[论文解读] Preference Queries

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

Data Management and Algorithms被引用 4

一句话总结

本文提出了一种逻辑框架，用于将用户偏好表达为偏好公式，并通过SQL中的筛选算子将这些偏好公式整合到关系代数中。该框架通过控制筛选算子的正式法则，支持复杂偏好查询的聚集、排序和代数优化。

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.

研究动机与目标

• 为应对信息系统中日益增长的用户偏好处理需求，特别是针对过滤、档案管理与决策自动化。
• 通过支持任意操作、谓词和灵活的偏好关系，克服现有偏好模型的局限性。
• 实现偏好逻辑与关系代数及SQL的无缝集成，以实现实际部署。
• 通过统一算子支持涉及聚集和排序的复杂偏好查询的构建。
• 建立基于代数法则与逻辑前提的正式基础，以优化偏好查询。

提出的方法

• 在不限制关系、操作或谓词的前提下，将偏好形式化为逻辑偏好公式。
• 引入一个以偏好公式为参数的单一筛选算子，将偏好嵌入关系代数与SQL中。
• 利用现有SQL结构，通过筛选算子支持复杂查询，包括聚集操作。
• 将排序自然地视为筛选算子输出行为的扩展。
• 推导出控制筛选算子与其它关系代数算子交互的通用代数法则。
• 使用逻辑公式编码这些法则的先决条件，以确保正确性并支持优化。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何在支持任意操作和谓词的逻辑框架中，形式化且灵活地表示用户偏好？
• RQ2 如何高效地将偏好公式嵌入关系代数与SQL中，以支持复杂查询处理？
• RQ3 如何在偏好感知的查询模型中自然地支持排序与聚集？
• RQ4 控制筛选算子的代数法则及其与标准关系算子交互的规则是什么？
• RQ5 如何利用这些法则正式优化偏好查询，同时保持正确性？

主要发现

• 所提出的筛选算子通过在标准关系代数中扩展偏好感知的选择操作，使在SQL中表达复杂偏好查询成为可能。
• 该框架支持任意的偏好关系与签名，使其在多样化应用领域中具有高度灵活性。
• 排序可自然地从筛选算子的输出中推导得出，从而提供一种系统化的方法对结果按偏好进行排序。
• 筛选算子的代数法则以逻辑前提形式正式指定，从而支持安全且正确的查询优化。
• 与现有SQL结构的集成使得在真实系统中高效且实际地部署偏好查询成为可能。