An Abstract Semantics and Concrete Language for Continous Queries o0ver Streams and Relations

An Abstract Semantics and Concrete Language for Continous Queries o0ver Streams and Relations Stream Group

内容提示 • 抽象语义流与关系的形式定义他们之间的映射关系查询语言 • 具体语言CQL SQL SQL-99 • 优化等

Introduction • 基于“黑盒”组件定义了一个抽象语义-任何关系查询语言，任何窗口描述语言，和一组关系-流操作符 • 接下来定义了一个具体的语言来实例化黑盒。

以下几个目标 1。我们希望利用被很好的理解的关系语义 2。我们希望执行简单任务的查询也能简单且写起来紧凑。相反的，我们希望看起来简单的查询能作希望做到的事。 3。既然转换对查询优化来说很重要，我们不想用标准关系变换限制我们的新的构造和操作符，或者我们的语义解释。更进一步，我们想构造特别对于流的转换。

运行实例 • 在线拍卖 • 由用户，用户的交易，和用户或系统管理员注册的连续查询组成 • 用户提供名字和居住当前状态来注册。 • 注册过的用户以后可以注销 • 三种交易是可行的：用户可以放置一个交易物品，并提供一个起始价，他可以关闭一个他先前开始的交易，他可以向由别人开始的交易投标。

流和关系 • 定义4。1（流）流S是elements（s，t）的包（bag），s是一个符合schema的元组，г∈Г是这个元素的时间标记。 • 定义 4。2（关系）关系R是一个从Г到有限无界元组集的映射，每一个元组都符合这个关系的schema。

运行实例的建模 • 我们的在线拍卖系统由如下五个流组成： • *注册（用户id，姓名，状态） • *注销（用户id） • *开始（物品id，卖出者，起价） • *关闭（物品Id） • *竞价（物品id，竞标者id。成交价）

映射操作符 • 我们考虑三种流和关系上的操作符：流－关系，关系－关系，关系－流操作符。流－流操作符由这三种操作符组成。

映射操作符（Contd） • 流－关系操作符将流S作为输入，产生一个与S有相同Schema的关系R作为输出。在任何时间t,R（t）应该可由到t为止的S的元素算出。

映射操作符（Contd） • 关系－关系操作符由一个或多个关系R1，R2。。。Rn作为输入，产生一个关系R作为输出。 • 关系－流操作符将R作为输入，产生与R有相同schema的流S

抽象语义 • 我们假定任何一个查询由以下三个块组成： • 1。任何关系查询语言，可以抽象的看成一组关系到关系操作符。 • 2。一个窗口规格语言，用来从流中抽取元组。我们可以看成一组流到关系操作符。 • 3。三个关系到流操作符：Istream，Dstream，Rstream。

Streams Relations Window Specification Language Streams Relations Relational Query language Relation to Streamoperators

CQL CQL包含了三个SQL的句法扩展： • 1。在SQL中引用关系的任何位置，在CQL中可以引用流。 • 2．在CQL中，任何对基流的引用，及任何子查询产生的流，后面都要跟一个窗口规格说明。 • CQL中任何对关系或子查询产生的关系的引用可以通过Istream，Dstream，Rstream转换为流。

CQL Example 1。流过滤找出所有起价超过100的交易，并且以流的形式输出结果。 Select * From Open Where start_price > 100

CQL Example 3．流子查询维持一个当前开着,而未结束的拍卖的表 Select * From Open Where item_id Not In (Select * From Close)

CQL Example 4。派生的关系计算包含当前未注销的注册用户的用户关系 Select user_id, name, state From Register[Partition By user_id Rows 1] Where user_id Not In (Select * From Deregister)

CQL Example 5。窗口化的流连接在所有的拍卖中输出item_id流，对于这个拍卖，从开始到结束的时间在5小时内。 Select Istream(Close.item_id) From Close[Now],Open[Range 5 Hours] Where Close.item_id = Open.item_id

等价查询转换 我们的抽象语义保证了所有的SQL中的等价变换CQL中也支持，包括子查询展平，连接重排序，谓词下推，等。此外，以内任何CQL查询和子查询产生一个关系，能被看作一个物化视图，所有的物化视图维护的等价变换也可以用在CQL中。

考虑两个基于流的转换 • 窗口缩减 • 过虑窗口交换

窗口缩减 • 将有Unbouinded窗口和Istream操作符的查询转换为用Now窗口和Rstream操作符的等价形式。 • Select Istream(L) From S[Range Unbounded] Where C = Select Rstream(L) From S[Now] Where C

过虑窗口交换 • selection条件与基于时间的窗口的交换。 • Select Istream(L) From S[Range Unbounded] Where C = Select Rstream(L) From S[Now] Where C

结论 • 这篇文章是第一篇为流和关系提供说明性通用连续查询语言的文章。 • 我门首先展示了一个基于任何关系查询语言，任何窗口规格语言，和一组将关系映射到流的操作符的抽象语义， • 接着我们提出了CQL，一个具体语言，实现了我们的语义中提出的“黑盒”，用SQL作为关系查询语言，用派生于SQl-99的窗口查询语言。

An Abstract Semantics and Concrete Language for Continous Queries o0ver Streams and Relations