قاعدة بيانات احتمالية

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

تحتوي معظم قواعد البيانات الحقيقية على بيانات غير مؤكدة الصحة. وللتعامل مع هذه البيانات، يلزم تحديد مدى سلامتها. ويتحقق ذلك باستخدام قواعد البيانات الاحتمالية.

قاعدة البيانات الاحتمالية هي قاعدة بيانات غير مؤكدة، حيث ترتبط الاحتمالات الممكنة بكل عالم . وتُعد أنظمة إدارة قواعد البيانات الاحتمالية مجالًا بحثيًا نشطًا حاليًا. "مع أنه لا توجد حاليًا أنظمة قواعد بيانات احتمالية تجارية، إلا أن هناك العديد من النماذج الأولية البحثية..." [ 1 ]

تُفرّق قواعد البيانات الاحتمالية بين نموذج البيانات المنطقي والتمثيل المادي للبيانات، تمامًا كما تفعل قواعد البيانات العلائقية في بنية ANSI-SPARC . ويُعدّ هذا الأمر أكثر أهمية في قواعد البيانات الاحتمالية، إذ يتعين عليها تمثيل أعداد هائلة من العوالم الممكنة، والتي غالبًا ما تكون أسية بالنسبة لحجم عالم واحد ( قاعدة بيانات تقليدية )، بإيجاز . [ 2 ] [ 3 ]

مصطلحات

في قاعدة البيانات الاحتمالية، يرتبط كل صف باحتمالية تتراوح بين 0 و 1، حيث يمثل 0 أن البيانات غير صحيحة بالتأكيد، ويمثل 1 أنها صحيحة بالتأكيد.

العوالم الممكنة

يمكن أن توجد قاعدة بيانات احتمالية في حالات متعددة. على سبيل المثال، إذا كان هناك شك حول وجود سجل في قاعدة البيانات، فقد تكون قاعدة البيانات في حالتين مختلفتين بالنسبة لهذا السجل؛ الحالة الأولى تحتوي على السجل، بينما الحالة الثانية لا تحتوي عليه. وبالمثل، إذا كان بإمكان سمة ما أن تأخذ إحدى القيم x أو y أو z ، فقد تكون قاعدة البيانات في ثلاث حالات مختلفة بالنسبة لهذه السمة.

تُسمى كل حالة من هذه الحالات عالماً ممكناً.

ضع في اعتبارك قاعدة البيانات التالية:

قاعدة بيانات غير مكتملة
أب
أ1ب1
أ2ب2
أ3{b3, b3′, b3′′}

(هنا {b3, b3′, b3′′} تشير إلى أن السمة يمكن أن تأخذ أيًا من القيم b3 أو b3′ أو b3′′ )

  • بافتراض وجود عدم يقين بشأن الصف الأول، ويقين بشأن الصف الثاني، وعدم يقين بشأن قيمة السمة B في الصف الثالث.

قد تحتوي الحالة الفعلية لقاعدة البيانات على الصف الأول أو لا (بحسب صحتها). وبالمثل، قد تكون قيمة الخاصية B هي b3 أو b3′ أو b3′′ .

وبالتالي، فإن العوالم الممكنة التي تتوافق مع قاعدة البيانات هي كما يلي:

العالم 1
أب
أ1ب1
أ2ب2
أ3ب3
العالم 2
أب
أ1ب1
أ2ب2
أ3ب3′
العالم 3
أب
أ1ب1
أ2ب2
أ3b3′′
العالم 4
أب
أ2ب2
أ3ب3
العالم 5
أب
أ2ب2
أ3ب3′
العالم 6
أب
أ2ب2
أ3b3′′

أنواع الشكوك

يوجد نوعان أساسيان من حالات عدم اليقين التي يمكن أن توجد في قاعدة بيانات احتمالية، كما هو موضح في الجدول أدناه:

أنواع الشكوك
عدم اليقين على مستوى الصفوفعدم اليقين على مستوى السمة
عدم اليقين بشأن صحة البيانات، أي ما إذا كان ينبغي أن تكون موجودة في قاعدة البيانات أم لا.عدم اليقين بشأن القيم التي يمكن أن تأخذها سمة من سمات المجموعة، أي أنها يمكن أن تأخذ إحدى القيم العديدة الممكنة.
لكل مجموعة غير مؤكدة، هناك عالمان محتملان: أحدهما يتضمن المجموعة والآخر لا يتضمنها.بالنسبة لكل سمة غير مؤكدة يمكن أن تأخذ إحدى القيم a 1 ,...,a n ، هناك n عوالم ممكنة.
يمكن اعتبار عدم اليقين على مستوى الصف بمثابة متغير عشوائي منطقي مرتبط بكل صف غير مؤكد.يمكن اعتبار عدم اليقين على مستوى السمة متغيرًا عشوائيًا مرتبطًا بكل سمة غير مؤكدة والتي يمكن أن تأخذ القيم من 1 إلى n .

من خلال تعيين قيم للمتغيرات العشوائية المرتبطة بعناصر البيانات، يمكن تمثيل عوالم مختلفة ممكنة.

تاريخ

ربما كان أول استخدام منشور لمصطلح "قاعدة البيانات الاحتمالية" في ورقة بحثية بعنوان "نظرية قواعد البيانات الاحتمالية" قدمها كافالو وبيتاريلي في مؤتمر VLDB عام 1987. [ 4 ] وكان عنوان الورقة (التي تتألف من 11 صفحة) يحمل طابعًا فكاهيًا، نظرًا لأن كتاب ديفيد ماير، "نظرية قواعد البيانات العلائقية"، الذي يقع في 600 صفحة، كان معروفًا آنذاك لدى العديد من المشاركين في المؤتمر وقراء وقائعه.

مراجع

  1. ↑ فينود موثوسامي، هايفنغ ليو، هانز-أرنو جاكوبسن: مطابقة النشر/الاشتراك التنبؤية. جامعة تورنتو.
  2. ↑ نيليش ن. دالفي ، دان سوتشيو : تقييم الاستعلامات بكفاءة على قواعد البيانات الاحتمالية. مجلة VLDB، 16(4): 523-544 (2007)
  3. ↑ ليوبلينا أنتوفا ، كريستوف كوخ ، دان أولتيانو : عوالم تتجاوز 10^(10^6): التمثيل والمعالجة الفعالة للمعلومات غير الكاملة. المؤتمر الدولي لهندسة البيانات 2007: 606-615
  4. ↑ روجر كافالو، مايكل بيتاريلي: نظرية قواعد البيانات الاحتمالية. في VLDB'87، وقائع المؤتمر الدولي الثالث عشر حول قواعد البيانات الكبيرة جدًا، 1-4 سبتمبر 1987، برايتون: 71-81 (1987)