근래의 다양한 데이터베이스 응용 분야 중에는 시간에 따라 변화하는 데이터에 대한 관리와 다양한 형태의 사건 발생적 데이터 처리를 필요로 하는 분야가 적지 않으며 그들을 위한 데이터베이스는 시간지원 데이터 모델과 그를 바탕으로 한 능동 처리 기능을 동시에 요구한다. 그 동안 시간지원 데이터베이스와 능동 데이터베이스에 대해 개별적으로는 많은 연구가 진전되었지만 두 가지 기능을 동시에 지원하는 데이터베이스 시스템에 대한 연구는 많지 않았다. 이 논문은 시간지원 데이터 모델과 그를 바탕으로 한 능동 처리 기능을 동시에 지원하는 시간지원 데이터베이스 상의 능동적 시간지원 규칙 모델을 제시하고 그를 위한 능동적 시간지원 규칙 표현 언어를 함께 제시하였다. 제시된 능동적 시간지원 규칙 모델은 시간지원 데이터베이스의 능동 기능 확장, 능동 규칙에서의 시간속성을 갖는 데이터 접근 사건의 개념과 표현 기법의 정립 및 데이터베이스의 응용 영역 확장 등에 기여하였다.
데이터 웨어하우스에서는 시간에 따라 변화되는 데이터를 관리함으로써 좀더 정확하게 요약화된 정보를 제공할 수 있다. 거의 모든 데이터 웨어하우스는 원시 데이터로 관계형 데이터베이스를 사용하지만, 관계형 데이터베이스는 시간 데이터에 대해 실제적인 지원을 하지 않는다. 그러므로 시간 변이 데이터에 대한 정확한 정보를 얻기가 어렵다. 본 논문에서는 이러한 시간 변이 데이터의 지원이 가능한 시간지원 데이터 웨어하우스를 설계하고자 한다. 이를 위해, 기존의 데이터 웨어하우스에서 원시 데이터로 사용하는 관계형 데이터베이스에 시간지원질의 처리 계층을 결합하는 방법을 보이고, 시간지원 데이터의 간격 시간에 대한 요약화 방법으로 시간지원 집계 트리 전략을 소개한다.
능동적 시간지원 데이터베이스 시스템은 시간지원 데이터베이스 시스템에 능동규칙 시스템을 통합하여 구성한 진보된 데이터베이스 시스템이다. 이 시스템은 추세 분석, 상태 관찰을 통한 경보,고장에 대한 예측, 금융 시스템 및 공정 제어 등과같은 고도의 응용에 효과적으로 대응할수 있다. 그러나 능동적 시간지원 데이터베이스 시스템은 시간 차원을 갖는 다차원 데이터공간에 대해 처리해야 하므로 그 처리비용이 매우 높으며, 규칙 처리에 의한 시스템 부하가 매우 증가할 수 있다. 따라서 효과적 규칙 처리방법에 대한 연구가 수행되어야 한다. 한편 규칙의 성능에 대한 문제는 일반적으로 조건 평가 방법의 효율성에 달려있다. 특히 데이터의 시간차원을 고려한 시간지원 능동규칙의 경우 시간 영역에 따라 규칙에 의해 처리되어야 할 데이터 량의 증가하고 이에 다라 성능의 차이가 많이 나므로 더욱 문제가 된다. 따라서 이 논문에서는 능동적 시간지원 데이터베이스 시스템을 위한 시간지원 능동규칙의 성능향상을 위해 조건 평가를 검토하고 시간지원 차분에 의한 시간지원 점진적 평가연산을 제시하였다. 아울러 이 시간지원 점진적 연산자를 적용한 조건 평가 예를 보이고 이 연산자의 효율성을 증명하였다.
최근의 데이터 베이스 응용분야에 있어서 시간에 따른 정보의 변화를 유지관리할 필요성이 대두되고 대용량의 기억장치 가격의 급속한 감소와 함께 이의 이용 기술이 향상되면서 시간주기에 따라 실세계의 상태에 대한 변경과정을 표현하는 시간 즉, 데이터의 변경이력을 지원하는 데이터베이스(Terporal Database)에 관심이 집중되고 있으며, 이러한 요구를 만족시키기 위한 여러 방법들이 연구되고 있다. 일반적으로 시간 지원 데이터베이스 모델은 지원되는 시간의 형태에 따라 Static, Static Rollback, Historical, Temporal, Revision 데이터베이스 모델로 나뉘어진다. 본 논문에서는 시간 및 변경이력을 지원하기 위한 데이터베이스 모델과 이를 위한 데이터베이스 시스템의 주요 설계 Issue들에 관하여 조사분석한 다음, Static Rollback 데이터베이스 모델을 기본으로 하는 "$SR^2DBS$: 시간 지원 데이터베이스 시스팀"의 설계 및 구현에 관하여 기술하였다. $SR^2DBS$은 기존의 관계형 데이터 베이스 시스팀"의 모델을 시간 애트리뷰트를 추가시킴으로서 데이터 베이스의 변경이력관리를 가능케 한 Direct Manipulation Database Processing System으로 데이터베이스의 현상태 뿐만 아니라 시간에 따른 변경이력에 대해서 Screenoriented Relation Browsing & Editing 기능을 제공하며, 다음과 같은 특징을 갖는다.
- Screen oriented Processing
- Directi-Manipulation of Objects
- Object & Revision History of Interest Visibility
- Rapid Reversible Actions
- Transaction Time & Revision Number Supporting
- Roll-back Query Supporting
- Han-gul Data Supporting
- Two level Storage Structure(Current Version & History Versions)
시간지원 데이터베이스 시스템은 각 데이터 항목에 대해 현재 비젼뿐만 아니라 이력 버전들까지도 관리하기 때문에 시간지원 트랜잭션은 기존 데이터베이스 시스템의 트랜잭션보다 더 많은 데이터 레코드들을 액세스한다. 그러므로, 시간지원 데이터베이스 관리 시스템은 시간지원 트랜젝션들간의 충돌을 최소의 비용으로 검출하면서도 시스템 전체 성능의 저하를 유발하는 거짓 충돌(false conflict)을 검출하지 않고 실제 충돌을 정확하고 효율적으로 검출할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 시간지원 데이터베이스 시스템에서 동시적으로 실행되는 시간지원 트랜잭션들간의 효율적인 충돌 검출 기법으로서 2레벨 충돌 검출 기법을 제안하고, 모의 실험을 통하여 기존의 충돌 검출 기법들과 성능을 비교 분석하였다. 실험 분석의 결과로서 제안된 2레벨 충돌 검출 기법은 기존의 검출 기법들보다 동시적으로 실행되는 시간지원 트랜잭션들간의 충돌을 적은 비용으로 정확하게 검출할 수 있는 효율성이 입증되었다.
원전 감시시스템은 시간의 흐름이나 사건의 발생에 따라 생성되는 시간개념이 포함된 데이터들을 대상으로 정해진 유형의 반복적 처리를 필요로 한다. 이와 같은 응용시스템은 시간정보를 갖는 데이터들의 저장 및 관리와 능동적인 기능을 갖는 능동적 시간지원 데이터베이스 시스템을 통해 효율적으로 구현될 수 있다. 본 논문은 원전 감시시스템을 위한 능동적 시간지원 데이터베이스 시스템과 그를 위한 시간지원 능동규칙 인어를 제안한다.
객체지향 데이터베이스 시스템에서 시간지원 데이터베이스를 다룰 때 발생하는 중요한 문제는 관계 의미에 따라 시간과 속성을 결합하는 방법에 있다. 관계형 모델처럼 속성 버전화에 대한 기존의 연구 결과는 시간지원 객체지향 모델에 적용할 수 없다. 이것은 객체지향 모델이 복합 객체를 구성하기 위해서 기존의 모델보다 더욱 강력한 구성자들을 제공하기 때문이다. 그래서 이 논문은 객체지향 데이터베이스에 시간 개념을 통합하기 위한 형식적 접근방법을 제안한다. 이 논문의 목적은 객체 사이에 관계하는 일반화, 집단화와 연관화에 따라 시간지원 객체지향 데이터베이스 표현을 연구하는 것이다. 이 논문은 시간지원 객체지향 모델에서 속성 버전화의 개념을 정의하고, 객체 사이에 존재하는 관계에 대해서 시간을 표현하는 것에 중점을 둔다. 또한 관계 의미에 대한 제약조건을 규정하고, 표현 기준에 기반하여 검토한다. 이 논문은 객체지향 데이터 모델을 형식화함으로써 대수 연산자의 설계시 강력한 연산 기능을 제공할 뿐만 아니라 모듈의 재사용성을 제공할 수 있다.
이 논문에서는 시간지원 데이터베이스를 대상으로 하여 시간 간격과 시간 위상을 지닌 데이터에서의 정보를 탐사한다. 그리고 시간지원 데이터베이스에서의 시간 정보 유형을 제시하고 이에 따라 탐사되는 패턴의 유형을 분류한다. 또한 시간에 대한 계층적 구조인 시간 계층을 도입하고 이를 이용하여 각 항목의 유효시간 정보를 일반화시킨다. 시간 계층에 의한 유효시간의 일반화에 있어서 발생하는 시간 정보 유형의 변화와 패턴 유형의 변화를 살펴본다. 그리고 시간 간격 변화에 따른 패턴 정보의 발견을 예를 들어 기술한다. 이 논문에서는 시간 계층을 이용하여 시간 간격을 변화시킬 경우 발견되는 새로운 유형의 패턴 지식을 탐사하고 이를 제시한다.
원전 감시, 공정 제어, 주식 시장 관리 및 통신 데이터 관리 등은 시간 개념을 갖는 데이터의 관리와 효율적인 데이터 처리를 위한 능동적 규칙 처리 기능을 동시에 필요로 한다. 그 동안 능동 데이터베이스 시스템에 시간 개념 지원을 확장하려는 연구소들은 다소 있었지만 시간지원 데이터베이스를 바탕으로 한 능동 데이터베이스에 관한 연구는 아직 많지 않다. 더욱이 실제 응용분야에 적용시키려는 노력은 찾아보기 어렵다. 이 논문은 이원시간지원 데이터베이스에 바탕을 둔 능동적 시간지원 데이터베이스 시스템에서의 능동적 시간지원 규칙 모델을 제시하였다. 아울러 제시된 규칙모델에 의한 규칙언어와 실행의미를 설명하고 원전 감시 시스템에 대한 적용 예를 보여주었다.
시간지원 데이터베이스는 유효시간과 거래시간을 통해 객체에 대한 효율적인 이력관리를 제공한다. 유효시간은 현실세계에서 객체에 발생한 시간을 의미하며, 거래시간은 객체가 데이터베이스에서 정의된 연산 뿐만 아니라 사용자 질의에 내포된 이력정보에 관련된 연산을 처리할 수 있도록 확장되어야 한다. 따라서 이 논문에서는 시간지원 질의언어인 TQuel(temporal query language)을 대상으로 하는 이전에 제안된 시간지원 질의 처리 시스템에 대하여 시간지원 구문분석과 시간지원 의미분석, 그리고 시간지원 코드 생성 및 시간지원 실행기 등의 기본적인 요소를 기반으로 거래시간 관리, 시간지원 집계, 시간지원 뷰, 그리고 시간지원 죠인 및 최적화 기능을 추가로 설계 구현하고, 그 처리과정을 예를 들어 설명한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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