Medak, D. (1999). Lifestyles : a paradigm for the description of spatiotemporal databases [Dissertation, Technische Universität Wien]. reposiTUm. https://resolver.obvsg.at/urn:nbn:at:at-ubtuw:1-9496
This thesis investigates operations affecting identity of objects in a spatio-temporal database, ubiquitous for future temporal geographic information systems (GIS). The conceptual model of our database is based on the entity-relationship model. The complete temporal database is an append-only series of snapshots, each of which represents the state of the universe of discourse at a particular moment on the time scale. Objects are metaphorically perceived as having life: an object has its birth or creation, its life or existence, its death or destruction. The central concept in the life of an object is its identifier, which is unchanged from the birth to the death of an object. Category theory and many-sorted algebras provide the formal background for this thesis. Executable algebraic specifications are written in a categorical, point-free style of functional programming using Gofer environment. The major result is the formal model for a universal spatio-temporal database, capable of representing different classes of objects in a uniform way with respect to change in identity of objects. We propose a theory of lifestyles: algebras of operations affecting identity of objects. It is formally shown that our system is capable to represent all operations enumerated in other proposals, being at the same time conceptually simpler and more flexible. Finally, we apply the theoretical apparatus on several categories of real world objects. The major benefit is the re-usability of functions and concepts that can be explored in building interoperable temporal information systems.
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In der vorliegenden Dissertation wird ein neues Modell fuer objektorientierte zeitliche Datenbanken vorgeschlagen und formalisiert. Die Identitaet eines Objektes und die Operationen auf diese Identitaet stehen dabei im Mittelpunkt. Alle moegliche Faelle von Identitaetsaenderungen werden durch eine kleine Menge von primitiven Operatoren und deren Kompositionen behandelt. Objekte werden dabei metaphorisch als 'lebende Wesen' gesehen: ein Objekt hat eine Geburt (Erschaffung), ein Leben (Existenz), und einen Tod (Destruktion). Das zentrale Konzept im Leben eines Objektes ist seine Identitaet - in einer Datenbank durch einen Identifikator dargestellt - die von Anfang bis zum Ende des Lebens konstant ist. Kategorietheorie und multiparameterisierte Algebren stellen die formale Grundlagen der Arbeit dar. Ausfuehrbare algebraische Spezifikationen wurden im kategorischen 'point-free' Stil der funktionalen Programmierumgebung Gofer geschrieben. Gofer ist ein Dialekt der funktionalen Sprache 'Haskell'. Das Hauptergebnis ist ein formales Model fuer eine universelle raumzeitliche Datenbank, die geeignet ist, verschiedenste Objektklassen darzustellen. Dabei wird eine Theorie von Lifestyles vorgeschlagen. Lifestyles sind Algebren deren Operationen die Objektidentitaeten veraendern. Es wird formal bewiesen, dass unser System imstande ist, alle Operationen, die bisher von anderen Autoren vorgeschlagen wurden, mit mehr Flexibilitaet und weniger Grundfunktionen zu modellieren. Die Theorie wird auf verschiedene Kategorien von Objekten aus der reellen Welt angewandt. Es wird gezeigt, dass durch die metaphorische Abbildung eine Ersparnis im Modellierungaufwand moeglich ist, und dadurch ein wichtiger Schritt in der Richtung kooperationsfaehigen zeitlicher Informationsysteme gemacht wurde.