Um estudo sobre alternativas de representação de dados temporais em bancos de dados relacionais

Abstract

Informações temporais estão presentes numa ampla gama de aplicações. Praticamente qualquer aplicação possui pelo menos um campo que contém dados temporais como datas ou timestamps. Entretanto, bancos de dados tradicionais não tem um suporte amplo para armazenamento e consulta sobre esse tipo de dados eficientemente, e SGBDs com suporte nativo para dados temporais raramente estão disponíveis para os desenvolvedores de sistemas. Na maior parte do tempo, bases de dados comuns são usadas para armazenar dados das aplicações, e quando dados temporais são necessários, eles são gerenciados utilizando o pobre suporte oferecido por SGBDs relacionais tradicionais. Dito isso, o projetista da base de dados precisa confiar em um bom design de esquema para que a dificuldade natural enfrentada ao lidar com dados temporais possa ser minimizada. Enquanto algumas escolhas de design podem parecer óbvias, outras são difíceis de avaliar apenas com uma análise superficial, necessitando experimentação antes de serem aplicadas ou não. Por exemplo, em vários casos pode ser difícil de medir o quanto uma determinada escolha de design vai afetar o consumo de espaço em disco, e quanto essa mesma escolha afetará a performance geral. Esse tipo de informação é necessária para que o projetista da base de dados seja capaz de determinar se , por exemplo, o aumento no consumo de espaço em disco gerado por uma escolha específica é aceitável por conta da melhora de performance que ela oferece. O problema é que não há estudo que analise as escolhas de design disponíveis, fazendo uma análise através de dados concretos. Mesmo quando é fácil identificar, dentre duas escolhas, qual tem performance melhor em um determinado critério, é difícil mensurar o quão melhor a escolha melhor se sai, e se algum efeito colateral trazido por ela é aceitável. Ter dados concretos para suportar esse tipo de decisão permite ao projetista da base de dados fazer escolhas que se enquadram melhor no contexto da sua aplicação. O objetivo desse trabalho é analisar algumas escolhas de design comuns para representar e gerenciar dados temporais em SGBDs relacionais tradicionais, provendo direcionamento sobre qual alternativa se enquadra melhor em cada situação onde dados temporais são necessários. Dados concretos sobre cada uma das alternativas estudadas são gerados e analisados e conclusões são obtidas a partir deles.

Temporal information is present on a wide range of applications. Almost every application has at least one field that contains temporal data like dates or timestamps. However, traditional databases don’t have a comprehensive support to storage and query this kind of data efficiently, and DBMS with native support for temporal data are rarely available to system developers. Most of the time, regular databases are used to store application data and when temporal data is needed, it is handled using the poor support offered by standard relational DBMS. That said, the database designer must rely on good schema design so that the natural difficulty faced when dealing with temporal data on standard relational DBMS can be minimized. While some design choices may seem obvious, others are difficult to evaluate just by looking at them, therefore needing experimentation prior to being applied or not. For example, in several cases it might be difficult to measure how much will a specific design choice affect the disk space consumption, and how much will this same design choice affect overall performance. This kind of information is needed so that the database designer will be able to determine if, for example, the increased disk space consumption generated by a given choice is acceptable because of the performance enhancement it gives. The problem is that there is no study that analyses the design choices available, analyzing them through concrete data. Even when it is easy to see which of two design choices perform better in a given criterion, it is hard to see how better the better choice does, and if any other side-effect it has is acceptable. Having concrete data to support this kind of decision allows the database designer to make the choices that suits his application’s context best. The objective of this work is to analyze several common design choices to represent and handle different kinds of temporal data on standard SQL DBMS, providing guidance on which alternative suits best each situation where temporal data is required. Concrete data about each of the studied alternatives are generated and analyzed, and conclusions are drawn from them.