As the information management paradigm shifts from the data management to the knowledge management, the next-generation database applications will require auto-everything technology which minimizes users' (or applications') intervention in the course of decision-making. One of the most potential approaches is to use active rule facilities for representing and processing knowledges specified either implicitly or explicitly within applications as well as databases. By defining and managing the rules separately from the data, a new concept of high-level data independence, i.e., knowledge independence can be achieved, by which both application and database management become relieved from the burden of frequent database changes due to the changes in application strategies and database constraints. Active rule management and processing facility on top of the traditional database management functions provide database with advanced decision-making services, making the passive database systems active. Active rules defined in an active database system specify that certain actions are to be executed automatically whenever certain events occur and specified conditions are met.
There is a wide spectrum of aspects in designing and implementing rule definition and execution models in active database systems. $\It{Rule definition model}$ describes what can be specified in active rules. A good system will require a rule language that is expressive enough to describe complex events and rules and is easy to learn. $\It{Rule execution model}$ describes how the active system behaves once a set of rules are defined. In this model, the system requires a solid mechanism for detecting events, scheduling triggered rules, evaluating conditions, and executing actions. In active rule systems, user transactions and rule transactions should be integrated since rules have to be executed in the same context as the user transaction. Also, implementation of various Event-Condition-Action(ECA) $\It{coupling modes}$ are important for incorporating different rule execution semantics between event and condition, and condition and action.
In this thesis, we report our design and implementation effort for an active rule management system as a partial(and the first-step) development of an active database system for the $AIMS^1$ project. Our prototype system aims to provide all the conventional database systems with active capabilities on top of them. For this purpose, we adopt the layered architecture and Java language. Our development reported in this thesis includes design and implementation of (1) an ECA-based $\It{rule definition language}$ using Java, (2) an event detection mechanism, and (3) a rule execution mechanism. We also report our transaction scheme which integrates user transactions and rule transactions and supports various coupling modes.
정보관리 패러다임이 데이터 관리에서 지식관리로 변화함에 따라, 다음세대의 데이터 응용 프로그램은 의사결정과정에 일반 사용자의 개입을 최소화하는 기술을 요구하고 있다. 이러한 요구에 부응하여, 기존의 데이터베이스가 사용자 요청에 의해서만 데이터 관리 작업을 수행하던 수동적 역할을 확장하여, ECA 규칙 기반의 능동형 데이터베이스에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. ECA 규칙은 특정 상황(이벤트)이 발생하고, 정의된 조건(컨디션)이 만족되면 특정 작업(액션)을 실행하도록 정의되는 규칙이다. 능동형 데이터베이스는 ECA규칙으로 지식을 표현하여, 데이터 관리와 지식관리를 통합하는 이점을 제공한다.
본 논문에서는 AIMS 프로젝트의 일부분으로 수행된, 능동 규칙 서비스 컴포넌트의 설계와 구현에 관한 연구의 결과를 제시하고 있다(AIMS 프로젝트는 관계형 데이터베이스 시스템을 하부시스템으로 도입하여, 중간계층으로 오브젝트-관계형 스키마를 지원하는 컴포넌트와 상위계층인 능동규칙 서비스 컴포넌트의 개발을 진행하고 있다). 두 가지 모델링 패러다임(규칙정의 모델과 규칙 실행 모델)을 기반으로 규칙 서비스를 구현하였다. 특히 구현을 위해 자바와 JDBC를 이용하였다.
규칙정의모델은 ECA 규칙을 기술하는 방법을 결정하는 역할을 한다. 이벤트 정의 언어는 두가지 기본 이벤트 타입인 데이터베이스 이벤트와 응용프로그램 이벤트를 지원한다. 이벤트 컴파일러는 이벤트 정의를 분석하여 이벤트 정보와 바인딩 정보를 생성한다. 규칙 정의 언어는 컨디션과 액션을 자바로 기술하도록 설계되었으며, 이를 통해 자바의 장점을 이용하여 표현력을 향상할 수 있도록 구현되었다. 규칙 컴파일러는 규칙 정의를 분석하여 자바 클래스 정의를 생성하여 컴파일한다. 자바 클래스 생성시, 이벤트 정의 단계에서 생성된 바인딩 정보를 이용하여 바인딩 처리 코드를 생성한다. 이 코드에는 이벤트를 발생하는 오브젝트를 저장하는 이벤트 변수 선언 생성과 해당 메쏘드의 인자 전달을 위한 파라메터 변수 선언이 포함된다.
규칙실행모델은 규칙시스템의 규칙 실행 방법을 결정하는 역할을 한다. 이 모델은 크게 이벤트 통보, 규칙 스케쥴링과 규칙 실행으로 구성된다. 이벤트 통보는 오브젝트 생성시 함께 생성되는 A-Object을 통해 발생된다. 오브젝트의 메쏘드는 사전 이벤트와 사후 이벤트 발생을 위하여 A-Object를 호출하는 코드가 삽입되며, A-Object는 이벤트 디텍터에게 해당 이벤트를 통보하는 역할을 한다. 실행순서는 규칙 정의에 포함된 순서 정보에 의해 결정되며, 특히 규칙 상속의 경우는 부모 규칙을 고려하여 스케쥴링 한다. 규칙 실행은 세가지 커플링 모드를 바탕으로, 컨디션과 액션을 실행한다. 세가지 커플링 모드에는 immediate, deferred, decoupled가 있으며, deferred 모드 규칙은 큐에 저장된 후, 트랜잭션이 커밋되기 직전에 실행한다. decoupled 모드 규칙은 새로운 쓰레드를 생성하여 별도의 트랜잭션으로 실행된다. 규칙실행은 사용자의 트랜잭션과 통합되어야 하며, 연속적인 규칙 실행은 nested 트랜잭션 모델이 적합하다. 트랜잭션 관리 모듈은 nested 트랜잭션을 JDBC가 지원하는 flat 트랜잭션으로 변환하는 역할을 한다.
이상과 같이, 본 논문에서는 규칙실행을 위한 전 과정을 설계 및 구현하였다. 아직 미흡한 부분은 향후 연구 과제로 남아있으나, 본 논문의 결과는 AIMS 프로젝트에 포함된 오브젝트-관계형 지원 컴포넌트와 통합되어 다양한 응용분야에 적용될 것으로 기대된다.
