如何在单篇论文中消除 SQL、关系代数、关系模型、ER 模型及 ORM 的思想实验

毫无疑问，关系范式取得了巨大成功。同时，我们认为是时候重新思考数据库系统如果从头设计将是什么样子了。我们真的会得到如今流行的相同抽象和技术吗？本文探索了这一空间。我们讨论了关系模型（RM）和实体-关系模型（ERM）的各种问题。我们提供了一个统一的数据模型：关系映射类型模型（RMTM），它可以表示 RM 和 ERM 作为特殊案例，并克服了它们的所有问题。我们随后确定了 RMTM 查询语言（QL）必须满足的七条规则，并提供了满足所有七条规则的语言基础。我们的 QL 可针对可能表示元组、关系、数据库或数据库集合的映射进行操作。就此，我们大大扩展了现有 SQL 和关系代数（RA）所包含的现有操作抽象，这些抽象仅 operate on relations/tables。事实上，RA 只是我们更通用方法的一个特殊案例。这一工作具有深远的影响：我们展示了一条如何得出现代 QL 以几乎解决所有 SQL 问题的路径。我们的 QL 比 SQL 更具表达力，并能无缝集成到现有编程语言中。我们还展示了初始实验的结果，表明仅通过切换到我们的数据模型，而不改变底层查询处理算法，我们即可实现最高可达 3 倍的速度提升。我们将得出结论，如果我们从头构建数据库系统，我们可以且应该这样做，而无需 SQL、RA、RM、ERM 和 ORM。