Codd的论文：关系数据库子语言的完备性理论

本文档《Turing Test论文与冯·诺依曼的EDVAC报告》是UC Berkeley课程《经典计算机科学》的学习资料，该课程网址为<http://www.eecs.berkeley.edu/~christos/classics/>。主要内容聚焦于数据库子语言的理论基础，特别是关系代数和关系演算在数据查询和更新中的角色。 论文首先讨论了未来数据处理领域中将出现的各种语言，强调了设计高效且全面的数据子语言的重要性，这些语言应能在不同的宿主语言中独立工作。作者E.F. Codd，作为IBM Research Laboratory的专家，提出了关系模型的概念，这是当时数据库设计的核心理论。 关系代数被定义为一种逻辑框架，它提供了一种操作数据库的方式，包括选择、投影、连接、笛卡尔积等基本操作。关系演算则进一步发展了这些概念，通过更为抽象的形式描述数据处理过程。Codd在此阐述了一个算法，旨在将基于关系演算的任意关系定义表达式转换成等价的关系代数形式，这有助于理解两种语言在表达复杂查询上的效率和灵活性。 论文深入探讨了关系导向（calculus-oriented）和代数导向（algebra-oriented）数据子语言的优劣。从优化搜索性能的角度看，关系代数可能更适合执行高效的查询，因为它更直接地对应于物理存储结构，减少了中间步骤。然而，对于支持高度歧视性的授权机制，关系演算可能更有优势，因为它允许更灵活的逻辑表达。 此外，文章还提出了关于如何在实际应用中选择合适数据子语言的观点，考虑了语言的易用性、可扩展性和适应性。这不仅对数据库设计者来说是关键，也为数据库管理系统开发者和数据库管理员提供了理论依据，以便他们在开发和管理大规模数据系统时做出明智决策。 《Turing Test论文与冯·诺依曼的EDVAC报告》在数据库语言的理论和实践层面做出了重要贡献，对于理解和评估不同数据库语言的设计原则具有重要意义。通过学习这篇论文，学生和从业者能够更好地理解和比较不同数据查询语言，以优化数据管理和处理能力。