关系数据库中的交互式浏览和导航外文翻译资料

 2022-09-06 14:54:41

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中文译文

关系数据库中的交互式浏览和导航

摘要

尽管数据库的研究人员付出了极大的努力去实现数据库使用者的需求，但是精确和连接表有关的需求仍然较为困难。帮助用户构建探索关系数据库的连接查询,我们建议使用Etable，一个新奇的演示数据模型,为用户提供一个表现层in-teractive视图。这种观点简洁地介绍一对多和多对多的关系在一个丰富的table中通过允许一个单元数据包含一组实体引用。用户可以直接与表和实体引用指定交互逐步构造复杂的查询。允许用户在探索一个概念性的数据实体关系的层面上,引入图论模型,（称为输入图模型）,它提供了关系数据库的抽象。在用户研究中,参与者一系列数据库查询任务执行速度与Etable比更快。主观反馈中，Etable的作用也是积极的。所有参与者发现Etable是容易学习和有助于探索数据库。

  1. 介绍

非技术用户的一个相当大的挑战是建设连接查询。即使简单的数据查找，所需的连接操作也是从关系数据库存储信息在多个独立的归一化表中查询。尽管数据库规范化管理数据提供了许多好处（如避免更新异常),但它大大降低数据库系统的可用性,迫使用户编写许多代码去探索数据库连接查询。连接数据库查询有时会显得很困难。主要原因是用户很难确定哪些关系加入许多新的关系。理解每个关系的角色,不同角色代表不同属性,找到合适的连接属性并不是琐碎的任务,哪怕只是讯号一个架构图。应对这一挑战,用户经常在开始时写复杂查询。

尽管这个迭代策略是有帮助的,它仍然是具有挑战性的,因为加入查询结果的格式很难解释。例如,考虑一个查询连接两个关系多对多关系(如图中的论文和作者)时这个查询的结果产生大量的重复(比如每篇论文的标题重复多少次他的作者可能也会重复同样的次数)的数量。人代表相同的信息不同,当他们使用电子表格。例如,他们可以创建一个单元数据包含多个值，之间用逗号分隔。关系数据库不能以这种方式表示数据,因为关系模型(如实现在大多数关系型dbms)要求至少在数据第一范式。研究写作的可用性的研究人员努力研究的复杂查询的调试，尽管视觉查询的专家会帮助人们制定的SQL查询。他们分离了查询构造和结果表示两个部分,引入可用性用户的行为和结果之间的差距。为了克服这个限制,研究人员认为,数据库接口需要采用直接操作原则这一在人机交互领域非常流行的原则。这一原则允许用户交互指定操作通过直接与结果实例交互使用简单的交互。研究人员还认为,加入查询结果应该在一个易于理解的格式,提高了查询结果的解释的可读性。Jagadish等人提出的演示数据模型的概念,其定义为在一个成熟的层上面的逻辑和物理模式。这允许用户更好地理解需求和结果单不需要从全局上认识模式。所以这些研究强调了开发的必要性，可用的数据库接口,互动,和解释。我们现在Etable,上演示了新奇的数据模型,用户可以从实体关系层面上交互式地浏览和导航数据库,无需编写SQL。Etable呈现了作为丰富表中每个单元，并可以包含一组实体引用的查询结果。故意扩大了第一范式的标准,从而我们可以用一个新颖的功能简洁地在一个表中表示一对多和多对多的关系,使用户能够更轻松地浏览和理解查询结果组成的多重关系。图1说明了Etable如何有效地提出了一系列SIGMOD论文包含关键字“用户”从一个学术论文数据库收集DBLP和ACM数据。Etable每一行可以显示基本属性和相关实体,比如它的作者和引用论文。如果一个关系数据库被用来获得相同的信息,那么,结果很难解释(比如许多单元数据的复制)

为了探索相关的资料在每一行如何合理的显示出来,Etable使用一种基于模型的新颖的称为输入图模型(TGM),从而使用户关注自己从逻辑架构的复杂性。用户可能会转而从数据集层面关注探索和理解概念(或实体关系)。输入图模型为图中节点存储关系数据表示的实体(相关信息比如作者、论文)和边代表关系(相关的,这些作者论文)。他的转变使Etable可以通过简单的图形操作检索其他相关实体。例如,给定的论文作者,存储直接邻居,可以通过快速对周边数据进行检索。建设复杂的查询和数据的探索本质上是一个迭代的过程,交互式数据库开发工具应提供简单易用的操作来帮助用户逐步修改他们的查询。etable的操作界面使用户能够直接处理和修改现有的rich表，更新相关的查询。例如,假设我们的用户简开始探索她感兴趣的论文,表是了解一个特定作者的最好方法之一。所以她点击其作者计算”按钮来显示这些作者的相关信息。简的简单交互的按钮是翻译成一系列导航场景背后的运营商,如选择,在选择并并添加论文相关的行。如添加和加入作者表与论文表。几轮的类似的互动,可以逐步构建复杂的查询。通过Etable,我们提供：

  1. 一个新奇的演示数据模型,提出了一种

查询结果作为丰富表用户方便地浏览和探索关系数据库

  1. 基于模型,称为输入图模型(TGM)

提供了一个抽象的关系数据库,允许用户在概念层面上探索数据Etable

3.创新操作的迭代

通过与一个丰富表交互应用,允许复杂的查询构造增量

  1. 相关工作

2.1数据库Usabilityamp;Query规范

示例查询(QBE)是在1970年代开发的数据库研究人员研究的，相当广泛的数据库系统，他的可用性非常不错。可用性是很重要的,特别是因为并非所有的数据库用户都有专长的复杂查询;许多非技术用户,甚至挑战写非常简单的连接查询。许多现有的方法,旨在帮助用户制定查询。一个代表方法是视觉构造者,它使用户能够直观地操纵模式元素的图形界面。然而,大多数可视化查询系统要求用户拥有精确的知识模式,这使得它为非专家使用高难度知识模式。这种限制可以减少很大的压力——关键单词搜索系统,许多研究人员在过去的十年研究的重点。它们允许用户以自然语言文本编写查询,但这些关键字查询不能精确表示用户的需求属性的。为了解决这个问题,研究人员还生成SQL开发技术对于一个给定的文本输入和工具,为用户提供基于表单的界面，他们操作的属性。然而,大多数这些方法单独的查询和结果,这样用户无法通过检查结果完善查询,减少系统的可用性。然而,大多数这些方法单独使用时的查询和结果,使用户无法通过检查结果完善查询,减少系统的的可用性可用接口。

Etable优于一个商业图形查询构建器，尤其是在用户研究中,速度和主观评级一系列数据库查询任务。

2.2迭代Queryingamp;Direct操纵

一些数据库可用性的研究人员认为,采用直接操作数据库查询系统可以提高范式中,一个完善的人机交互(HCI)的设计原则和信息可视化领域。HCI广泛承认,用户的需求往往是模糊而非精确speciable,所以他们设计工具,用户可以交互。在数据库查询的上下文,南帝和Jagadish提出了指导交互范式。他们认为,用户的查询通常是迭代的过程,所以数据库系统应该引导用户交互制定和优化查询。

为了为用户提供可用的数据库接口,研究人员开发了许多互动工具。尽管他们不是专门为关系数据库设计的,但大量的交互式可视化系统与实体关系数据可以使信息研究人员开发的可视化。例如,NetLens可视化多对多关系中选择两个实体类型之间的关系。此外,GraphTrail视觉总结每个实体类型和允许用户在实体之间进行切换。虽然这些可视化系统提供数据集了概述,但他们不适合一起检查数据库实例的属性。探索和分析实例级信息,列表界面,包括电子表格、数据库用户偏好的更适合于经常。Tyszkiewicz认为,电子表格可以扮演一个角色，作为数据库引擎通过使用函数和宏。LEI和Jagadish正式地定义操作符交互地执行分组操作在一个电子表格。然而,由于刚性板状结构不能有效地存在多对多关系,关系数据库的表格管理员相同的问题:它产生大量的重复。为了克服这个限制,Jagadish等，提出使用表示视图层底层数据库,这是表示数据模型的概念,定义为一个完整的层上的逻辑和物理模型。但整个过程的难点在于设计演示数据模型，帮助人们容易理解，加入查询结果和与它们进行交互。

2.3有效表示的数据模型

开发一个直观的演示数据结构模型,我们回顾一些概念化的小的代表数据库的数据模型。这样的一个例子，嵌套关系模型,研究了在1980年代,每个单元可以包含另一个表,提出了一对多关系在单个表。几项研究中使用的嵌套模型设计数据库接口。Bark等人设计了一个扩展清单界面后,嵌套结构,和DataPlay,嵌套模型则用于展示查询结果。然而,模型管理存在可伸缩性问题,因为表的大小经常表包含大量的相关的行或列。解决这个问题的方法之一是用一组指针替换内部表。例如,对象关系模型允许属性是用户定义的类型,包括指针。我们通过引入一个实体引用来适应这个想法,简洁化代表相关的实体。另一类有效概念化现实世界的数据模型是图数据模型。它代表了实体如边缘节点和关系基于实体-关系模型比如数据化，翻译层用于可视化查询系统。为用户在实体关系层面提供一个容易理解的观点上,我们也保持graph-style模型,从关系数据库陈述观点。

2.4引入ETABLE

之前我们描述提出的数据模型的技术细节,我们引入Etable通过描述用户所看到的,以及他们如何可以与之交互。表示。图1展示了一个表,我们称之为Rich Etable。正如前面提到的,它提供了一个列表的SIGMOD论文包含关键字用户“从我们收集数据库模式。Etable的每一行表示一个单一的实体所选择的实体类型,其列表示一个基础属性的实体(比如年份)或一组相关的实体(比如作者、关键词)。这种表示是由旋转连接的多个表的查询结果(比如论文、论文关键词、作者)用户选择的实体类型(比如论文)。这种表示方法的一个优点是,它可以同时提供所有相关信息(比如一个实体在一个行、作者、关键词和引文)。关系模型不能代表所有这些信息尤其是在一个关系没有重复时,因为一个属性值必须是原子的。例如,当作者论文表与表,论文信息重复多少次就作者的数量,这可以防止用户迅速解释结果。我们将分布在多个表的信息集成到一个表,允许每个单元包含一组对其他实体的引用。交互用户可以利用Etable探索进一步的信息。例如,进一步研究论文的作者信息,用户可以创建一个新的Etable列出作者在几个方面:(1)如果用户感兴趣的作者之一(例如Arnab),他们可以点击他的名字来创建一个新的Etable组成的一行显示其属性;(2)如果用户想列出完整的一套作者(比如所有七篇题为使数据库系统可用的作者”),他们可以点击作者计数细胞(即正确的角落。(3)如果用户希望列表和实体在整个行一列(如。谁写的大部分报纸用户”,他们可以点击列上的主按钮菜单,组织和排序作者基于他们所写的论文数量。逐渐将这些操作,用户可以逐步理解数据和构建复杂的查询。引发了一系列的交互用户转化为内部查询形式执行。

2.5输入图模型

在本节中,我们定义了一个类型的图模型(TGM),允许用户在实体关系层面上探索关系数据库概念,而无需知道逻辑模式。关系模式和实例转换为一个数据库模式图形和数据库的图像预处理步骤,和所有操作的形式由用户执行Etable接口在这些图,而不是关系数据库。我们代表实体和关系的图形类型和属性。成为一个节点,每个实体和实体之间的关系成为边缘。输入图数据库(TGDB)由TGDB架构图,GS,TGDB实例图,GI定义1。架构土，g是一个元组(T,P),其中T表示一组节点类型(或实体types1)和P T T代表一组边缘类型(或类型)的关系。我2 T isa tuple类型(每个节点;人工智能;我),我代表一个节点类型的名字,艾未未是一组单值属性,和我是一个标签属性选择的属性和节点用来表示这种类型的实例。每个边缘类型2 P也有一个名称和一组属性。我们表示源和目标节点类型的源()和目标(),分别。所有边缘类型,除了自我循环,是双向的。定义2。实例图。胃肠道TGDB实例图,是一个元组(V,E),其中V表示一组节点(或实体)和E表示一组两个节点之间的边(或关系)。每个实例图图g,胃肠道有一个相应的模式和实例图有阳极类型映射函数类型:V !T和优势类型映射函数类型:E !P分区节点V V1,:::;VnT和边E E1,:::;经验。每个节点v 2由一组属性值v(Aij)对应节点的属性类型和一个标签标签定义为v(v)=[我]。每条边e 2 e由aset属性值e(Aij)的类型。我们分别表示e的源和目标节点作为源(e)和目标(e)。

类型的图模型,类似于各种图表数据模型,回顾会表示一个概念理解的小数据库关系模型。摘要关系数据库,用户可以忽略的逻辑和物理表示的数据。用户也可以很容易理解的结构数据,由于节点总是代表实体和边缘代表关系,不像GTM,实体的关系模型是一个混合物,人际关系,和多值属性。尽管一些现有的图模型更富有表现力的代表(如各种关系。分层实体)之间的从属关系,我们简单地使用节点和边关注使潜在的语义关系更显式映射到实体和关系,他们代表了在现实世界中。

关系数据库可以被翻译成TGDB模式和实例图中声称的过程。我们适应反向工程文献有关反式浮动关系数据库分成几个graph-style模型。附录A中提供详细过程包括一个关系模式的分析基于主键、外键,和分类表的基数分为几类,一系列的行动,创建架构图。表1总结了节点和边缘类型的分类根据他们下定决心从关系模式。

2.6ETABLE演示数据模型

我们现在Etabl

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