이 논문에서는 주어진 바인딩과 일치하는 튜플에 대한 조회 접근을 제공하는 접근 방법을 통해 데이터에 질의를 하는 문제를 고려합니다. 이러한 인터페이스는 웹에서 흔히 볼 수 있으며, 종종 반환할 수 있는 결과물의 개수에 한계가 있습니다. 예를 들어 페이지네이션이나 속도 제한 때문입니다. 따라서 우리는 결과물이 제한된 방법을 연구합니다. 이러한 방법은 특정 개수의 튜플만 반환할 수 있습니다. 논문에서는 질의를 답변하는 데 이런 방법을 사용할 수 있는지 결정하는 방법에 대해 연구하고, 이는 어떤 플랜을 작성하여 주어진 제약 조건이 충족되는 데이터의 모든 답변을 반환하도록 하는 문제입니다. 우리는 먼저 답변 가능성을 제약 조건과 함께 질의 포함 문제로 환원하는 방법을 보여줍니다. 두 번째로, 결과물이 제한된 서비스를 사용할 수 있는 경우와 방법에 대한 "스키마 단순화" 정리를 설명합니다. 마지막으로 이 정리들을 이용하여 일반적인 제약 조건 클래스에서 답변 가능성에 대한 결정 가능성과 복잡도 결과를 제공합니다.
This paper focuses on the problem of answering database queries using web services, particularly when these services have limitations on the number of results they can return. The authors introduce the concept of "result-bounded access methods" to determine if a query can be fully answered given such constraints. By reducing this problem to a combination of query containment and constraints, the paper provides proofs of decidability for various constraint classes, including NP-completeness for functional dependencies (FDs) and EXPSPACE-completeness for inclusion dependencies (IDs). The significance lies in providing techniques and complexity analyses that aid in making decisions about query answering with web services, which is crucial given their widespread use and inherent limitations.
# 서론
웹 서비스는 프로그래밍 가능한 데이터 인터페이스를 노출합니다. 이러한 많은 서비스들은 특정 관계의 일부 속성에 대한 인자를 제공하면 해당 관계에 일치하는 모든 튜플을 반환하는 접근 방법으로 모델링할 수 있습니다.
대학 교직원 정보를 노출하는 웹 서비스를 고려해보세요. 스키마에는 관계 $`\profinfo(\attrfmt{id}, \attrfmt{name}, \attrfmt{salary})`$와 이 관계에 대한 접근 방법 $`\praccess`$가 있습니다: $`\praccess`$의 입력은 교수의 $`\attrfmt{id}`$이고, 이 방법을 통해 해당 교수의 $`\attrfmt{name}`$과 $`\attrfmt{salary}`$를 반환합니다. 스키마에는 관계 $`\univdirect(\attrfmt{id}, \attrfmt{address}, \allowbreak \attrfmt{phone})`$, 그리고 접근 방법 $`\udaccess`$: 이 방법은 어떠한 입력도 받지 않고, 모든 대학 교직원의 $`\attrfmt{id}`$, $`\attrfmt{address}`$, 및 $`\attrfmt{phone}`$을 반환합니다.
우리의 목표는 이러한 서비스를 사용하여 질의를 답변하는 것입니다. Example [ex:simple]에서처럼, 사용자의 질의는 관계 $`\profinfo`$와 $`\univdirect`$에 대해 제시되고, 우리는 접근 방법 $`\praccess`$와 $`\udaccess`$를 통해 답변하려고 합니다. 이를 위해 데이터가 만족하는 제약 조건을 활용할 수 있습니다: 예를 들어, 관계 $`\profinfo`$의 모든 튜플의 $`\attrfmt{id}`$가 또한 $`\univdirect`$에 존재한다는 참조 제약 조건 $`\tau`$입니다.
$`Q_1(n): \exists i ~ \profinfo(i, n, 10000)`$, 즉 급여가 $`10000`$인 교수의 이름을 찾는 질의를 고려해보세요. 만약 제약 조건 $`\tau`$를 가정한다면, $`Q_1`$은 다음과 같은 *플랜*으로 구현할 수 있습니다: 먼저 $`\udaccess`$에 접근하여 모든 아이디의 집합을 얻고, 각 아이디로 $`\praccess`$에 접근하여 급여를 얻어, 결과에서 급여가 $`10000`$인 이름만 반환합니다. 이 플랜은 제약 조건 $`\tau`$를 만족하는 모든 인스턴스에서 $`Q_1`$과 동등하며, $`\profinfo`$와 $`\univdirect`$에 접근하기 위해 단지 $`\praccess`$와 $`\udaccess`$만을 사용합니다.
이전 연구(e.g., )는 이 재구성 작업을 답변 가능 문제로 formalize했습니다: 스키마, 접근 방법 및 제약 조건이 주어졌을 때, 특정 질의를 답변할 수 있는지 결정하는 문제입니다. 질의는 완전하게 답변되어야 하며, 결과가 누락되지 않아야 합니다. 이 연구는 콘젝트ive 질의를 웹 서비스 컬렉션을 사용하여 평가하는 방법을 결정하고 플랜을 생성하는 구현(e.g., )에 이끌었습니다.
그러나 모든 이러한 작업은 웹 서비스에 접근하면 매치되는 모든 튜플이 반환된다고 가정합니다. 이것은 현실적이지 않습니다: 자원과 대역폭을 낭비하지 않기 위해, 거의 모든 웹 서비스는 반환할 수 있는 결과물의 제한을 설정하고 있습니다. 예를 들어, ChEBI 서비스(생물학적 관심 사항에 대한 화학 물질)는 조회 메소드의 출력을 5000개 항목으로 제한하며, IMDb의 웹 인터페이스는 반환 결과물을 10000개로 제한하고 있습니다. 일부 서비스에서는 계속 토큰이나 페이지네이션을 사용하여 제한을 넘어서 더 많은 결과물 요청할 수 있지만, 속도 제한으로 인해 수행할 수 있는 요청의 수가 제한되어 있어 전체적으로 얻을 수 있는 결과물의 총량이 제한됩니다. 따라서 대부분의 웹 서비스에서는 특정 개수 이상의 결과물을 반환하지 못합니다. 이 연구에서는 이러한 서비스를 분석하기 위해 결과물이 제한된 방법을 도입합니다.
Example
[ex:simple]에서의 $`\udaccess`$ 방법은 결과물 제한이 있을 수 있습니다. 예를 들어, 100개 이하의 항목만 반환할 수 있습니다. 만약 이 경우라면, Example
[exa:plani]에서의 플랜은 $`Q_1`$과 동등하지 않을 것입니다. 일부 결과 튜플이 누락될 수 있기 때문입니다.
결과물 제한된 방법을 재구성하는 것은 매우 어려운 과제입니다. 실제로, 이들은 비결정적입니다: 결과물의 개수가 제한을 초과하면 웹 서비스는 결과물 중 일부만 반환하며, 보통 알려지지 않은 기준에 따라 선택합니다. 따라서 이러한 방법이 완전하게 질의를 답변하는 데 유용할 수 있는지조차 명확하지 않습니다. 그러나 이는 가능할 수 있습니다.
Example
[ex:simple]의 스키마를 고려하고, $`\udaccess`$가 결과물 제한이 100개인 경우 (Example
[exa:rbound])를 가정해봅시다. $`Q_2: \exists i\, a\, p ~ \univdirect(i, a, p)`$라는 질의를 고려해보세요. 이는 특정 대학 교직원이 있는지 묻는 질의입니다. 우리는 $`Q_2`$를 답변하기 위해 $`\udaccess`$ 방법을 접근하고 반환 결과가 비어 있지 않은 경우 참을 반환하는 플랜으로 해결할 수 있습니다. $`\udaccess`$가 일부 결과 튜플을 누락해도 상관없습니다. 우리가 원하는 것은 반환된 결과가 무엇인지 확인하기 때문입니다. 이는 첫 번째 직관을 제공합니다: 결과물 제한된 방법은 일치하는 튜플이 있는지 검사하는 데 유용합니다.
또한, 함수 종속성과 같은 제약 조건 아래에서 결과물 제한된 방법도 도움이 될 수 있습니다.
Example
[ex:simple]의 스키마와 $`\univdirect`$에 대한 접근 방법 $`\udaccess_2`$, 이 접근 방법은 특정 $`\attrfmt{id}`$를 입력으로 받아 이 ID를 가진 튜플의 $`\attrfmt{address}`$와 전화번호를 반환합니다. $`\udaccess_2`$가 결과물 제한이 1인 경우, 즉 주어진 $`\attrfmt{id}`$에 대해 최대 하나의 답변만 반환한다고 가정해봅시다. 또한 각 직원 ID는 정확히 하나의 $`\attrfmt{address}`$(하지만 여러 개의 전화번호가 있을 수 있습니다)를 갖는 함수 종속성 $`\phi`$를 가정합니다. 이제 ID 12345에 대한 직원 주소를 찾는 질의 $`Q_3`$을 고려해보세요. 우리는 $`Q_3`$를 해결하기 위해 $`\udaccess_2`$에 접근하여 12345를 입력하고 $`\attrfmt{address}`$ 필드로 투영합니다. $`\phi`$ 덕분에, 결과가 직원의 주소를 포함할 것이라는 것을 알 수 있습니다. 반환되는 전화번호 중 하나만 출력되더라도 그렇습니다. 이는 두 번째 직관을 제공합니다: 함수 종속성이 일부 투영이 완전하게 반환됨을 보장하는 경우에, 결과물 제한된 방법은 유용합니다.
이 논문에서는 어떻게 그리고 언제 결과물 제한된 방법을 사용하여 질의를 재구성하고 완전한 답변을 얻을 수 있는지 연구하며, 특히 Example [ex:existencecheck]와 Example [ex:fd]의 직관을 formalize합니다. 그 다음으로, 답변 가능 문제에 대한 결정 가능성과 복잡도 결과를 제시합니다. 데이터베이스에서 일반적으로 사용되는 두 가지 제약 조건 클래스인 포함 종속성($`\incd`$)와 함수 종속성(FDs)에 초점을 맞추지만, 더 표현력 있는 제약 조건에 대한 결과도 제공합니다.
이 글은 ArXiv의 공개 자료를 바탕으로 AI가 자동 번역 및 요약한 내용입니다.
저작권은 원저자에게 있으며, 인류 지식 발전에 기여한 연구자분들께 감사드립니다.