Phương pháp xử lí truy vấn đa điều kiện trong cơ sở dữ liệu hướng đối tượng mờ dựa trên ngữ nghĩa đại số gia tử

JOURNAL OF SCIENCE OF HNUE DOI: 10.18173/2354-1075.2015-0063
Educational Sci., 2015, Vol. 60, No. 7A, pp. 157-168
This paper is available online at 
PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ TRUY VẤN ĐA ĐIỀU KIỆN TRONG CƠ SỞ DỮ LIỆU
HƯỚNG ĐỐI TƯỢNG MỜ DỰA TRÊN NGỮ NGHĨA ĐẠI SỐ GIA TỬ
Nguyễn Tấn Thuận1, Đoàn Văn Ban2
Trương Ngọc Châu3, Trần Thị Thúy Trinh1
1Khoa Công nghệ Thông tin, Đại học Duy Tân;
2Viện Công nghệ Thông tin, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam;
3Khoa Công nghệ Thông tin, Đại học Bách khoa Đà Nẵng
Tóm tắt. Bài báo này đề xuất các phương pháp xử lí truy vấn mờ thông qua hướng tiếp cận
ĐSGT. Bằng các phương pháp xử lí khác nhau như xác định giá trị chân lí, dựa trên cơ sở
đó chúng tôi xây dựng bộ truy vấn mờ cho các trường hợp xử lí đơn điều kiện và đa điều
kiện, kết quả được kiểm chứng thông qua lược đồ cơ sở dữ liệu hướng đối tượng mờ.
Từ khóa: ĐSGT,Giá trị chân lí, Đơn điều kiện, Đa điều kiện, truy vấn mờ
1. Mở đầu
Ngôn ngữ truy vấn trong CSDL mờ được các tác giả quan tâm nghiên cứu và đã có nhiều
kết quả. Truy vấn theo cách tiếp cận lí thuyết tập mờ [3, 8], truy vấn theo cách tiếp cận quan hệ
tương tự [1], truy vấn theo hướng tiếp cận ĐSGT [2]. Hầu hết, các tác giả đều xây dựng ngôn ngữ
truy vấn với mong muốn thao tác mềm dẻo, “chính xác” với dữ liệu mờ bằng cách tập trung xây
dựng các hàm thuộc, từ đó tùy theo ngữ nghĩa của dữ liệu để chọn các ngưỡng phù hợp khi thao
tác dữ liệu.
Tuy nhiên, mỗi ngôn ngữ truy vấn chỉ phù hợp với một mô hình CSDL mờ cụ thể mà không
có ngôn ngữ nào tổng quát cho các mô hình. Chẳng hạn, đối với ngôn ngữ truy vấn trên mô hình
CSDL mờ theo cách tiếp cận tập mờ, việc xác định giá trị chân lí của điều kiện mờ trong truy vấn
thường là khó khăn và kết quả của truy vấn phụ thuộc nhiều vào việc xây dựng các hàm thuộc.
Dựa trên mô hình đã được đề xuất [2] đó, chúng tôi tiếp tục nghiên cứu một số phương pháp
mới xử lí truy vấn hướng đối tượng mờ và xem xét việc đưa điều kiện lọc vào trong câu truy vấn
nhằm làm cho thao tác tìm kiếm dữ liệu trên mô hình này được mềm dẻo và phù hợp với thực tế.
Bài báo gồm 5 phần. Phần 2 giới thiệu mô hình CSDL hướng đối tượng mờ và đại số gia tử,
phần 3 khái quát lớp mờ trong cơ sở dữ liệu HĐT mờ, phần 4 trình bày các phương pháp xử lí truy
vấn trong CSDL hướng đối tượng mờ, phần 5 phương pháp truy vấn dữ liệu mờ và phần 6 đánh
giá hiệu năng.
Ngày nhận bài: 5/7/2015. Ngày nhận đăng: 10/11/2015.
Liên hệ: Nguyễn Tấn Thuận, e-mail: nguyentanthuan2008@yahoo.com.
157
Nguyễn Tấn Thuận, Đoàn Văn Ban, Trương Ngọc Châu, Trần Thị Thúy Trinh
2. Nội dung nghiên cứu
2.1. Mô hình cơ sở dữ liệu hướng đối tượng mờ dựa trên đại số gia tử
Một mô hình dữ liêu hướng đối tượng mờ được định nghĩa như một mở rộng mô hình dữ
liệu hướng đối tượng rõ bằng cách thay thế các đối tượng bởi các đối tượng mờ, các lớp bởi các
lớp đối tượng mờ và các kết hợp bởi các kết hợp mờ trên lược đồ CSDL HĐT.
Một hướng tiếp cận mới để xây dựng mô hình cơ sở dữ liệu hướng đối tượng với thông tin
mờ đó là dựa trên đại số gia tử (ĐSGT), một mô hình toán học về cấu trúc thứ tự ngữ nghĩa của
miền giá trị của biến ngôn ngữ [2, 4].
Xét một lược đồ CSDL hướng đối tượng mờ trên miền vũ trụ U = {CA1, CA2, . . . , Can}.
Mỗi thuộc tính Ai được gắn với một miền trị thuộc tính, kí hiệu là Dom(CAi), trong đó một số
thuộc tính cho phép nhận các giá trị ngôn ngữ trong lưu trữ hay trong các câu truy vấn và được gọi
là thuộc tính mờ. Các thuộc tính còn lại được gọi là thuộc tính kinh điển. Thuộc tính kinh điển Ai
được gắn với một miền giá trị kinh điển, kí hiệu là DAj . Thuộc tính mờ Ai sẽ được gắn một miền
giá trị kinh điển DAj và một miền giá trị ngôn ngữ LDAj hay là tập các phần tử của một ĐSGT.
Xem giá trị ngôn ngữ như là một phần tử của ĐSGT. Để bảo đảm tính nhất quán trong xử lí ngữ
nghĩa dữ liệu trên cơ sở thống nhất kiểu dữ liệu của thuộc tính mờ, mỗi thuộc tính mờ sẽ được gắn
với một ánh xạ định lượng ngữ nghĩa ĐSGT.
Theo cách tiếp cận này giá trị ngôn ngữ là dữ liệu, không phải là nhãn của các tập mờ biểu
diễn ngữ nghĩa của giá trị ngôn ngữ và ưu điểm cơ bản của nó là việc cho phép tìm kiếm, đánh
giá ngữ nghĩa của thông tin không chắc chắn chỉ bằng các thao tác dữ liệu kinh điển thường dùng
và do đó bảo đảm tính thuần nhất của kiểu dữ liệu trong xử lí ngữ nghĩa của chúng. Vì tất cả
các thuộc tính có miền trị chứa giá trị số trong CSDL đều tuyến tính, nên một cách tự nhiên ta
giả thiết ĐSGT được sử dụng là ĐSGT tuyến tính, do đó tập H+ và H− là tập sắp thứ tự tuyến
tính. Như vậy, cho X = (X,G,H,≤) với G = {0, c−,W, c+, 1}, H = H − ∪H+ với giả thiết
H− = {h1, h2, .., hp}, H+ = {h − 1, ..., h − q}, h1 > h2 > ... > hp và h − 1 < ... <
h − q là dãy các gia tử. Cho một ĐSGT tuyến tính đầy đủ AX = (X,G,H,∑,Φ,≤), trong đó
Dom(X) = X là miền các giá trị ngôn ngữ của thuộc tính ngôn ngữ X được sinh từ tập các phần
tử sinh G = {0, c−,W, c+, 1} bằng việc tác động các gia tử trong tậpH,∑ và Φ là hai phép tính
với ngữ nghĩa là cận trên đúng và cận dưới đúng của tậpH(x), tức là
∑
x = supremumH(x) và
Φx = infimumH(x), quan hệ ≤ là quan hệ sắp thứ tự tuyến tính trên X cảm sinh từ ngữ nghĩa
của ngôn ngữ.
2.2. Lớp mờ trong cơ sở dữ liệu hướng đối tượng mờ
Dựa vào các thảo luận trên, chúng ta thấy rằng các lớp trong CSDL hướng đối tượng mờ có
thể mờ. Theo đó, trong CSDL hướng đối tượng mờ, một đối tượng thuộc Z thuộc một lớp tùy theo
mức k và một lớp là lớp con của một lớp khác cũng theo mức k (k+). Trong CSDL hướng đối
tượng, một lớp được định nghĩa bao gồm mối quan hệ kế thừa, thuộc tính và phương thức. Để xác
định một lớp mờ, cần bổ sung một số định nghĩa mới. Khi khai báo mối quan hệ kế thừa cần chỉ ra
mức mà lớp này là lớp con của lớp cha, trong định nghĩa của một lớp mờ, các thuộc tính mờ có thể
được chỉ ra một cách rõ ràng. Về mặt hình thức, định nghĩa của một lớp mờ được thể hiện như sau:
158
Phương pháp xử lí truy vấn đa điều kiện trong cơ sở dữ liệu hướng đối tượng mờ dựa trên ngữ nghĩa...
CLASS tên lớp
INHERITES
tên lớp cha thứ 1 WITH LEVEL OF mức_1
. . .
tên lớp cha thứ n WITH LEVEL OF mức_n
ATTRIBUTES
tên thuộc tính thứ 1: [FUZZY] DOMAIN dom_1: TYPE OF kiểu_1
. . .
tên thuộc tính thứ m: [FUZZY] DOMAIN dom_m: TYPE OF kiểu_m
METHODS . . .
END
Đối với các thuộc tính không phải là thuộc tính mờ, các kiểu dữ liệu bao gồm các loại đơn
giản như số nguyên, thực, logic, chuỗi, và các loại phức tạp như kiểu tập hợp và kiểu đối tượng.
Đối với thuộc tính mờ, các kiểu dữ liệu là kiểu mờ dựa trên các kiểu dữ liệu đơn giản hoặc phức
tạp, cho phép biểu diễn thông tin không chính xác [10].
2.3. Ngôn ngữ truy vấn trong cơ sở dữ liệu hướng đối tượng mờ
2.3.1. Truy vấn dữ liệu mờ
Việc xác định giá trị chân lí của điều kiện mờ trong truy vấn thường là khó khăn và kết quả
của truy vấn phụ thuộc nhiều vào việc xây dựng các hàm thuộc. Nếu chúng ta xem miền trị của
thuộc tính mờ là một ĐSGT thì việc xây dựng ngôn ngữ truy vấn trên mô hình CSDL HĐT mờ để
phù hợp với ngữ nghĩa mới là cần thiết cho việc thao tác và tìm kiếm dữ liệu, giá trị chân lí của
điều kiện mờ trong câu truy vấn được xác định đơn giản và hiệu quả. Vấn đề quan tâm ở đây là
một ngôn ngữ được đề xuất dùng để truy vấn dữ liệu trong mô hình CSDL HĐT mờ đã được xây
dựng trong phần 4.1. Do đó, trước tiên phải đi xây dựng các thuật toán xác định giá trị chân lí của
điều kiện mờ để làm cơ sở khi truy vấn dữ liệu, tiếp đến áp dụng các thuật toán vừa xây dựng để
thực hiện truy vấn.
2.3.2. Câu lệnh Select
SELECT 
FROM 
WHERE 
Trong đó, là một điều kiện mờ hoặc liên kết các điều kiện mờ có sử
dụng các phép toán tuyển và hội, k là số nguyên dương.
2.3.3. Thuật toán xác định giá trị chân lí của điều kiện mờ
Thuật toán 1. Xác định giá trị chân lí của đơn điều kiện mờ với phép toán θ
Vào: Lớp C cùng với các thuộc tính {A1, A2, . . . , An}, tập các đối tượng thuộc lớp C:
{Oi, i = 1, . . . ,m}
Điều kiện Ai θ fvalue, với fvalue là giá trị mờ và Ai là thuộc tính mờ C tính đơn điệu,
159
Nguyễn Tấn Thuận, Đoàn Văn Ban, Trương Ngọc Châu, Trần Thị Thúy Trinh
θ ∈ {= k, 6= k, k}.
Ra: Với mọi t ∈ O thoả mãn điều kiện t[Ai]θ fvalue
Phương pháp
Begin
for each t ∈ O do
if t[Ai] ∈ DAi then t[Ai] = Φk(f(t[Ai])) // Xây dựng các P k dựa vào độ dài các từ.
k = 1
while k ≤ p do
begin
P k = Φ
for each t ∈ O do
if |t[Ai]| = k then P k = P k ∪ {I(t[Ai])}
k = k + 1
end
if θ là phép toán = k then
begin
k = p
while k > 0 do
begin
for each ∆k ∈ P k do
begin
if (I(t[Ai]) ⊆ ∆k and I(fvalue) ⊆ ∆k) then
(t[Ai] = k fvalue) = 1
exit
end
k = k − 1
end
end
else
begin
k = 1
while k ≤ p do
begin
for each ∆k ∈ P k do
begin
Case θ of
6=k: if I(t[Ai]) 6⊂ ∆k or I(fvalue) 6⊂ ∆k then (t[Ai]θ fvalue) = 1
160
Phương pháp xử lí truy vấn đa điều kiện trong cơ sở dữ liệu hướng đối tượng mờ dựa trên ngữ nghĩa...
< k: if (t[Ai] 6= k fvalue) and v(t[Ai]) < v (fvalue) then (t[Ai]θ fvalue) = 1
> k: if (t[Ai] 6= k fvalue) and v(t[Ai]) > v (fvalue) then (t[Ai]θ fvalue) = 1
exit
end
end
k = k + 1
end
end
Trong trường hợp đa điều kiện mờ với phép toán θ, không mất tính tổng quát, giả sử điều
kiện mờ có dạng Ai θ fvaluei ζ Aj θ1 fvaluej , với fvaluei, fvaluej là giá trị mờ, Ai, Aj là
thuộc tính mờ có tính đơn điệu; θ, θ1 ∈ {= k, 6= k, k} và ζ là phép toán and hoặc or.
Muốn xác định giá trị chân lí trong trường hợp này, trước hết các điều kiện Ai θ fvaluei và Aj θ1
fvaluej được xác định dựa vào Thuật toán 1, tiếp theo tuỳ thuộc vào ζ là phép toán and hay or để
kết hợp các giá trị chân lí vừa xác định. Do đó, Thuật toán xác định giá trị chân lí của đa điều kiện
mờ được trình bày chi tiết:
Thuật toán 2. Xác định giá trị chân lí của đa điều kiện mờ với phép toán θ.
Vào: Lớp C cùng với các thuộc tính {A1, A2, . . . , An}, tập các đối tượng thuộc lớp C:
{Oi, i = 1, . . . ,m}
Điều kiện Ai θ fvaluei ζ Aj θ1 fvaluej .
Ra: Với mọi t ∈Oi thoả mãn điều kiện (t[Ai]θ fvaluei ζ t[Aj ]θ1 fvaluej).
Phương pháp.
Begin
for each t ∈ O do
begin
if t[Ai] ∈ DAj then t[Ai] = Φk(f(t[Ai]))
if t[Aj] ∈ DAj then t[Aj ] = Φk(f(t[Aj ]))
end
// Xây dựng các PKAi và P
K
Aj dựa vào độ dài các từ
k = 1
while k ≤ p do
begin
P kAi = ∅; P kAj = ∅;
for each t ∈ O do
begin
if |t[Ai]| = k then PKAi = PKAi ∪ {I(t[Ai])}
if |t[Aj ]| = k then PKAj = PKAj ∪ {I(t[Aj ])}
end
k = k + 1
161
Nguyễn Tấn Thuận, Đoàn Văn Ban, Trương Ngọc Châu, Trần Thị Thúy Trinh
end
foreach t ∈ O do
begin
if ((t[Ai]θ fvaluei) = 1) and ((t[Aj ]θ1 fvaluej) = 1) then ((t[Ai]θ fvaluei) and
(t[Aj ]θ1 fvaluej)) = 1
if ((t[Ai]θ fvaluei) = 1) or ((t[Aj ]θ1 fvaluej) = 1) then ((t[Ai]θ fvaluei) or (t[Aj ]θ1
fvaluej)) = 1
end
end
Thuật toán 3. Thực hiện truy vấn FOQL mờ trong trường hợp đơn điều kiện.
Vào: Lớp C cùng với các thuộc tính {A1, A2, . . . , An}, tập các đối tượng thuộc lớp C:
{Oi, i = 1, . . . ,m}.
Câu truy vấn dạng select . . . from. . . . O where Ai θ (Ai) fvalue.
Ra: Quan hệ Oresult thỏa mãn với mọi t ∈ Oresult ta có t[Ai]θ (Ai) fvalue.
Phương pháp
Begin
Cho GAi = {O, c−Ai,W, c +Ai, 1}, HAi = H+Ai ∪H−Ai.
Trong đóH+Ai = {h1, h2}, H−Ai = {h3, h4}, với h1 h4. Chọn độ đo tính mờ
cho các phần tử sinh và gia tử.
DAj = [minAi,maxAi], với minAi,maxAi: giá trị nhỏ nhất và lớn nhất miền trị Ai.
LDAj = HAi(c
+) ∪HAi(c−).
Oresult = ∅.
k = 1
While k ≤ p do // mức tương tự lớn nhất k = p
begin
Xây dựng các khoảng tương tự mức k: SAj(x1), SAj(x2), . . . , SAj(xm)
k = k + 1
end
if fvalue ∈ S(xi) then Ωk(fvalue) = S(xi)
foreach t ∈ O do
if t[Ai] ∈ LDAj then Xác định lân cận mức k của t[Ai] là Ωk(t[Ai]) = S(xj)
for each t ∈ O do
if θ là phép = k then
begin
if t[Ai] ∈ Ωk (fvalue) then Oresult = Oresult ∪ t
elseif Ωk(t[Ai]) = Ωk (fvalue) then Oresult = Oresult ∪ t
end
else
162
Phương pháp xử lí truy vấn đa điều kiện trong cơ sở dữ liệu hướng đối tượng mờ dựa trên ngữ nghĩa...
begin
Case θ of
6= k: if Ωk(t[Ai]) 6= Ωk (fvalue) then Oresult = Oresult ∪ t
< k: if Ωk(t[Ai]) < Ωk (fvalue) then Oresult = Oresult ∪ t
> k: if Ωk(t[Ai]) > Ωk (fvalue) then Oresult = Oresult ∪ t
end
return Oresult
end.
Trong trường hợp đa điều kiện mờ, muốn xác định giá trị chân lí trước hết các điều kiện Ai
θ(Ai) fvaluei và Aj θ1(Aj) fvaluej được xác định dựa vào Thuật toán 3, tiếp theo tuỳ thuộc vào
ζ là phép toán and hay or để kết hợp các giá trị chân lí vừa xác định. Do đó, Thuật toán được xây
dựng chi tiết như sau:
Thuật toán 4. Thực hiện truy vấn FOQL mờ trong trường hợp đa điều kiện.
Vào: Lớp C cùng với các thuộc tính {A1, A2, . . . , An}, tập các đối tượng thuộc lớp C:
{Oi, i = 1, . . . ,m}.
Câu truy vấn dạng select . . . from O where Ai θ(Ai) fvaluei ζ Aj θ1(Aj) fvaluej , trong
đó ζ là phép toán and hoặc or.
Ra:Đối tượngOresult thỏa mãn với mọi t ∈ Oresult ta có t[Ai]θ (Ai) fvaluei ζ t[Aj ]θ1(Aj)
fvaluej .
Phương pháp
Begin
Cho GAi = {0, C−Ai,W,C+Ai, 1},HAi = H+Ai ∪H−Ai.
Trong đó H+Ai = {h1, h2},H−Ai = {h3, h4}, với h1 h4.
Chọn độ đo tính mờ cho các phần tử sinh và gia tử.
Cho GAj = {0, C−Aj ,W,C+Aj , 1},HAj = H+Aj ∪H−Aj.
Trong đó H+Aj = {h1, h2},H−Aj = {h3, h4}, với h1 h4.
Chọn độ đo tính mờ cho các phần tử sinh và gia tử.
DAj = [minAi,maxAi], với minAi, maxAi: giá trị nhỏ nhất và lớn nhất miền trị Ai.
DAj = [minAj,maxAj], với minAj,maxAj: giá trị nhỏ nhất và lớn nhất miền trị Aj .
LDAj = HAi(C
+
Ai) ∪HAi(C−Ai).
LDAj = HAj(C
+
Aj) ∪HAj(C−Aj).
Oresult = ∅.
// Phân hoạch DAj và DAj thành các khoảng tương tự mức k.
k = 1
While k ≤ p do
begin
Xây dựng các khoảng tương tự mức k : SAj(x1), SAj(x2), . . . ,SAj(xm)
Xây dựng các khoảng tương tự mức k : SAj(y1), SAj(y2), . . . ,SAj(ym)
163
Nguyễn Tấn Thuận, Đoàn Văn Ban, Trương Ngọc Châu, Trần Thị Thúy Trinh
k = k + 1
end
// Xác định lân cận mức k của fvaluei và fvaluej
if fvaluei ∈ SAj(xi) then Ωk (fvaluei) = SAj(xi)
if fvaluej ∈ SAj(yi) then Ωk (fvaluej) = SAj(yi)
//Duyệt các đối tượng trong O để tìm các thuộc tính thỏa mãn điều kiện
t[Ai] θ (Ai) fvaluei ζ
t[Aj] = θ1(Aj) fvaluej
// Trường hợp ζ là phép toán and
for each t ∈ O do
if {(t[Ai]θ(Ai) fvaluei) = 1} and {(t[Aj ]θ1 (Aj) fvaluej) = 1} then Oresult = Oresult ∪ t
if {(t[Ai]θ(Ai) fvaluei) = 1} or {(t[Aj ]θ1(Aj) fvaluej) = 1} thenOresult = Oresult∪t
Return Oresult.
End.
2.4. Phương pháp truy vấn dữ liệu mờ
Các ngôn ngữ truy vấn trong mô hình CSDL HĐT được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu
và mở rộng trong mô hình CSDL HĐTmờ như: đại số quan hệ mờ, ngôn ngữ FOQL. Vì thế, tương
tự trong CSDL HĐT, cấu trúc của câu lệnh FOQL trong CSDL HĐT mờ được xem xét như trong
mục trên. Như vậy, câu lệnh FOQL trong CSDL HĐTmờ có thể được tổng quát hoá sau: (1): Thực
hiện phép tích Descartes giữa các quan hệ tham gia truy vấn. (2): Xác định giá trị chân lí của các
điều kiện mờ (Sử dụng thuật toán 1 - 4) và liên kết các giá trị chân lí vừa xác định. (3): Chọn các
bộ dữ liệu thoả mãn bước (2). Do đó, vấn đề quan trọng của câu lệnh FOQL trong CSDL HĐT mờ
chính là xác định giá trị chân lí của điều kiện mờ và liên kết các giá trị chân lí đó.
Ví dụ 1. Cho một lớp "nhân viên": như sau:
Class NhanVien{
Oid: allID
Họ tên: string;
Sức khỏe: string;
Tuổi: [fuzzy] domain [18.. 60]: int
lương: [fuzzy] domain [0..7,5]: float
}
Như vậy tập các đối tượng thuộc lớp NhanVien: {Oi, i=SOCM, HOTEN, TUOI, LUONG}.
Và đối tượng Luong_tuoi được xác định như sau:
Bảng 1. Cho các đối tượng của lớp “Nhân viên”
Oid SOCM HOTEN TUOI LUONG
1 12345 Phạm Trọng 31 2.800.000
2 23456 Nguyễn Văn A 85 Cao
164
Phương pháp xử lí truy vấn đa điều kiện trong cơ sở dữ liệu hướng đối tượng mờ dựa trên ngữ nghĩa...
3 34567 Trần Tiến 32 2.000.000
4 45678 Vũ Hoàng 45 500.000
5 56789 An Thuyên 41 rất cao
6 67890 Thuận Yến 61 thấp
7 78912 Văn Cao 59 ít cao
8 89123 Thanh Tùng 75 2.500.000
9 90123 Nguyễn Cường 25 khá thấp
Tìm những cán bộ có TUOI =1 khả năng trẻ và LUONG =1 cao, sử dụng thuật toán 4.3
ta có:
(a). Xét XTuoi = ( XTuoi, GTuoi, HTuoi, ≤ ) là ĐSGT, với GTuoi = {trẻ, già}, H+Tuoi =
{rất, hơn}, H-Tuoi = {khả năng, ít}, với rất > hơn và ít > khả năng. Wtuoi = 0.4, fm(trẻ) = 0.4,
fm(già) = 0.6, fm(rất) = 0.3, fm(hơn) = 0.15, fm(khả năng) = 0.25, fm(ít) = 0.3. Ta có fm(rất
trẻ) = 0.12, fm(hơn trẻ) = 0.06, fm(ít trẻ) = 0.12, fm(khả năng trẻ) = 0.1. Vì rất trẻ < hơn trẻ < trẻ
< khả năng trẻ < ít trẻ nên I(rất trẻ) = [0,0.12], I(hơn trẻ) = [0.12,0.18], I(khả năng trẻ) = [0.18,0.3],
I(ít trẻ) = [0.3,0.4].
Nếu chọn ψ1= 100 ∈ Xtuoi khi đó f (31) = 0.31. Vì 0.31∈I(ít trẻ) nên Φ2(0.31) = ít trẻ.
Xác định điều kiện (TUOI =1 có thể trẻ ) = 1. Vì v(ít trẻ) ∈ I(trẻ) và v( có thể trẻ) ∈ I(trẻ)
nên ta có (ít trẻ =1 có thể trẻ ) = 1, (có thể trẻ =2 có thể trẻ) = 1, nên suy ra (có thể trẻ =1 có thể
trẻ) = 1.
(b). Xét XLuong = (Xluong, Gluong, Hluong, ≤) là ĐSGT, với Gluong = {cao, thấp},
H+luong = {rất, hơn}, H-luong = {khả năng, ít}, rất > hơn và ít > khả năng.
Wluong = 0.6, fm(thấp) = 0.6, fm(cao) = 0.4, fm(rất) = 0.25, fm(khá) = 0.25, fm(khả
năng) = 0.25, fm(ít) = 0.25. Ta có fm(rất thấp) = 0.15, fm(hơn thấp) = 0.15, fm(ít thấp) = 0.15,
fm(khả năng thấp) = 0.15. Vì rất thấp < hơn thấp < thấp < khả năng thấp < ít thấp nên I(rất thấp)
= [0,0.15], I(hơn thấp) = [0.15,0.3], I(khả năng thấp) = [0.3,0.45], I(ít thấp) = [0.45,0.6].
Ta có fm(rất cao) = 0.1, fm(khá cao) = 0.1, fm(ít cao) = 0.1, fm(khả năng cao) = 0.1.
Vì ít cao < khả năng cao < cao < hơn cao < rất cao nên I(ít cao) = [0.6,0.7], I(khả năng cao)
= [0.7,0.8], I(hơn cao) = [0.8,0.9], I(rất cao) = [0.9,1]. Nếu chọn ψ2 = rất rất cao ∈ Xluong và
ψ1=3.000.000, ta có v(rất rất cao) = 0.985, khi đó f (2.800.000) = 0.92 và f (2.000.000) = 0.65
nên Φ2(0.92) = rất cao và Φ2(0.65) = ít cao.
Xác định điều kiện (LUONG =1 cao) = 1. Vì v(rất cao) ∈ I(cao) và v(ít cao) ∈ I(cao) nên
ta có (rất cao =1 cao) = 1 và (ít cao =1 cao) = 1.
Như vậy, câu truy vấn SQL mờ: select * from Luong_tuoi where (TUOI =1 có thể trẻ) and
(LUONG =1 cao) sẽ cho kết quả sau:
Bảng 2. Kết quả thực hiện truy vấn "Nhân viên tuổi có thể trẻ và lương cao"
Oid SOCM HOTEN TUOI LUONG
1 12345 Phạm Trọng 31 2.800.000
3 34567 Trần Tiến 32 2.000.000
165
Nguyễn Tấn Thuận, Đoàn Văn Ban, Trương Ngọc Châu, Trần Thị Thúy Trinh
2.5. Đánh giá
Để cung cấp sơ bộ về đánh giá hiệu suất thực hiện xử lí truy vấn đã được đề xuất dựa trên
đại số đối tượng mờ [14]. Chúng tôi định nghĩa bộ ba câu truy vấn xử lí mệnh đề điều kiện trích
lọc dữ liệu cho hai trường hợp đơn điều kiện, đa điều kiện và thực hiện chúng với dữ liệu có kích
thước khác nhau. Tệp dữ liệu rating_final.csv sử dụng cho việc đánh giá có tham chiếu đến web
site UCI.
Câu truy vấn thứ nhất xử lí trích lọc dữ liệu cho trường hợp đơn điều kiện. Yêu cầu bộ máy
xử lí truy vấn trả lại tất cả các đánh giá cuối cùng có lại xếp hạng là khá tốt. Như vậy câu truy vấn
được viết như sau.
select * from rating_final where (RATING =khá tốt THOLD 7 )
Câu truy vấn thứ hai xử lí trích lọc dữ liệu cho trường hợp đơn điều kiện. Yêu cầu bộ máy
xử lí truy vấn trả lại tất cả các đánh giá cuối cùng có loại xếp hạng ẩm thực là rất tốt. Như vậy câu
truy vấn được viết như sau.
select * from rating_final where (FOOD_RATING = rất tốt THOLD 9)
Câu truy vấn thứ ba xử lí trích lọc dữ liệu cho trường hợp đơn điều kiện. Yêu cầu bộ máy
xử lí truy vấn trả lại tất cả các đánh giá cuối cùng có lại xếp hạng là khá tốt và xếp hạng ẩm thực
là rất tốt. Như vậy câu truy vấn được viết như sau.
select * from rating_final where (RATING = khá tốt THOLD 7 and
SERVICE_RATING=rất tốt THOLD 9)
Hình 1. Hiệu suất truy vấn
Ba câu truy vấn được thực hiện đối với bốn bộ dữ liệu kích thước khác nhau. Truy vấn thứ
nhất xử lí trên file có dung lượng là 10KB và chứa 56 đối tượng; thứ hai file có dung lượng file
khoảng 100KB và chứa 596 đối tượng; thứ ba file có dung lượng vào khoảng 1MB chứa 6052 đối
tượng; thứ tư file có dung lượng vào khoảng 10MB và chứa 60.972 đối tượng. Kiểm thử đánh giá
hiệu năng được thực hiện trên một máy tính intel(R) Core(TM) i3 CPU M 370 @ 2.40GHz, bộ
nhớ RAM 512MB chạy Windows 7.
166
Phương pháp xử lí truy vấn đa điều kiện trong cơ sở dữ liệu hướng đối tượng mờ dựa trên ngữ nghĩa...
Thí nghiệm tương tự đã được thực hiện bằng cách sử dụng đại số gia tử, kết quả đạt được
khẳng định rằng hiệu suất của phương pháp này là rất tốt. Như một ví dụ, chúng tôi đánh giá truy
vấn theo hướng tiếp cận ĐSGT từ biểu đồ đường các kết quả truy vấn thể hiện trong hình 2. Trong
trường hợp này, đồ họa cho thấy một sự gia tăng thời gian tuyến tính đối với các kích thước dữ liệu
khác nhau.
Hình 2.
3. Kết luận
Trong bài báo này chúng tôi đề xuất một hướng tiếp cận mới về phương pháp xử lí truy vấn
trong cơ sở dữ liệu hướng đối tượng mờ theo cách tiếp cận ĐSGT. Dựa trên mô hình cơ sở dữ liệu
hướng đối tượng mờ ĐSGT đã được đề xuất, từ đó, xây dựng các thuật toán xác định giá trị chân
lí của điều kiện mờ cho truy vấn vấn dữ liệu. Tiếp theo, chúng tôi đề xuất phương pháp xử lí truy
vấn cho điều kiện lọc thông qua thuật toán xử lí đơn điều kiện và đa điều kiện dựa trên thuật toán
xác định giá trị chân lí. Cuối cùng, áp dụng các thuật toán vừa xây dựng để thực hiện truy vấn.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Nguyễn Cát Hồ, Lê Xuân Vinh, Nguyễn Công Hào, 2009.Thống nhất dữ liệu và xây dựng
quan hệ tương tự trong cơ sở dữ liệu ngôn ngữ bằng đại số gia tử. Tạp chí Tin học và Điều
khiển học, Tập 25, Số 4, 314-332.
[2] Nguyễn Công Hào, Trương Thị Mỹ Lệ, 2012. Mô hình CSDL hướng đối tượng mờ dựa trên
ngữ nghĩa đại số gia tử. Tạp chí Tin học và Điều khiển, Tập 28, Số 3, 129-140.
[3] Doan Van Ban, Ho Cam Ha, Vu Duc Quang, “Querying Fuzzy Object-Oriented Data Based
on Fuzzy Association Algebra,” IEEE Transactions, 2011, pp. 40-47.
[4] Đoàn Văn Ban, Đoàn Văn Thắng, 2010. Mô hình CSDL hướng đối tượng dựa trên ngữ nghĩa
đại số gia tử. Tạp chí khoa học và công nghệ, Đại học Đà Nẵng, Số 6(41).
[5] Nguyễn Công Hào, Trương Thị Mỹ Lệ, 2012.Truy vấn trong cơ sở dữ liệu hướng đối tượng
mờ dựa trên ngữ nghĩa đại số gia tử. Tạp chí Khoa học, Đại học Huế, Tập 74b, số 5, 39-5.
[6] Bosc P, Pivert O, 1995 SQLf: a relational database language for fuzzy query, IEEEransaction
on Fuzzy Systems, Vol. 3, No.1, 1-19.
167
Nguyễn Tấn Thuận, Đoàn Văn Ban, Trương Ngọc Châu, Trần Thị Thúy Trinh
[7] Cristina-Maria Vladarean, 2006Extending object-oriented databases for fuzzy information
modeling, S.C. WATERS Romania S.R.L, Romai J., 2, 225-237.
[8] G. Bordogna, G. Pasi, and D. Lucarella, 1999. A fuzzy object-oriented data model for
managing vague and uncertain information. International Journal of Intelligent Systems,
Vol. 14, 623-651
[9] L.A. Zadeh, 1983 A Computational approach to fuzzy quantifiers in natural languages.
Computers and Mathematics with Applications, Vol 9. No. 1, 149-184.
[10] M. Umano, T. Imada, I. Hatono, and H. Tamura, 1998 Fuzzy object-oriented databases and
implementation of its SQL-type data manipulation language. In Proceedings of the 7th IEEE
International Conference on Fuzzy Systems, Vol. 2, 1344- 1349.
[11] Patrick Bosc, 1995 Subqueries in SQLf, a Fuzzy Database Query Language. IEEE,
3636-3641.
[12] Z. M. Ma, 2004. Advances in Fuzzy Object-Oriented Databases: Modeling and Applications.
Idea Group Publishing.
[13] Z. M. Ma and Li Yan, 2008. A Literature Overview of Fuzzy Database Models. Journal Of
Information Science And Engineering 24, 189-202.
[14] Trương Ngọc Châu, Nguyễn Tân Thuận, 2013Một hướng tiếp cận mới trong đại số đối tượng
mờ. Kỉ yếu, hội thảo Quốc Gia lần thứ XVI một số vấn đề chọn lọc của CNTT & TT - Đà
Nẵng, 204-209.
ABSTRACT
Method of multi-condition query processing in a fuzzy oriented object database
based on a Hedge algebra-HA approach
In this paper the author proposes the use of the fuzzy query method when processing with a
Hedge Algebra-HA approach. Different processing methods are used to determine truth value on
which we build fuzzy queries for single and multiple condition cases for processing, with proven
results obtained with a fuzzy object oriented database schema.
Keywords: Algebra-HA, Truth value, Single condition, Multi condition, FOQL.
168