phõn tỏn [13].
Trong chương I trỡnh bày về lý thuyết thiết kế cơ sở dữ liệu quan hệ, phộp nửa kết nối đó được giới thiệu, tuy nhiờn mới đưa ra định nghĩa phộp nửa kết nối. Trong phần này sẽ trỡnh bày chi tiết về phộp nửa kết nối, một số tớnh chất của phộp nửa kết nối, và ý nghĩa của nửa kết nối ứng dụng trong cơ sở dữ liệu phõn tỏn.
2.2.1 Giới thiệu phộp nửa kết nối.
Thực chất của phộp nửa kết nối giữa hai quan hệ r và s là phộp chiếu lờn R của r <Điều kiện> s. Kết quả của phộp nửa nối một quan hệ r với một quan hệ s theo điều kiện nào đú là một quan hệ gồm tất cả cỏc bộ thuộc r cú tớnh chất kết nối được theo điều kiện với một bộ nào đú trong quan hệ s.
Phộp nửa nối được ký hiệu và định nghĩa là: r s = R(r <Điều kiện> s)
A C 1 2 3 4 5 6 7 7 2 3 6 8 7 9 5 4 A B 2 2 4 4 4 6 2 1 3 4 5 6
Phộp nửa kết nối r s được tớnh như sau: r s = R(r A s)
= (R(r)) A(A(s)) = r A(A(s))
Trong đú phộp chiếu của quan hệ s trờn thuộc tớnh kết nối A là: A
2 4 6
Quan hệ kết quả của r s là:
A C 2 4 6 3 8 9
Như vậy kết quả của phộp nửa kết nối r với s cú thể làm giảm kớch thước của quan hệ r, nếu càng ớt bộ của quan hệ r tham gia vào kết nối thỡ kớch thước của quan hệ r càng giảm khi thực hiện phộp nửa kết nối. Do đú ta cú thể sử dụng phộp nửa kết nối như một tỏc nhõn để rỳt gọn kớch thước của quan hệ và giảm bớt chi phớ trong kết nối.
2.2.2 Cỏc tớnh chất của phộp nửa kết nối.
Khi nghiờn cứu về phộp kết nối và phộp nửa kết nối trong đại số quan hệ, ta thấy phộp nửa kết nối được định nghĩa qua phộp kết nối. Vậy hai phộp toỏn này cú
r s
s’
mối quan hệ với nhau như thế nào ?, phộp nửa kết nối cú quan hệ gỡ với phộp nối. Để biết được mối quan hệ đú ta xem xột cỏc tớnh chất sau của phộp nửa kết nối.
Giả sử rằng, quan hệ r nối với quan hệ s trờn thuộc tớnh A, khi đú ta cú cỏc tớnh chất sau:
1. r As (rAs)As 2. r As rA(sAr)
3. r As (rAs)A(sAr)
Chứng minh:
Ta sử dụng cỏc quy tắc biến đổi trong đại số quan hệ để chứng minh. Tớnh chất 1: r As (rAs)As
VT = (rAs)As , theo định nghĩa phộp nửa kết nối ta cú rAs = R(r As)
= (R(r)) A (A(s)) = r A (A(s))
Vậy VT = r A(A(s)) As , theo tớnh kết hợp của phộp kết nối = r A((A(s)) As)
= r As Điều phải chứng minh.
Biến đổi tương tự ta chứng minh được cỏc tớnh chất 2 và 3.
Ta đó biết phộp kết nối là phộp tốn nhiều thời gian và bộ nhớ, phộp nửa kết nối như là tỏc nhõn để làm giảm kớch thước của quan hệ, do đú ỏp dụng cỏc tớnh chất này ta cú thể thay thế phộp kết nối bằng cỏc phộp nửa kết nối nhằm mục đớch giảm bớt chi phớ trong kết nối. Tuy nhiờn, để ỏp dụng tớch chất nào đũi hỏi phải tớnh toỏn cụ thể từng chiến lược xem chiến lược nào cú chi phớ thấp nhất.
2.2.3 í nghĩa của phộp nửa kết nối ứng dụng trong CSDL phõn tỏn
Trong mụi trường phõn tỏn dữ liệu được phõn đoạn và định vị ở cỏc trạm khỏc nhau trờn mạng mỏy tớnh, do đú khi cú một cõu hỏi hệ thống phải lấy dữ liệu
từ nhiều trạm khỏc nhau để đỏp ứng yờu cầu của người sử dụng. Với thực trạng mạng mỏy tớnh hiện nay tốc độ cũn chậm, chi phớ truyền cao thỡ việc rỳt gọn kớch thước cỏc quan hệ tham gia cõu hỏi trước khi truyền là rất cần thiết. Trong ngữ cảnh đú phộp nửa kết nối cú ý nghĩa rất quan trọng để hạ thấp chi phớ truyền và tăng tốc độ xử lý, gần đõy cú rất nhiều nghiờn cứu và ứng dụng cỏc thuật toỏn sử dụng nửa kết nối trong tối ưu hoỏ cõu hỏi.
í nghió đầu tiờn của phộp nửa kết nối như là một tỏc nhõn để làm giảm kớch thước của quan hệ, trỏnh phải truyền trong mạng cỏc thụng tin của những bộ khụng cần thiết trong phộp nửa kết nối. Nếu khụng ỏp dụng phộp nửa kết nối sẽ phải truyền trong mạng toàn bộ quan hệ tham gia cõu hỏi, chi phớ truyền cao, tốc độ xử lý chậm và tốn bộ nhớ.
í nghió tiếp theo của phộp nửa kết nối là làm giảm chi phớ kết nối giữa hai quan hệ. Trong cỏc cõu hỏi thường hay gặp phộp kết nối, phộp này lại cú chi phớ rất cao, nếu thay cỏc quan hệ trong phộp kết nối bằng phộp nửa kết nối cú thể hạ thấp được chi phớ kết nối.
Tuy nhiờn phộp nửa kết nối chỉ hữu ớch khi trong cỏc quan hệ cú nhiều bộ khụng thực chất cú mặt trong kết quả. Tỡnh trạng này thường gặp ở cỏc quan hệ trung gian (quan hệ do biểu thức đại số tạo nờn).
Một vấn đề đặt ra là khi ỏp dụng phộp nửa kết nối thỡ cỏc thuật toỏn xử lý tối ưu hoỏ cõu hỏi cũng trở nờn phức tạp hơn. Nếu tất cả cỏc bộ trong quan hệ đều cú mặt trong kết quả thỡ sử dụng phộp nửa kết nối lại cú chi phớ cao hơn. Ta sẽ xem xột cụ thể ứng dụng của phộp nửa kết nối trong phần tối ưu hoỏ cõu hỏi phõn tỏn.