Equi join query acceleration using algebraic signatures (Published at IADIS'2008 Applied Computing conf.)
本文提出利用代数签名结合哈希连接技术加速等值连接查询，证明在属性为长字符串时能显著提升字符串匹配速度、缩短查询时间并减少内存与磁盘I/O需求。
2025-01-29 cs.DB
Revisiting the Algebraic Foundation of Relational Data
University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）
该研究重新审视比科德关系代数早100多年的塔尔斯基关系代数（TAR），将其作为关系数据库的新基础，设计实现了可组合可控的查询语言Prela，验证其编写的查询兼具简洁性、清晰性与高效性。
2026-07-30 cs.DB
A Symbolic Approach to Proving Query Equivalence Under Bag Semantics
在数据库即服务平台中，查询等价性的自动验证有助于消除重叠子查询形式的冗余计算。研究人员提出了两种实用的技术来解决这个问题。第一种方法包括减少查询代数表达式和证明其等价性使用代数理论。这种技术的局限性有三个方面。它不能证明在其关系运算符的属性中具有显著差异的查询的等价性。它不支持某些广泛使用的SQL功能。其验证程序需要大量计算。第二种方法将此问题转换为约束满足问题，并利用通用求解器来确定查询等价性。该技术包括推导查询的符号表示，并通过确定符号表达式之间的查询包含关系来证明它们的等价性。虽然后一种方法解决了前一种技术的所有限制，但它只证明了集合语义下查询的等价性。然而，在实践中，数据库应用程序使用包语义。在本文中，我们介绍了一种新的符号方法来证明查询等价下袋语义。我们转换的问题，证明查询等价下袋语义证明存在的双射，所有有效的输入上的查询返回的元组之间的身份映射。我们实现了这种符号的方法在SPES和证明SPES证明了一个更大的一组查询对（95/232）袋语义下的等价性相比，最先进的工具，代数（30/232）和符号的方法（67/232）下集和袋语义，分别。此外，SPES比在集合语义下证明等价性的符号工具快3倍。
2021-01-01 cs.DB
Foundations of an Alternative Approach to Reification in RDF
本文档定义了RDF数据模型和SPARQL查询语言的扩展，这些扩展捕获了表示语句级元数据的替代方法。虽然这种替代方法与RDF标准定义的RDF具体化向后兼容，但该方法旨在解决RDF具体化的可用性和数据管理缺点。所提出的方法的最大优点之一是，它阐明了一种方法，以（i）理解稀疏矩阵，属性图模型，超图，和其他数据结构的重点是链接属性，（ii）映射到RDF的数据，和（iii）查询使用SPARQL的数据。此外，该建议大大扩展了数据库设计人员在为带有链接属性的图形数据创建物理索引方案和查询计划时所享有的自由度，以及这些数据库解决方案的互操作性。
2021-12-16 cs.DB
An Algebraic Foundation for Knowledge Graph Construction (Extended Version)
针对知识图谱声明式映射语言缺乏形式化基础的问题，本文提出一种语言无关的代数系统，证明RML可翻译为该代数并给出其语义定义，还证明了可用于优化映射计划的代数重写规则。
2025-03-24 cs.DB
Expressive Power and Complexity Results for SIGNAL, an Industry-scale Process Query Language
本文形式化分析了工业级流程查询语言SIGNAL，发现其核心能力比关系代数更具表达力，并通过归约到半正Datalog确定了其表达能力与数据复杂度的上界。
2024-07-24 cs.DB
Proving Cypher Query Equivalence
本文提出GraphQE，一个基于U-半环代数表示和SMT求解器的自动证明器，用于判断Cypher查询的语义等价性，并在148对查询中成功证明138对。
2025-04-22 cs.DB cs.SE
Demonstrating Online Schema Alignment in Decentralized Knowledge Graphs Querying
Ghent University（根特大学）
本文提出一种在线模式对齐方法，用于链接遍历查询处理，在查询执行过程中动态发现、作用域和应用对齐规则，通过Web界面演示了在去中心化社交媒体场景中的应用，展示了低开销的完整查询结果恢复。
2026-04-21 cs.DB
Query Data With Fuzzy Information In Object-Oriented Databases An Approach Interval Values
提出了一种基于模糊语义的模糊模糊在该方法中，我们考虑对象类的属性值（以及方法）是区间值，并将区间值分别转换为[0，1]中的子区间。证明了在[0，1]中对冲代数中元素的future也是子区间。因此，我们提出了一个算法，允许两个子区间[0，1]的比较，帮助查询数据的要求
2016-10-16 cs.DB
Equivalence-Invariant Algebraic Provenance for Hyperplane Update Queries
起源于半环模型的格林等代数方法的起源跟踪。al作为处理元数据的抽象方法已被证明是有用的。交换半环被证明是合取并集的“正确”代数结构，因为它的使用允许起源在某些预期的查询等价公理下是不变的。在本文中，我们提出了第一个（据我们所知）代数起源模型，更新查询的片段，这是不变的集合等价。我们关注的片段是超平面查询，以前在多个工作线研究。我们的代数出处结构和相应的出处感知语义的基础上的声音和完整的公理化Karabeg和Vianu。我们证明，我们的建设可以指导具体的起源模型实例的设计不同的应用程序。我们进一步研究了超平面更新查询的起源的有效生成和存储。我们表明，一个天真的算法可以导致一个指数级大的出处表达，但补救这一点，我们提出了一个范式，可以有效地计算查询评估。我们实验研究我们的解决方案的性能，并证明其可扩展性和实用性，特别是我们的范式表示的有效性。
2020-07-10 cs.DB
Introducing PathQuery, Google's Graph Query Language
我们介绍PathQuery，一种图形查询语言，它的开发可以与Google的查询和数据量以及内部开发人员社区进行扩展。PathQuery支持灵活的声明式语义。我们已经发现，这使得查询开发人员认为在一个自然的“图形”设计空间，并避免额外的认知努力，协调许多连接和子查询往往需要表达一个等价的查询在关系空间。尽管它的语法风格是面向对象的，但PathQuery的基础是关系代数的一个自定义变体--我们目前推迟了对它的阐述--允许应用常见和新颖的优化。我们相信PathQuery在Google经受住了“时间的考验”，在大规模和低延迟的要求下。因此，我们在这里分享的语言设计，承认严格的声明性语义，在实践中扩展良好，并提供了一个自然的语法图遍历，同时也承认复杂的图形模式。
2021-06-17 cs.DB
EQL -- an extremely easy to learn knowledge graph query language, achieving highspeed and precise search
Beijing Lemon Flower Technology Co., Ltd.（北京柠檬花科技有限公司）
EQL又称Extremely Simple查询语言，可广泛应用于知识图谱、精准搜索、强人工智能、数据库、智能音箱、专利检索等领域。EQL采用极简主义的设计原则，追求简单易学，让每个人都能快速掌握。EQL语言与λ演算的相互转化揭示了EQL语言的数学本质，为EQL语言的严密性和逻辑完整性奠定了坚实的基础。EQL语言和具有世界常识的全面知识图谱系统，可以共同构成未来强AI的基础，弥补当前AI系统对世界常识理解的不足。EQL语言不仅可以被人类使用，也可以作为数据查询和机器人之间数据交换的基本语言。
2020-03-19 cs.CL cs.DB
Finding path motifs in large temporal graphs using algebraic fingerprints
我们研究了一类顶点着色时态图的模式检测问题。特别是，给定一个顶点着色的时态图和一个多颜色集作为查询，我们搜索包含查询中指定的颜色的图中的时态路径。这些类型的问题有几个应用，例如为游客推荐旅游或检测金融交易网络中的异常行为。对于我们考虑的模式检测问题的家庭，我们建立复杂性的结果和设计的代数算法框架的基础上约束多线性筛选。我们证明，我们的解决方案规模庞大的图形高达十亿边的多集查询与五种颜色和高达一亿边的多集查询与十种颜色，尽管问题是NP-难的。我们的实现，这是公开的，具有实际的边缘线性可扩展性，并高度优化。例如，在一个拥有超过600万条边的真实图形数据集和一个具有10种颜色的多集查询中，我们可以在具有4个核心的Haswell桌面上在不到8分钟的时间内提取出最佳解决方案。
2020-07-27 cs.DB cs.DC cs.DS
Algebraic Property Graphs
我们提出了一个应用范畴理论的案例研究，从一个应用领域的角度写的：在企业设置中使用基本结构的类型论和范畴理论，包括限制和co-limit草图的形式化的广泛使用的属性图数据模型。观察到代数数据类型是我们在实践中处理的大多数企业模式语言的共同基础，对于图数据或其他，我们引入了代数属性图的类型论，其中类型表示函数编程意义上的代数数据类型和数据库理论意义上的联合E/R图。我们还提供了理论基础，图转换沿模式映射的语义一致性的建设保证。我们的数据模型起源于Uber开发的数据集成工具包的形式化，该工具包沿着数据交换语言（如Apache Avro，Apache Thrift和Protocol Buffers）与图形语言（包括具有OWL或基于SHACL的模式的RDF）之间的可组合映射携带数据和模式。
2022-07-20 cs.DB
Logical Foundations and Complexity of 4QL, a Query Language with Unrestricted Negation
本文为支持规则头与规则体无限制否定的四值查询语言 4QL 建立逻辑基础，研究良基支持模型、证明计算算法正确，并表明其具有 PTIME 数据复杂性且可捕获 PTIME 查询。
2011-03-18 cs.DB cs.LO
Relational Lattice Foundation for Algebraic Logic
关系格是关系代数的一种简洁的数学模型。它将六个经典的关系代数运算符减少到两个：自然连接和内部联合。在本文中，我们推动关系格理论在两个方向。首先，我们发现了一对互补的晶格运营商，并组织成一个双格的四个操作和四个区别常数的模型。我们注意到双格对称性被破缺的一种特殊方式。然后，我们给出了一元否定运算的公理化介绍，并证明了几个定理，包括双重否定和德摩根定理。接下来，我们减少模型回到两个基本的二元运算和12个公理，并展示了一个令人信服的论点，所得到的系统是完整的模型理论意义上。本文的最后部分将关系格的观点投射到数据库依赖理论和圆柱代数中。
2009-03-23 cs.DB cs.LO
Enabling Secure Database as a Service using Fully Homomorphic Encryption: Challenges and Opportunities
至少在过去的十年里，数据库社区一直在努力查询加密数据，这将使安全的数据库作为服务解决方案。密码学界最近（2009年）的一项突破与全同态加密（FHE）有关，表明对加密数据的任意计算是可能的。然而，成功地采用FHE进行查询处理仍然是一个遥远的梦想，并且必须解决许多挑战。一个挑战是如何执行加密数据的代数查询处理，其中我们产生加密的中间结果，并且可以组合对加密数据的操作。在本文中，我们描述了加密数据的代数查询处理的解决方案，还概述了其他几个需要解决的挑战，同时还描述了可以从数据库社区查询加密数据的十年工作中吸取的教训。
2013-02-11 cs.CR cs.DB
Query, Don't Train: Privacy-Preserving Tabular Prediction from EHR Data via SQL Queries
本文提出QDT方法，通过LLM生成隐私合规的SQL查询从EHR中提取汇总统计信息并进行推理预测，无需训练或访问个体数据，在2型糖尿病30天再入院预测中F1达0.70，优于TabPFN。
2025-09-21 cs.DB
Quantum Computing for Query Containment of Conjunctive Queries
Humboldt-Universität zu Berlin（柏林洪堡大学）；Fraunhofer-Institut für Offene Kommunikationssysteme (FOKUS)（弗劳恩霍夫开放通信系统研究所）；Universität Passau（帕绍大学）
本文提出利用量子计算解决连接查询的查询包含性问题，通过将问题转化为可由量子硬件求解的优化问题，并在模拟器和量子设备上验证了其有效性。
2026-03-14 cs.DB
Database Querying under Changing Preferences
我们在这里提出了一个正式的基础，迭代和增量的方法来构建和评估偏好查询。我们的主要重点是查询修改：一个查询转换的方法，其工作原理是通过修改查询中的偏好关系。我们提供了一个详细的分析的情况下，顺序理论的偏好关系的性质被保留的修订。我们考虑了一些不同的修订运营商：工会，优先和帕累托组合。我们还制定了代数法，使增量评估的偏好查询。最后，我们考虑了基本框架的两个变化：有限限制的偏好关系和弱序严格偏序偏好关系的扩展。
2006-07-05 cs.AI cs.DB
Query Lifting: Language-integrated query for heterogeneous nested collections
基于解析语法的数据库集成查询是安全数据库编程的一种强大技术，并为高级技术（如查询分解或查询扁平化）提供了基础，这些高级技术允许对复杂的嵌套集合进行高效编程。然而，这些技术的基础是缺乏的：虽然SQL，最广泛使用的数据库查询语言，支持异构查询，混合集和多集语义，这些重要的功能不支持已知的正确性结果或实现，假设同构集合。在本文中，我们研究语言集成查询的异构查询语言$NRC_λ(Set,Bag)$，结合了集和多集结构。我们将展示如何规范化和翻译查询SQL，并开发一种新的方法来查询异构嵌套集合，基于洞察力的“本地”查询子表达式，计算嵌套的子集合可以被“提升”到顶级类似于本地函数定义的提升。
2021-01-18 cs.DB cs.PL
Towards a Standard for JSON Document Databases
本报告形式化MongoDB聚合框架，确定可作行业标准起点的片段，提供语法、语义、与关系语言关联及优化变换。
2025-10-15 cs.DB
Axiomatic Foundations and Algorithms for Deciding Semantic Equivalences of SQL Queries
确定SQL查询的等价性是数据管理中的一个基本问题。由于以前的工作主要集中在研究问题的理论局限性，很少有实现检查这样的等价性存在。在本文中，我们提出了一个新的形式主义和实现推理的等价SQL查询。我们的形式主义，U-半环，扩展SQL的半环语义与无界求和和重复消除。U-半环只使用很少的公理定义，因此可以很容易地使用证明助手，如Coq的自动查询推理实现。然而，它们足以使我们能够推理复杂的SQL查询，这些查询是在包和集合上评估的，以及各种完整性约束。为了评估U-半环的有效性，我们已经使用它来正式验证39个查询重写规则，从经典的数据管理研究论文和现实世界的SQL引擎，其中许多从来没有被证明是正确的。
2018-05-24 cs.DB cs.PL
Modeling Relational Patterns for Logical Query Answering over Knowledge Graphs
University of Stuttgart（斯图加特大学）；Bosch Center for Artificial Intelligence（博世人工智能中心）；University of Southampton（南安普顿大学）
本文提出一种新颖的查询嵌入方法RoConE，通过在复数空间利用几何锥体和旋转算子建模关系模式，有效增强了一阶逻辑查询的回答性能。
2025-03-04 cs.AI cs.DB cs.LG
Query Languages for Machine-Learning Models
RWTH Aachen University（亚琛工业大学）
本文提出了一种用于神经网络的查询语言，基于加权图结构，探讨了FO(SUM)和IFP(SUM)的表达力和计算复杂性。
2026-01-14 cs.AI cs.DB cs.LO
Expressing the cone radius in the relational calculus with real polynomial constraints
我们表明，有一个查询表示在一阶逻辑上的reals，返回，在任何给定的半代数集A，对于每一个点的半径A是圆锥形的。我们得到这一结果结合著名的结果从微积分和真正的代数几何，特别是萨尔德定理和汤姆的第一个合痕引理，最近的算法结果Rannou。
2001-06-21 cs.DB cs.LO
Aggregate Queries on Sparse Databases
我们提出了一个代数框架，研究有效的算法查询评估，聚集，枚举，并在更新下，稀疏数据库的维护。我们的框架允许以统一的方式处理这些问题，通过考虑各种半环，这取决于所考虑的问题。作为一个具体的应用，我们提出了一个强大的查询语言扩展一阶逻辑的聚合在多个半环。我们得到一个最佳的算法计算稀疏数据库上的查询的答案。更准确地说，给定一个数据库从一个固定的类与有界的扩展，算法计算在线性时间的数据结构，它允许枚举的一组答案的查询，两个输出之间的恒定延迟。
2019-12-27 cs.DB cs.LO
AlayaDB: The Data Foundation for Efficient and Effective Long-context LLM Inference
AlayaDB AI
本研究提出AlayaDB向量数据库系统，通过解耦LLM推理的KV缓存与注意力计算并封装为向量数据库，为MaaS提供商减少硬件资源消耗、提升生成质量，经用例与基准实验验证其有效性。
2025-04-14 cs.AI cs.DB cs.IR
Skeletons Matter: Dynamic Data Augmentation for Text-to-Query
School of Data Science, Fudan University（复旦大学数据科学学院）；School of Computer Science and Technology, Donghua University（东华大学计算机科学与技术学院）；College of Computer Science and Artificial Intelligence, Fudan University（复旦大学计算机科学与人工智能学院）；Ant Group（蚂蚁集团）；Shanghai Key Laboratory of Data Science（上海数据科学 key laboratory）
本文提出一种动态数据增强框架，通过识别查询骨架作为共同优化目标，提升文本到查询任务的泛化能力和效率。
2025-11-24 cs.AI cs.CL cs.DB
An Algebraic Graph Transformation Approach for RDF and SPARQL
我们考虑了万维网联盟（W3C）关于RDF框架及其相关的查询语言SPARQL的建议。我们提出了一个新的形式化框架，范畴理论的基础上，提供了明确和简洁的形式化定义的主要基本特征的RDF和SPARQL。我们定义RDF图以及SPARQL基本图模式作为一些嵌套类别的对象。这使得人们可以明确，特别是，空白节点的作用。此外，我们认为基本SPARQL CONSTRUCT和SELECT查询和形式化的操作语义后，一种新的代数图变换方法称为POIM。
2020-12-03 cs.DB cs.PL cs.SC
