基于UML和关系模型的时态数据库设计方法研究

摘要

数据库技术的广泛应用使得数据库应用系统中对时态信息处理的要求越来越高，越来越多的应用系统需要存储和管理相关的时态信息。为了描述时态信息，提出了时态数据库的概念。时态数据库中记录了对象的历史、现在和将来，从而真实的反映现实世界的发展变化。目前还没有商品化的时态数据库产品出现，因此研究基于主流的商品化数据库管理系统的时态数据库设计方法具有重要的实际意义。
　　 论文首先对时态数据库的基本概念进行了分析和介绍，对国内外研究现状进行了归纳和分析，通过分析时态数据库设计中对时态信息进行概念建模的需求，对UML类图进行扩展，提出了支持双时态信息概念建模的时态数据库概念模型UTCM。UTCM是一个独立于实现平台的时态数据库概念模型，它能够支持不同应用领域的时态信息概念建模，同时又与应用系统具体实现时选用的数据库平台无关。UTCM能够支持双时态数据库的概念建模，并易于向关系数据模型转换。文中介绍了UTCM的性质和设计原则，详细介绍了UTCM的基本模型构件，讨论了基于UTCM模型的时态数据库概念设计方法，并结合工资政策管理系统对UTCM的建模方法进行了实例分析。
　　 论文讨论了时态数据库的逻辑设计过程。文中提出了一组将UTCM的模型构件转换为关系数据库模式的映射规则，并结合工资政策管理系统的UTCM模型转换到关系数据库模式的过程进行了实例分析。
　　 论文最后讨论了对存储在关系数据库上的时态数据库进行管理的方法，包括时态数据的更新和查询。本文提出了对存储在关系数据库上的时态数据进行插入、删除和更新的算法，给出了一些典型的时态查询的实现方法，并用这些方法实现了一个工资政策管理系统。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.2.1主要的时态数据模型

1.2.2时态ER模型的研究概况

1.2.3时态数据库研究中存在的问题

1.3本文的研究内容及意义

1.3.1本文的研究目标

1.3.2本文的研究内容

1.3.3本文的研究意义

1.4论文组织

第2章 时态数据库基本概念

2.1时态基本元素模型

2.1.1时间基本元素单位和表示形式

2.1.2时态元素关系

2.1.3时间模型

2.2三种基本时间

2.2.1用户自定义时间

2.2.2有效时间

2.2.3事务时间

2.3时态数据库分类

2.3.1快照数据库

2.3.3回滚数据库

2.3.2历史数据库

2.3.4双时态数据库

2.4本章小结

第3章 时态数据库概念模型设计方法

3.1模型驱动构架

3.1.1 OMG的4个建模层次

3.1.2 TDB概念模型设计方法

3.2时态数据库概念模型UTCM

3.2.1 UTCM简介

3.2.2 UTCM的性质

3.2.3 UTCM的设计原则

3.3 UML的扩展机制

3.4本章小结

第4章 时态数据库概念模型UTCM

4.1类(Class)

4.2时态属性(Temporal Attribute)

4.2.1时态属性的定义

4.2.2时态属性的相关说明

4.3时态类(Temporal Class)

4.3.1时态类的定义

4.3.2时态类的相关说明

4.4时态关联(Temporal Association)

4.4.1时态关联的定义

4.4.2时态关联的相关说明

4.4.3时态类与泛化关系(Generalization)

4.5企业工资政策管理系统的UTCM模型

4.5.1企业工资政策管理系统需求分析

4.5.2企业工资政策管理系统的UTCM模型

4.6本章小结

第5章 UTCM到关系数据模型的映射规则与转换

5.1模型转换概述

5.2类的映射规则

5.2.1普通类的映射规则

5.2.2时态类的映射规则

5.3属性的映射规则

5.3.1普通属性的映射规则

5.3.2时态属性的映射规则

5.3.3自定义类型属性的映射规则

5.4关联的映射规则

5.4.1普通关联的映射规则

5.4.2时态关联的映射规则

5.4.3泛化关系的映射规则

5.4.4聚集的映射规则

5.5 UTCM到关系数据模型的转换算法

5.6本章小结

第6章 时态数据库的数据更新与查询

6.1时态数据库的数据更新

6.1.1插入运算

6.1.2删除运算

6.1.3修改运算

6.2时态数据库的数据查询

6.3企业工资政策管理系统的实现

6.4本章小结

第7章 总结与展望

7.1研究工作总结

7.2展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文