Một cách tiếp cận trong xây dựng cơ sở dữ liệu trạng thái dựa vào chuỗi thời gian

Bài báo này có 4 phần: Phần 1 cơ sở lý thuyết trình bày một số vấn đề liên quan đến lý thuyết về cơ sở dữ liệu thời gian. Phần 2 mô tả cơ sở dữ liệu trạng thái và phần 3 đề xuất bài toán và cài đặt thử nghiệm. Cuối cùng là kết luận và hướng phát triển.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Một cách tiếp cận trong xây dựng cơ sở dữ liệu trạng thái dựa vào chuỗi thời gian Dương Thị Nhung và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 135(05): 25 - 30 MỘT CÁCH TIẾP CẬN TRONG XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU TRẠNG THÁI DỰA VÀO CHUỖI THỜI GIAN Dương Thị Nhung1*, Nguyễn Văn Đoài2 1 Trường Đại học Công nghệ Thông tin và Truyền thông – Đại học Thái Nguyên 2 Học viện Quản lý Giáo dục TÓM TẮT Cơ sở dữ liệu thời gian thực là một mô hình dữ liệu lý thuyết thể hiện được bản chất dữ liệu trong thực tế, nhưng việc cài đặt nó là một việc gần như không thực hiện được. Trong bài báo này chúng tôi đề xuất một dạng rút gọn của của sở dữ liệu thời gian thực là cơ sở dữ liệu trạng thái dựa vào chuỗi thời gian. Dữ liệu này thể hiện ở ba trạng thái là đã xảy ra (dữ liệu được lưu trữ), hiện tại (dữ liệu đang cập nhật) và dự báo (dữ liệu được suy diễn ra) tương ứng với các trạng thái thời gian là quá khứ, hiện tại và tương lai. Chúng tôi đã tiến hành cài đặt thử nghiệm kỹ thuật xây dựng CSDL dự báo cho một thời điểm ở tương lai sử dụng cơ sở dữ liệu International Revenue của công ty viễn thông Telstra của Úc để kiểm chứng. Kết quả cài đặt tỏ ra có hiệu quả, đáp ứng yêu cầu thực tế khi tổng hợp báo cáo tại bất cứ thời điểm nào đối với dữ liệu. Bài báo này có 4 phần: Phần 1 cơ sở lý thuyết trình bày một số vấn đề liên quan đến lý thuyết về cơ sở dữ liệu thời gian. Phần 2 mô tả cơ sở dữ liệu trạng thái và phần 3 Đề xuất bài toán và cài đặt thử nghiệm. Cuối cùng là kết luận và hướng phát triển. Từ khoá: Cơ sở dữ liệu thời gian thực, chuỗi thời gian, dự báo, trạng thái ĐẶT VẤN ĐỀ* Cơ sở dữ liệu thời gian thực là một mô hình dữ liệu được xây dựng trên lý thuyết để thể hiện các mối quan hệ thực tế của đời sống được cụ thể hóa dưới dạng dữ liệu thời gian. Đã có nhiều nghiên cứu về mặt học thuật như xây dựng mô hình để biểu diễn dữ liệu thời gian, thiết lập quan hệ, xây dựng ngôn ngữ truy vấn trên cơ sở dữ liệu thời gian, biểu diễn cơ sở dữ liệu thực, thiết kế và tối ưu hóa cơ sở dữ liệu thời gian [1], [5]. Tuy nhiên việc cài đặt thực tế cơ sở dữ liệu thời gian thực rất khó khăn và phức tạp. Nếu như đúng với lý thuyết về cơ sở dữ liệu thời gian thì việc cài đặt, biểu diễn nó trên máy tính là việc gần như không thể thực hiện được. Vì vậy, để đơn giản hóa mà không làm mất đi tính chất của cơ sở dữ liệu thời gian thực, trong bài báo này chúng tôi đề xuất một dạng rút gọn của sở dữ liêu thời gian thực là cơ sở dữ liệu trạng thái dựa vào chuỗi thời gian, thể hiện dữ liệu ở ba trạng thái: quá khứ, hiện tại và tương lai. Trong đó dữ liệu dạng quá khứ là những số liệu đã quyết toán, dữ * Tel: 0914 340700, Email: dtnhungtn@gmail.com liệu hiện tại là những số liệu hiện có và dữ liệu tương lai là những số liệu được dự đoán xảy ra ở tương lai trên cơ sở căn cứ vào dữ liệu những số liệu đã quyết toán và dữ liệu hiện có [7]. Dữ liệu tương lai sẽ được sinh ra khi ta chủ động thực hiện lệnh tạo ra hoặc khi thực hiện việc truy xuất dữ liệu cho các báo cáo tại thời điểm dự báo trong tương lai dựa vào các dữ liệu quá khứ và hiện tại. KHÁI QUÁT LÝ THUYẾT VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU THỜI GIAN Một cơ sở dữ liệu được thiết kế, xây dựng và lưu trữ với một mục đích xác định như phục vụ lưu trữ, truy xuất dữ liệu cho các ứng dụng hay người dùng [6]. Thực tế dữ liệu được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu, thể hiện trạng thái của cở sở dữ liệu tại một thời gian nhất định [8]. Bởi vì nội dung của cơ sở dữ liệu thay đổi khi thông tin được cập nhật hoặc bị xóa từ cơ sở dữ liệu nên chúng ta có thể định nghĩa một cơ sở dữ liệu với một tập các đối tượng dữ liệu, mỗi tập dữ liệu là một biến thay đổi theo thời gian và một trạng thái của cơ sở dữ liệu tại một thời điểm t là một giá trị của các biến cho các đối tượng 25 Nitro PDF Software 100 Portable Document Lane Wonderland Dương Thị Nhung và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ dữ liệu tại thời điểm t. Mỗi cơ sở dữ liệu thường có một tập các ràng buộc toàn vẹn mà dữ liệu trong cơ sở dữ liệu phải thỏa mãn. Một hệ cơ sở dữ liệu thời gian thực bao gồm hệ quản trị cơ sở dữ liệu truyền thống và hệ thống thời gian thực. Trong hệ cơ sở dữ liệu thời gian thực các đối tượng dữ liệu được chia thành các đối tượng dữ liệu liên tục và các đối tượng dữ liệu rời rạc [5]. Mô hình hệ thống cơ sở dữ liệu được mô tả trong hình 1. 135(05): 25 - 30 (trong cơ sở dữ liệu) [4]. Hai thể hiện này có quan hệ với nhau và quan hệ này gọi là quan hệ nhất quán thời gian. Có hai kiểu nhất quán thời gian của dữ liệu là: nhất quán tuyệt đối và nhất quán tương đối. Mối quan hệ giữa nhất quán tuyệt đối và tương đối của dữ liệu được mô tả như hình 2. Thể hiện ngoài (x) Thể hiện ngoài (y) TM- Tran saction Manager DOS- Data Operator System DM- Data manager Giao tác suy diễn Cơ sở dữ liệu Sensor Thiết bị vật lý TM DOS DM Giao tác USER Thể hiện trong (x) Thể hiện trong (y) Nhất quán tương đối Sensor CƠ SỞ DỮ LIỆU Đối tượng dữ liệu liên tục Đối tượng dữ liệu rời rạc Bộ điều khiển Hình 1: Mô hình cơ sở dữ liệu thời gian thực Một giá trị của đối tượng dữ liệu liên tục phản ánh trạng thái của đối tượng này trong cơ sở dữ liệu thời gian thực. Giá trị này có thể không còn đúng trong khoảng thời gian đã trôi qua. Các đối tượng dữ liệu rời rạc là tĩnh và giá trị của nó không phụ thuộc vào thời gian. Các đối tượng dữ liệu liên tục có thể chia thành các đối tượng dữ liệu cơ sở và các đối tượng dữ liệu suy diễn. Giá trị của một đối tượng dữ liệu cơ sở có thể được nhận trực tiếp từ các sensor, trong khi giá trị của đối tượng suy diễn được tính toán từ tập giá trị của đối tượng cơ sở [3]. Trong hệ cơ sở dữ liệu thời gian thực ngoài tính logic như trong cơ sở dữ liệu truyền thống, dữ liệu phải thỏa mãn tính nhất quán thời gian. Có hai thể hiện khác nhau của các đối tượng dữ liệu là thể hiện bên ngoài (ở môi trường thế giới thực) và thể hiện bên trong Hình 2: Mối quan hệ giữa các kiểu nhất quán tuyệt đối và tương đối của dữ liệu Nhất quán tuyệt đối: thể hiện bên trong của dữ liệu gần nhau hơn so với thể hiện bên ngoài ...