[論文レビュー] Preference Queries

Jan Chomicki|arXiv (Cornell University)|Jul 27, 2002

Data Management and Algorithms被引用数 4

ひとこと要約

本稿では、ユーザーの好みを好みの式として表現する論理的枠組みを提案し、SQLにおけるウィノウ演算子を介してリレーショナル代数に統合する。この枠組みにより、形式的法則がウィノウ演算子の動作を支配するため、集合的処理、ランク付け、代数的最適化を伴う複雑な好みのクエリが可能になる。

ABSTRACT

The handling of user preferences is becoming an increasingly important issue in present-day information systems. Among others, preferences are used for information filtering and extraction to reduce the volume of data presented to the user. They are also used to keep track of user profiles and formulate policies to improve and automate decision making. We propose here a simple, logical framework for formulating preferences as preference formulas. The framework does not impose any restrictions on the preference relations and allows arbitrary operation and predicate signatures in preference formulas. It also makes the composition of preference relations straightforward. We propose a simple, natural embedding of preference formulas into relational algebra (and SQL) through a single winnow operator parameterized by a preference formula. The embedding makes possible the formulation of complex preference queries, e.g., involving aggregation, by piggybacking on existing SQL constructs. It also leads in a natural way to the definition of further, preference-related concepts like ranking. Finally, we present general algebraic laws governing the winnow operator and its interaction with other relational algebra operators. The preconditions on the applicability of the laws are captured by logical formulas. The laws provide a formal foundation for the algebraic optimization of preference queries. We demonstrate the usefulness of our approach through numerous examples.

研究の動機と目的

• 情報システムにおけるユーザーの好みを扱う需要の増大に応えること、特にフィルタリング、プロファイル管理、意思決定の自動化の分野において。
• 既存の好みモデルの制限を克服し、任意の演算、述語、柔軟な好み関係を許容すること。
• 好み論理をリレーショナル代数およびSQLにシームレスに統合し、実用的導入を可能にすること。
• 統一された演算子を用いて、集合的処理やランク付けを含む複雑な好みのクエリを定式化できること。
• 論理的前件付きの代数的法則を用いて、好みのクエリを形式的に最適化するための基礎を確立すること。

提案手法

• 関係、演算、述語に制限のない論理的好みの式として好みを定式化すること。
• 好みの式をパラメータとする単一のウィノウ演算子を導入し、好みをリレーショナル代数およびSQLに埋め込むこと。
• 既存のSQL構文を活用することで、ウィノウ演算子を用いて集合的処理を含む複雑なクエリをサポートすること。
• ランク付けをウィノウ演算子の出力動作の自然な拡張として定義すること。
• 標準のリレーショナル代数演算子との相互作用を支配する、ウィノウ演算子の一般代数的法則を導出すること。
• これらの法則の前提条件を論理式で符号化し、正しさを保証するとともに最適化を可能にすること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 任意の演算や述語をサポートする論理的枠組み内で、ユーザーの好みを形式的かつ柔軟に表現する方法は何か？
• RQ2 好みの式を、複雑なクエリ処理をサポートするリレーショナル代数およびSQLに効率的に統合する方法は何か？
• RQ3 ランク付けと集合的処理は、好みに配慮したクエリモデル内でどのように自然にサポートされるか？
• RQ4 ウィノウ演算子を支配する代数的法則および標準のリレーショナル演算子との相互作用は何か？
• RQ5 これらの法則を用いて、正しさを保ちながら好みのクエリを形式的に最適化する方法は何か？

主な発見

• 提案されたウィノウ演算子により、標準のリレーショナル代数に好みに配慮した選択を拡張することで、SQLにおける複雑な好みのクエリの表現が可能になる。
• この枠組みは、任意の好み関係およびシグネチャをサポートしており、多様な応用分野に柔軟に適応可能である。
• ランク付けは、ウィノウ演算子の出力から自然に導出可能であり、好みに従った結果の順序付けを原理的に行う方法を提供する。
• ウィノウ演算子の代数的法則は論理的前件付きで形式的に規定されており、安全かつ正しいクエリ最適化を可能にする。
• 既存のSQL構文との統合により、実世界のシステムにおける好みのクエリの効率的かつ実用的な導入が可能になる。