时间数据库简介

时态数据库是一种专门为管理和存储时态数据（即随时间变化的数据）而创建的系统。它通过存储和检索有关数据过去、现在和未来状态的数据，使应用程序能够分析和查询具有时间维度的数据。

时态数据库通过在数据模型中添加时间概念来增强传统数据库的功能。它们提供带有相应时间间隔的数据存储和查询，从而能够随时间监控数据的变化和历史。正如在金融系统、科学研究、历史记录和流程监控中一样，此时间功能在数据演变至关重要的各种领域中都很有用。

有效时间和事务时间通常是时态数据库的两个基本组成部分。有效时间指的是事实在实际世界中为真的时间段，而事务时间指的是事实在数据库中保存或记录的时间段。时态数据库通过捕获有效时间和事务时间来允许将时态数据与传统数据属性一起存储。

时态数据库确实包含有关早期状态的数据。它只保留有关事物当前状况的数据。当数据库状态发生变化时，数据库中的数据会更新。许多行业必须保留以前状态的信息。例如，股票数据库必须保留以前股票奖励的记录以进行分析。可以在模式中手动存档历史数据。

可以使用不同的方法来实现时态数据库

1. 有效时间
2. 事务时间
3. 决策时间

有效时间：事实或陈述实际存在的期间称为“有效时间”，也称为“有效时间段”或“有效期间”。它表示一个人、事物或关系被认为是准确或相关的时限。有效时间是用于在时态数据库上下文中收集和管理数据时间维度的关键要素。

时态数据库中的每个记录或事实都关联一个有效时间间隔，该间隔指定其有效期的持续时间。表示单个时间点的单个时间戳或开始和结束时间戳的组合可以描述此期间。事实在现实世界中准确或有效的期间称为有效时间间隔。

例如，考虑一个包含员工数据的数据库。每个员工记录都被允许有一个有效时间间隔，对应于他们受雇的期间。员工的开始时间戳将显示他们开始为公司工作的那一天，而结束时间戳将显示他们离开公司的那一天或他们仍在工作的那一天。

通过允许有效时间段重叠或不连续，可以描述更改和历史状态。时态数据库存储完整的更改历史记录，并允许基于特定时间段或时间点进行时态查询、分析和数据检索，从而捕获有效时间。

事务时间：事实或陈述在数据库中记录或保存的时间称为事务时间，有时也称为系统时间或数据库时间。它是与时态数据库中的数据管理和存储相关的时态组件。

时态数据库中的每个记录或事实都链接到表示事实输入数据库时刻的事务时间间隔。此时间框架封装了数据在数据库系统内的适用性或有效性范围。

记录或存储操作的开始和结束时间通常用作时间戳来描述事务时间间隔。数据库的开始时间戳显示了事实何时被添加、更改或删除，而结束时间戳显示了操作何时完成或后续修改替换了事实。

可以使用事务时间捕获数据库的数据开发和历史记录。它通过保留数据的多个版本或状态，从而支持使用事务时间维度进行时态查询和分析。

以包含客户数据的数据库为例。每个客户记录都可以分配一个事务时间间隔，显示该记录何时被添加、更改或删除。数据库可以通过记录事务时间来保留详尽的审计跟踪，从而提供历史数据视图。

事务时间对于维护时态数据库中的数据一致性、并发管理和完整性至关重要。它使得跟踪数据更改、发现不兼容的进程以及必要时回溯成为可能。

决策时间：“决策时间”描述了做出和最终确定决策或选择的时间框架。它象征着在各种情况下（包括工作、个人生活和问题解决情况）决策过程的时间组成部分。

根据决策的复杂性和重要性，可能需要一段时间才能做出决策。它可能从当下做出的快速判断到包括广泛审议、分析和评估选项的较长时间过程。

决策时间在许多领域的几个维度中都至关重要

商业和管理：战略规划、资源分配、项目管理和其他运营任务都取决于商业领域的决策时间。它可能涉及规划预算、招聘、遵守产品开发时间表等等。

决策是解决问题的关键一步。这是个人或团体分析数据、权衡可用选项并决定如何解决给定问题或挑战的时候。

紧急情况：在紧急情况下，快速做出决策至关重要。这是必须做出重要决策以确保安全、降低风险或应对意外事件的时间窗口。

个人生活：个人决策，例如选择工作、选择伴侣、制定财务计划和改变生活方式，都对决策时间有重要意义。它涉及评估可能性、考虑许多情况，并最终决定行动方案。

可用信息的数量和质量、选择的复杂性、涉及的利益相关者数量以及决策者的偏好和决策风格都会影响做出决策所需的时间。

有效的决策通常需要有效的时间管理、数据分析、各种结果的评估以及与目标和价值观的一致性。它还可能涉及咨询专家、寻求指导或采用决策框架来改进决策过程。

时态关系

时态关系中的每个元组都有一个关联的时间，该时间可以是事务时间、有效时间或两者兼有。

单时态关系：只有一个时间轴：事务时间或有效时间。

双时态关系：包含有效时间和事务时间轴。它包括事务开始时间、事务结束时间、有效开始时间和有效结束时间。

时态数据库的优点

时态数据库在组织和分析时变数据方面比标准数据库具有多项优势。以下是时态数据库的一些显著优点

时态数据库允许分析历史数据趋势、模式和变化。它们为用户提供了全面的历史视角，使他们能够跟踪和检查数据的演变并理解当前状况的背景。

时态数据库支持时态搜索：时态数据库允许用户响应特定时间点、历史或特定间隔的搜索来获取数据。这使得检索时态数据成为可能，从而支持准确和适应性强的复杂分析和决策。

数据完整性和审计：时态数据库跟踪数据随时间的变化，保留数据更改的历史记录并实现数据完整性检查。它使得跟踪和验证数据随时间更新成为可能，这对于合规性、监管要求和取证调查很有帮助。

时态数据库的缺点

复杂性增加：与传统数据库相比，时态数据库增加了更多的复杂性。理解和使用时态语义、运算符和约束对于管理和访问时态数据是必要的。这种复杂性可能会使时态数据库的创建、使用和维护更加困难。

数据存储开销：存储时态数据通常比使用典型数据库需要更多的存储空间。时态数据库必须保留数据的过去版本，这可能会导致更高的存储需求，特别是对于经常更新或拥有大量历史数据集的数据集。

性能影响：时态数据库的性能可能会受到时态查询和处理的影响。与简单的关系查询相比，处理时态间隔和运行复杂的时态查询可能需要更多的计算能力和更长的查询执行时间。

创建和运行时态查询可能比使用常规查询更复杂。有效地使用时态查询需要牢固掌握时态概念和语法，这包括建立有效时间和事务时间要求、管理时态运算符和处理时态间隔。

模式演变：时态数据库中的模式演变可能更难以管理。更改模式时，可能需要迁移或更改旧数据以适应新的模式结构，同时保持历史一致性并确保向后兼容性。