30、复杂事件处理的两种语义：复杂事件关系代数（CERA）及其在XChangeEQ中的应用

复杂事件处理的两种语义：复杂事件关系代数（CERA）及其在XChangeEQ中的应用

1. 引言

在数据库领域，关系代数用于描述对关系应用运算符以计算查询答案的顺序，它是数据库查询语言（如SQL）操作语义和查询优化的理论基础。近年来，信息系统中出现了针对事件（或数据）流的连续查询趋势，这种连续查询与传统的数据库或Web数据临时查询有本质区别，因为事件查询是对不断变化的事件数据流进行持续评估的常驻查询。

复杂事件处理（CEP）是一种从低级事件流中及时、永久地推导高级知识或复杂事件的算法方法。事件查询语言（EQLs）旨在以方便、简洁、有效且可维护的方式表达复杂事件。本文将介绍复杂事件关系代数（CERA），它是关系代数的扩展和定制变体，用于表示复杂事件查询的执行计划。

将关系代数应用于CEP并非新思路，但本文提出了一种显著不同的方法。以往的方法（如CQL）通过时间窗口等流到关系的运算符，将流在每个时间点转换为有限关系，然后应用普通的关系代数表达式。而CERA将整个流视为一个潜在的无限关系，并对该无限关系应用定制的关系运算符，这些运算符经过限制，使得在每个时间点，只需知道流的有限可用部分就能计算出该时间点之前的结果，因此适合复杂事件查询的增量式逐步评估。

本文还将通过XChangeEQ语言展示CERA的应用，XChangeEQ是一种近期开发的、表达性强且易于使用的高级EQL。同时，会详细说明如何将XChangeEQ规则转换为CERA表达式，以及如何优化和增量评估由CERA表达式组成的查询计划。此外，还将介绍XChangeEQ的声明性语义，并证明基于CERA的操作语义相对于声明性语义的正确性。

2. CEP示例

以下是一个XC