趙云霞

摘要：隨著數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)庫技術(shù)與其他學(xué)科的內(nèi)容相結(jié)合，是新一代數(shù)據(jù)庫技術(shù)的一個(gè)顯著特征，主動(dòng)數(shù)據(jù)庫由于其相對(duì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫具有能主動(dòng)提供服務(wù)的優(yōu)勢(shì)而得到了迅猛發(fā)展。本文從主動(dòng)數(shù)據(jù)庫的產(chǎn)生、構(gòu)成、實(shí)現(xiàn)、研究進(jìn)展及其應(yīng)用五個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫；主動(dòng)數(shù)據(jù)庫

1 引言

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)已從第一代的網(wǎng)狀、層狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，第二代的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，發(fā)展到第三代以面向?qū)ο竽Ｐ蜑橹饕卣鞯臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、人工智能技術(shù)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)、并行計(jì)算機(jī)技術(shù)等互相滲透，互相結(jié)合，成為當(dāng)前數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展的主要特征。

主動(dòng)數(shù)據(jù)庫自20世紀(jì)80年代初被提出后，因?yàn)槟茌^好地滿足計(jì)算機(jī)集成制造、網(wǎng)絡(luò)管理、辦公自動(dòng)化等眾多應(yīng)用領(lǐng)域的特殊需要，受到了廣泛的關(guān)注，已成為數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。

2 主動(dòng)數(shù)據(jù)庫的產(chǎn)生

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫所作出的一切響應(yīng)都是針對(duì)用戶所作出的指令而進(jìn)行的，數(shù)據(jù)庫本身不會(huì)根據(jù)自身狀態(tài)主動(dòng)進(jìn)行操作。在實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域中，如管理系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)等，用戶希望數(shù)據(jù)庫在緊急的情況下能根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)主動(dòng)做出反應(yīng)，進(jìn)行相關(guān)操作，使得用戶能及時(shí)了解數(shù)據(jù)庫的情況并作出合適的操作。但是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫對(duì)此無能為力，無法主動(dòng)向用戶提供信息。

因此，在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，計(jì)算機(jī)工作者結(jié)合人工智能技術(shù)和面向?qū)ο蠹夹g(shù)提出了主動(dòng)數(shù)據(jù)庫。主動(dòng)數(shù)據(jù)庫不僅能提供一切傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫所能提供的服務(wù)，而且能主動(dòng)對(duì)用戶提供服務(wù)。

3 主動(dòng)數(shù)據(jù)庫的構(gòu)成

主動(dòng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（ADBS）由三部分構(gòu)成，一個(gè)是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DBS），一個(gè)是事件驅(qū)動(dòng)的知識(shí)庫（EB），另外一個(gè)是相應(yīng)的事件監(jiān)視器（EM）。即：ADBS=DBS+EB+EM。其中，EB是一組由事件驅(qū)動(dòng)的知識(shí)的集合，每一項(xiàng)知識(shí)表示在相應(yīng)的事件發(fā)生時(shí)，如何來主動(dòng)地執(zhí)行其中包含的由用戶預(yù)先設(shè)定的動(dòng)作。EM是一個(gè)隨時(shí)監(jiān)視EB中的事件是否已經(jīng)發(fā)生的監(jiān)視模塊，一旦監(jiān)視到某事件已經(jīng)發(fā)生時(shí)就主動(dòng)地觸發(fā)系統(tǒng)，按EB中指明的相應(yīng)知識(shí)執(zhí)行其中預(yù)先設(shè)定的動(dòng)作。EB中知識(shí)表示形式的不同， 將獲得各種不同的主動(dòng)行為，在目前常采用事件驅(qū)動(dòng)的“條件——?jiǎng)幼鳌币?guī)則表示這種知識(shí)。每條“條件——?jiǎng)幼鳌币?guī)則指明什么條件下執(zhí)行什么動(dòng)作。

4 主動(dòng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

傳統(tǒng)的主動(dòng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)一般采用“事件——條件——?jiǎng)幼鳌蹦Ｊ?，?dú)立地進(jìn)行DBMS全部功能的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)；或在原有的DBMS的基礎(chǔ)上添加主動(dòng)機(jī)制，使原來的DBMS具有主動(dòng)性，能夠主動(dòng)地實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)修改和主動(dòng)適應(yīng)的功能。目前大多數(shù)ADBMS都采用“事件驅(qū)動(dòng)”、“規(guī)則匹配”的機(jī)制來實(shí)現(xiàn)，如哈弗大學(xué)的CPLEX，IBM公司的SIARBURST。

傳統(tǒng)的ADBMS在實(shí)際應(yīng)用中存在開發(fā)難度大、周期長、無法利用已有的歷史數(shù)據(jù)的不足之處。如果直接利用已有的數(shù)據(jù)而又能使傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有主動(dòng)性就能夠解決上面的問題，既可以節(jié)約資金又可以與現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)兼容。這個(gè)問題的解決辦法是最近的研究重點(diǎn)，比較典型的方法主要有以下幾種：

4.1 基于組件的主動(dòng)數(shù)據(jù)庫

基于組件的ADBMS實(shí)現(xiàn)方法直接利用已有的DBMS完成數(shù)據(jù)組織、共享資源等方面的功能，在數(shù)據(jù)連接層加入一個(gè)中間層組件監(jiān)視系統(tǒng)發(fā)生的變化，并將這些變化實(shí)時(shí)地傳給系統(tǒng)的事件監(jiān)視器，當(dāng)事件監(jiān)視器發(fā)現(xiàn)有系統(tǒng)定義的事件發(fā)生時(shí)自動(dòng)進(jìn)行條件匹配，如果匹配成功，則觸發(fā)相應(yīng)的動(dòng)作執(zhí)行。

4.2 基于圖的主動(dòng)數(shù)據(jù)庫規(guī)則模型的E-RG

此模型基于規(guī)則執(zhí)行的時(shí)間關(guān)系，引入“依次關(guān)系”、“同步關(guān)系”與“并發(fā)關(guān)系”，將多個(gè)C-A規(guī)則按時(shí)間語義關(guān)系組成規(guī)則圖（Rule Graph）RG，相同的規(guī)則集可對(duì)應(yīng)不同的RG，分別聯(lián)系于不同的事件，從而形成一種E-RG主動(dòng)規(guī)則。E-RG主動(dòng)規(guī)則的語義可表示為；事件E的發(fā)生觸發(fā)規(guī)則圖RG的執(zhí)行，RG的執(zhí)行滿足RG所含的時(shí)序關(guān)系，執(zhí)行的耦合方式包括“立即”、“推遲”、“分離”。

4.3 基于動(dòng)態(tài)模糊邏輯的主動(dòng)數(shù)據(jù)庫

基于動(dòng)態(tài)模糊邏輯的主動(dòng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)引入了動(dòng)態(tài)模糊數(shù)據(jù)的概念，它由一個(gè)DF數(shù)據(jù)庫（DFDBS）外加一個(gè)DF事件驅(qū)動(dòng)規(guī)則庫（DFEB）及其相應(yīng)的DF事件監(jiān)視器（DFEM）組成。即：DFADBS=DFDBS+DFEB+DFEM

4.4 分布式主動(dòng)數(shù)據(jù)庫

分布式主動(dòng)數(shù)據(jù)庫（DADB）的出現(xiàn)是應(yīng)用的具體需求和分布式數(shù)據(jù)庫與主動(dòng)數(shù)據(jù)庫互相融合、共同發(fā)展的結(jié)果。

5 主動(dòng)數(shù)據(jù)庫的研究進(jìn)展

實(shí)習(xí)主動(dòng)數(shù)據(jù)庫的關(guān)鍵技術(shù)在于它的條件檢測(cè)技術(shù)，能否有效地對(duì)事件進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)督，使得各種事件一旦發(fā)生就很快被發(fā)覺，從而觸發(fā)執(zhí)行相應(yīng)的規(guī)則。此外，如何擴(kuò)充傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，使之能描述、存儲(chǔ)、管理ECA規(guī)則，適應(yīng)于主動(dòng)數(shù)據(jù)庫；如何構(gòu)造執(zhí)行模型，也就是說ECA規(guī)則的處理和執(zhí)行方式；如何進(jìn)行事務(wù)調(diào)度，使之不僅能滿足開發(fā)環(huán)境下的可串行話要求，而且滿足對(duì)事務(wù)時(shí)間方面的要求；如何在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上擴(kuò)充事務(wù)管理部件和對(duì)象管理部件以支持執(zhí)行模型和知識(shí)模型并增加事件偵測(cè)、條件檢測(cè)和規(guī)則管理等部件從而形成主動(dòng)數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)；如何提高系統(tǒng)的整體效率等都是主動(dòng)數(shù)據(jù)庫需要集中研究解決的問題。

“主動(dòng)數(shù)據(jù)庫”它的一個(gè)很突出的思想是要讓數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有各種主動(dòng)進(jìn)行服務(wù)的功能，并以一種統(tǒng)一而方便的機(jī)制來實(shí)現(xiàn)各種主動(dòng)性需求，即要求把這些主動(dòng)性功能用一種統(tǒng)一的方法與原有的數(shù)據(jù)庫功能集成在一個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中。目前為止，這種機(jī)制主要是通過將一些規(guī)則嵌入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的辦法來實(shí)現(xiàn)，目前人們研究工作主要集中在主動(dòng)數(shù)據(jù)庫的實(shí)現(xiàn)模式和方法上。

6 主動(dòng)數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用

雖然還處于研究的初級(jí)階段，但主動(dòng)數(shù)據(jù)庫在計(jì)算機(jī)集成制造、網(wǎng)絡(luò)管理、辦公自動(dòng)化等眾多應(yīng)用領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。例如，在一些商品化的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中，如Oracle和Sybase等數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，在某種意義上都引入了主動(dòng)處理的功能。另外，主動(dòng)性概念正在被引入各種與數(shù)據(jù)庫關(guān)系密切的領(lǐng)域中，因?yàn)槿藗儼l(fā)現(xiàn)這種主動(dòng)性機(jī)制可方便地用來實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、合作數(shù)據(jù)庫、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫和演繹數(shù)據(jù)庫等。另外，在電網(wǎng)監(jiān)控等工業(yè)應(yīng)用方面，主動(dòng)數(shù)據(jù)庫也有廣泛應(yīng)用。

主動(dòng)數(shù)據(jù)庫已成為數(shù)據(jù)庫技術(shù)中一個(gè)活躍的研究領(lǐng)域，近年來的研究已取得很大的成果，雖然還有許多概念尚不成熟，技術(shù)問題還有待進(jìn)一步研究解決，但它有著廣泛的研究應(yīng)用前景。