Типизированные неизвестные значения: шаг к решению проблемы представления отсутствующей информации в реляционных базах данных
https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2023-35(2)-6
Аннотация
Состояние дел области управления отсутствующей информацией в реляционных базах данных оставляет желать лучшего. В стандарте SQL для представления отсутствующих данных используется универсальное null-значение, а управление основано на трехзначной логике, в которой null-значение отождествляется с третьим логическим значением. Это решение концептуально противоречиво и часто приводит к интуитивно непонятному поведению СУБД. Альтернативный подход с использованием типизированных специальных значений перекладывает всю обработку отсутствующих данных на пользователей. В этой статье мы анализируем многолетнюю историю исследований и разработок, которая привела к такой ситуации. Мы приходим к выводу, что в стандарте SQL и не могло появиться другое решение из-за выбора более 50 лет тому назад механизма универсального null-значения, а альтернативный механизм не может обеспечить системную поддержку специальных значений из-за использования двухзначной логики. Мы предлагаем комбинированный подход с использованием типизированных специальных значений на основе трехзначной логики. Этот подход позволяет использовать семантику типов данных при обработке запросов с условиями, включающими неизвестные данные. Кроме того, наш подход позволяет определить полноценную трехзначную логику, в которой специальное значение булевского типа является третьим логическим значением.
Об авторе
Сергей Дмитриевич КУЗНЕЦОВ
Институт системного программирования им. В.П. Иванникова РАН, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Московский физико-технический институт, НИУ «Высшая школа экономики»
Россия
Россия
Доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник ИСП РАН, профессор кафедр системного программирования МГУ, МФТИ и ВШЭ
Список литературы
1. Codd E.F. Derivability, Redundancy and Consistency of Relations Stored in Large Data Banks. IBM Research Report RJ599 (# 12343), 1969. Reprinted at ACM SIGMOD Record, 2009, Vol. 38, No. 1, 2009, pp. 17-36. Имеется перевод на русский язык: Э.Ф. Кодд. Выводимость, избыточность и согласованность отношений, хранимых в крупных банках данных. URL: http://citforum.ru/database/classics/first_rel_paper/.
2. Codd E.F. A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks. Communications of the ACM, Volume 13, Number 6, 1970, pp. 377-387. Имеется перевод на русский язык: Е.Ф. Кодд. Реляционная модель данных для больших совместно используемых банков данных. URL: http://citforum.ru/database/classics/codd/.
3. Codd E.F. Understanding Relations (Installment #7). Bulletin of ACM-SIGMOD: The Special Interest Group on Management of Data, vol. 7, no. 3-4, 1975, pp. 23-28.
4. Codd E.F. Implementation of Relational Data Base Management Systems (NCC 1975 Panel). Bulletin of ACM-SIGMOD: The Special Interest Group on Management of Data, vol. 7, no. 3-4, 1975, pp. 3-22.
5. Chamberlin D.D., Astrahan M.M. et al. SEQUEL 2: A Unified Approach to Data Definition, Manipulation, and Control. IBM Journal of Research and Developoment, V. 20, No. 6, 1976, pp. 560-575. Имеется перевод на русский язык: Д.Д. Чамберлин, М.М. Астрахан, К.П. Эсваран, П.П. Грифитс, Р.А. Лори, Д.В. Мел, П. Райшер, Б.В. Вейд. SEQUEL 2: унифицированный подход к определению, манипулированию и контролю данных. URL: http://citforum.ru/database/classics/sequel_2/.
6. Codd E.F. Extending the Database Relational Model to Capture More Meaning. ACM Transactions on Database Systems, vol. 4, issue 4, 1979, pp. 397-434. Имеется перевод на русский язык: Э.Ф. Кодд. Расширение реляционной модели для лучшего отражения семантики. URL: http://citforum.ru/database/classics/codd_2/.
7. ISO/IEC 9075-2:1999. Information technology — Database languages — SQL — Part 2: Foundation (SQL/Foundation).
8. Codd E.F. The Relational Model for Database Management: Version 2. Addison-Wesley, 1990, 538 p.
9. Date C.J. The Default Values Approach to Missing Information. In C.J. Date (with Hugh Darven). Relational Database: Selected Writings 1989-1991. Addison-Wesley, 1992, pp. 343-354.
10. Date C.J. Faults and Defaults (in five parts). In C. J. Date (with Hugh Darven and David McGoveran). Relational Database: Selected Writings 1994-1997. Addison-Wesley, 1998, 608 p.
11. Date C.J. Hugh Darwen. Databases, Types and the Relational Model: The Third Manifesto. 3rd Edition. Addison-Wesley, 2006, 556 p.
12. Codd E.F. Missing information (applicable and inapplicable) in relational databases. ACM SIGMOD Record, vol. 15, issue 4, 1986, pp. 53-78.
13. Codd E.F. More commentary on missing information in relational databases (applicable and inapplicable information). ACM SIGMOD Record, vol. 16, issue 1, 1987, pp. 42-50.
14. ANSI X3.135-1986. Information Technology – Database Languages – SQL.
15. ISO 9075:1987. Information processing systems — Database language — SQL.
16. ISO/IEC 9075:1989. Information processing systems — Database Language SQL with integrity enhancement.
17. ISO/IEC 9075:1992. Information technology — Database languages — SQL.
18. ISO/IEC 9075-1:1999. Information technology — Database languages — SQL — Part 1: Framework (SQL/Framework).
19. ISO/IEC 9075-2:1999. Information technology — Database languages — SQL — Part 2: Foundation (SQL/Foundation).
20. ISO/IEC 9075-2:2003. Information technology — Database languages — SQL — Part 2: Foundation (SQL/Foundation).
21. ISO/IEC 9075-2:2008. Information technology — Database languages — SQL — Part 2: Foundation (SQL/Foundation)
22. ISO/IEC 9075-2:2011. Information technology — Database languages — SQL — Part 2: Foundation (SQL/Foundation)
23. ISO/IEC 9075-2:2016. Information technology — Database languages — SQL — Part 2: Foundation (SQL/Foundation)
24. Date C.J. A critique of the SQL database language. ACM SIGMOD Record, vol. 14, issue 30, 1984, pp 8-54.
25. Date C.J. Introduction to Database Systems, volume 2. Addison-Wesley, 1983, 383 p.
26. Date C.J. Null Values in Database Management. In C.J. Date. Relational Database: Selected Writings. Addison-Wesley, 1986, pp. 313-334.
27. Date C.J. NOT is Not “Not”! (Notes on Three-Valued Logic and Related Matters). In C.J. Date with a Special Contribution by Andrew Warden. Relational Database Writings 1985-1989. Addison-Wesley, 1990, pp. 217-248.
28. Date C.J., Darwen H. Foundation for Future Database Systems: The Third Manifesto. 2nd Edition. Addison-Wesley, 2000, 608 p.
29. Date C.J., Darwen H. Database Explorations: Essays on The Third Manifesto and Related Topics. Trafford Publishing, 2010, 548 p.
30. Darwen H. How to Handle Missing Information without Using NULL. Presentation Slides. Available at: https://www.dcs.warwick.ac.uk/~hugh/TTM/Missing-info-without-nulls.pdf, accessed 11.05.2023.
31. Darwen H., Smout E. How to Handle Missing Information Using S-by-C. Available at: https://www.dcs.warwick.ac.uk/~hugh/TTM/HTHMIUS-by-C-review-draft.pdf, accessed 11.05.2023.
32. Gessert G.H. Four Valued Logic for Relational Database Systems. ACM SIGMOD Record, vol. 19, issue 10, 1990, pp 29-35
33. Date C.J. Why Three- and Four-Valued Logic Don’t Work. In C.J. Date. Date on Database. Writings 2000–2006, Apress, 2012, pp. 329-342.
Рецензия
Для цитирования:
КУЗНЕЦОВ С.Д. Типизированные неизвестные значения: шаг к решению проблемы представления отсутствующей информации в реляционных базах данных. Труды Института системного программирования РАН. 2023;35(2):73-100. https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2023-35(2)-6
For citation:
KUZNETSOV S.D. Typed unknown values: a step towards solving the problem of representing missing information in relational databases. Proceedings of the Institute for System Programming of the RAS (Proceedings of ISP RAS). 2023;35(2):73-100. (In Russ.) https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2023-35(2)-6
Послать статью по эл. почте 