际数据库系统之间存在的差异。然后,将一般的合取查询包含问题转化为二元约束关系的合取查询包含问题。最后,将Hilbert第十问题递归地化简为二元约束关系的合取查询包含问题,以此得出本文的主要结论。本文引入含有系数为非负整数的多项式描述Hilbert第十问题,然后,构造一类特殊的数据库,使Hilbert第十问题可以递归地化简为这类特殊数据库上的查询包含问题,再适当地修正前面用到的查询,使上述问题适用于任意的数据库系统。 研究表明:不能将约束关系模型在数据库理论查询优化中所取得的研究成果直接转化到实际数据库系统中。通过进一步的研究本文得出更强的结论:一般情况下,实际数据库系统中二元约束关系的不等式合取查询包含问题不可判定,甚至在将不等式的总数限定为一个固定的值时,该问题仍然不可判定。这种强烈的不可判定性表明:在实际的数据库系统中,用二元约束关系的不等式合取查询包含问题作为工具来优化查询操作是不可能的。但是,如果将含有不等式的合取查询进行分类,其中某些类的合取查询包含问题或许是可以判定的。
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