Возражения Критика A
Relvar и присваивание критикуются в длинном ряде сообщений Хью Дарвену от Критиков A и B [1]. Весь обмен сообщениями был вызван вопросом по теме, которая лишь отдаленно относится к обсуждаемой нами проблеме (и поэтому далее я буду игнорировать суть этой темы). В своем ответе на этот вопрос Критик A сказал следующее:
Мы с [Критиком B] не соглашаемся с relvar и думаем, что и Кодд не согласился бы.
Хью ответил:
Меня ставит в тупик ваше несогласие с relvar … Может быть, вы не согласны и с INSERT, DELETE, UPDATE и реляционным присваиванием? Кодд точно их признавал. Целевым операндом для всех этих операций является реляционная переменная (для краткости, relvar).
На это Критик A ответил:
Более точно, мы не согласны с явными relvar, и Кодд использовал «изменяемые во времени отношения», чтобы избежать этого понятия … Принимая во внимание, что одной из основных целей Кодда была простота, мы думаем, что он мог сознательно отказаться от введения понятия relvar. Очевидно, он был осведомлен о временном измерении баз данных, однако, насколько нам известно, он никогда не включал семантику изменения во времени в свою формальную модель. Если бы он это сделал, то язык множеств и математических отношений был бы деформирован, поскольку, как отмечает сам Дейт, у каждого объекта в языке имеется фиксированное значение. Поскольку связи внутри отношений Кодда и между ними вычисляются в фиксированной точке времени, становится возможным использование семантики множеств … Хотя концептуально «отношения, изменяемые во времени» Кодда должны быть в чем–то похожи на relvar, их «толкование» позволило Кодду придерживаться простых множеств (которые не могут изменяться) и при этом справляться с обновлениями … Возможно, существенным является то, что позже в своей статье про RM/T он называл insert-update-delete «правилами перехода» («transition rules»), а не операциями.
И в следующем электронном сообщений он (Критик A) продолжил:
Пожалуйста, обратите внимание, что не утверждается отсутствие relvar.
Утверждается только то, что наличие их в явном виде в языке данных не является хорошей идеей, поскольку это порождает трудности из-за проблем с не фиксированными множествами. Трудно поверить, что Кодд не думал о переменных, и что он использовал термин «отношение, изменяемое во времени» необдуманным образом.
В этом месте я хотел бы вставить некоторые собственные подробные ответы на различные замечания Критика A. Для удобства ссылок я повторяю и переномеровываю эти замечания.
- Более точно, мы не согласны с явными relvar.
Как кажется, это утверждение означает, что Критик A соглашается с «неявными» relvar, какими бы они не были. Следовательно, похоже, что relvar плохи, только если они являются явными. Я не понимаю эту позицию. - Кодд использовал «отношения, изменяемые во времени», чтобы избежать [явных переменных].
Это замечание можно интерпретировать двумя способами. Первая интерпретация: Кодд использовал понятие «отношений, изменяемых во времени», чтобы избежать потребности в понятии relvar (явных или каких-либо других). Если имелась в виду эта интерпретация, то мне хотелось бы точно знать, в чем состоит разница между этими двумя понятиями; наши критики утверждают, что это различие существует, но они никогда не говорят, в чем оно состоит.
Вторая интерпретация: Кодд использовал термин «отношение, изменяемое во времени», чтобы избежать потребности в использовании термина «relvar» (опять же явных или каких-либо других). Если имеется в виду эта интерпретация, то я просто ей не верю. Я работал с Коддом много лет, хорошо его знал и много раз обсуждал с ним именно этот вопрос. Хотя я не думаю, что полностью знаком с его позицией по этому поводу, могу с достаточной уверенностью заявить, что у него отсутствовали какие-либо скрытые намерения относительно использования термина «отношение, изменяемое во времени»; это был всего лишь используемый им термин, и я не думаю, что он придавал этому термину слишком большое значение.
Более детально (вопреки обеим приведенным выше возможным интерпретациям замечания Критика A), статьи [3-4], в которых Кодд впервые использовал данный термин, не содержат ни малейшего указания на то, что он ввел этот термин, чтобы избежать обсуждаемых переменных и/или обновлений.
Напротив, в действительности, в обеих этих статьях он явно обсуждал вопрос реляционного обновления. Процитирую: «Вставки принимают форму добавления новых элементов к объявленным отношениям … Удаления … принимают форму удаления элементов из объявленных отношений». Более того (на случай, если вам непонятно, какой смысл вкладывал Кодд в термин объявленное отношение), и в [3], и в [4] явно говорилось, что объявленное отношение является именованным отношением (конечно, «изменяемым во времени»), которое (a) явно объявляется системе, (b) описывается в системном каталоге, (c) может обновляться (так что объявленное имя в разное время обозначает разные отношения – т.е. разные значения отношений), и (d) ссылки на него могут использоваться в запросах (и, вероятно, в ограничениях). По мне, это выглядит как relvar, причем явная relvar. - Принимая во внимание, что одной из основных целей Кодда была простота, мы думаем, что он мог сознательно отказаться от введения понятия relvar.
Я не нахожу никаких доказательств в работах Кодда в пользу того, что он намеревался пойти на что-то подобное; на самом деле, я нахожу много доказательств в пользу обратного – не только в процитированных замечаниях про вставки, удаления и объявленные отношения, но и в многочисленных замечаниях из других его работ. - Очевидно, он был осведомлен о временном измерении баз данных, однако, насколько нам известно, он никогда не включал семантику изменения во времени в свою формальную модель.
Если «семантика изменения во времени» означает всего-навсего то, что отношения Кодда, изменяющиеся во времени, изменяются во времени, то имеется очевидное доказательство (не только в самом используемом им термине) того, что он в действительности включал в свою модель такую семантику. В частности, он определенно включал «в свою формальную модель» реляционное присваивание; к этому моменту я еще вернусь позже. - Если бы он это сделал, то язык множеств и математических отношений был бы деформирован, поскольку, как отмечает сам Дейт, у каждого объекта в языке имеется фиксированное значение.
Я не знаю, что это означает, а также не знаю, на какие мои работы здесь ссылаются. - Поскольку связи внутри отношений Кодда и между ними вычисляются в фиксированной точке времени, становится возможным использование семантики множеств.
Фразы «семантика множеств» и «теоретико-множественная семантика» появляются в [1] неоднократно, но я плохо понимаю, что они означают. На основе других замечаний из [1] я могу догадываться, что имеется в виду нечто, включающее такие операции над множествами, как объединение и пересечение, но не включающее присваивание; но почему тогда нет речи про (например) «семантику арифметики», означающую нечто, включающее такие арифметические операции, как «+» и «*», но не включающее присваивание? (Я не буду повторять эти вопросы каждый раз при появлении непонятных фраз; пусть этому будет посвящен только один этот пункт.) В общем, я не думаю, что это замечание Критика A означает что-то иное, кроме того, что в каждый заданный момент времени значением relvar является отношение (тело которого, конечно, является множеством: а именно, множеством кортежей). Если имеется в виду именно это, то, конечно, я согласен, но я не могу считать этот факт очень существенным. - Хотя концептуально «отношения, изменяемые во времени» Кодда должны быть в чем–то похожи на relvar, их «толкование» позволило Кодду придерживаться простых множеств (которые не могут изменяться) и при этом справляться с обновлениями.
Я согласен с ответом Хью на это замечание. Цитирую:
Хорошо, но кто-нибудь должен объяснить мне, в чем состоит разница [между relvar и «отношением, изменяемым во времени»] … Если кто-то ходит, как утка, плавает, как утка, летает, как утка, и крякает, как утка, то кто это на самом деле?
См. также мои собственные предыдущие комментарии на ту же тему. Замечание: Я мог бы добавить, что, на самом деле, я не понимаю, что здесь означает и термин «толкование» («gloss»), но, видимо, это не важно. - Возможно, существенным является то, что позже в своей статье про RM/T он называл insert-update-delete «правилами перехода» («transition rules»), а не операциями.
Нет, он этого не делал. На самом деле, он говорил следующее [6]:
Все вставки в отношения, модификации отношений и удаления из отношений ограничиваются следующими двумя правилами [и он приступает к формулировке определений правил целостности сущности и ссылок. Затем он явно утверждает, что реляционная модель включает эти два правила, и называет их обобщенно] правилами insert-update-delete.
Отметим явное упоминание «вставок в отношения, модификаций отношений и удалений из отношений»! (Кстати, целевой объект таких операций в этой статье по-прежнему называется «отношением, изменяемым во времени».) - Пожалуйста, обратите внимание, что не утверждается отсутствие relvar. Утверждается только то, что наличие их в явном виде в языке данных не является хорошей идеей, поскольку это порождает трудности из-за проблем с не фиксированными множествами.
Насколько я понимаю эти замечания (а я их понимаю не слишком хорошо), они выглядят всего лишь как протянутая мне рука. См. мой ответ на замечание Критика A no. 1. - Трудно поверить, что Кодд не думал о переменных, и что он использовал термин «отношение, изменяемое во времени» необдуманным образом.
Нет, это не так. См. мои ответы на замечания Критика A no. 2 и 4.
Я уже цитировал часть ответа Хью на замечания Критика A. Далее в этом ответе говорится:
Я думаю, что «реляционное присваивание» является термином Кодда и одним из его двенадцати правил … Описания Кодда присваивания, вставки, модификации и удаления, приведенные на стр. 87-94 книги о RM/V2, выглядят неотличимыми от Tutorial D ...
Да, я могу подтвердить, что Кодд использовал термин реляционное присваивание в «книге о RM/V2» [8], хотя, на самом деле, не в статье о «двенадцати правилах» [7]. (Одно из этих правил действительно относится к INSERT, DELETE и UPDATE, но нет правила, относящегося к присваиванию как таковому.) Но он определенно включил понятие присваивания и явный синтаксис для этого понятия в существенно более ранние работы – в статью про RM/T (которая появилась в 1979 г.), а может быть, в еще более ранние публикации.
Отклоняясь от темы, я должен сказать, что совсем не очевидно то, что средства RM/V2 в этой области являются «неотличимыми от средств Tutorial D» (и на самом деле, это не так; например, в RM/V2 выполнение некоторых операций удаления приводит к появлению в базе данных неопределенных значений, и в то же время не поддерживается множественное присваивание). Более того, в тексте книги о RM/V2 на стр. 87-94 содержится много материала, не имеющего непосредственного отношения к семантике операций, включая многие детали, вообще не относящиеся к абстрактной модели – например, «Когда СУБД запрещает вставку строк (чтобы избежать появления в результате дублирующих строк), включается индикатор строк-дубликатов)»; «Если для целевого отношения существуют один или несколько индексов, то СУБД будет автоматически обновлять эти индексы для поддержки вставленных строк» и т.д. Имеется также несколько предписаний, непосредственно конфликтующих с Третьим Манифестом – например, «Домен любого столбца T, в котором значения порождаются посредством функции, определяются [в каталоге] как порождаемые функцией (function-derived), поскольку СУБД обычно не может быть более конкретной»; «Реляционная модель включает в некоторые манипуляционные операции опцию каскадирования (cascading option) и т.д. При всем этом я, конечно, согласен с Хью в том, что общие функциональные возможности, определяемые в этой части книги про RM/V2, по существу, аналогичны соответствующим возможностям Tutorial D.
В дополнение ко всему сказанному выше замечу, что еще в 1971 г. Кодд предлагал явную поддержку INSERT, DELETE и UPDATE (хотя и не присваивания как такового; я имею в виду его статью про «Подъязык данных ALPHA» [5], в которой 12 примеров (из 32-х, т.е. почти 40%) являлись примерами операций обновления.
