
【计】 fourth normal form
fourth; fourthly
【计】 normal form
在计算机科学与数据科学研究中,"第四范式"(The Fourth Paradigm)指代以数据密集型计算为核心的新型科研方法论。该概念由图灵奖得主吉姆·格雷(Jim Gray)于2007年提出,被视作继实验科学、理论推演、计算模拟之后的第四种科学发现范式。
核心特征包含三个维度:
与前三范式的本质区别可通过公式表达: $$ Delta Knowledge = f(D{mass},A{ML}) gg Delta H{hypothesis} $$ 其中大规模数据集$D{mass}$与机器学习算法$A_{ML}$共同驱动知识增量,超越传统假设验证模式。
该理论体系在新冠疫情期间展现出实践价值,约翰·霍普金斯大学建立的COVID-19数据中心整合全球1400+数据源,日均处理10亿+数据点,为流行病预测提供实时支持。
根据不同的学科背景,“第四范式”主要有以下两种解释,需结合具体语境理解:
定义:第四范式(4NF)是关系数据库设计的规范化形式之一,建立在第三范式(3NF)基础上,旨在消除多值依赖,解决数据冗余和操作异常问题。
核心目的:
通过分解多值依赖关系,将复杂表拆分为多个单一关联的表,确保数据一致性。例如,若表中存在“学生-课程-教师”的多值依赖关系,需拆分为“学生-课程”和“课程-教师”两个表。
关键要点:
应用场景:
适用于复杂业务关系的数据模型设计,如教育管理系统、医疗信息系统等,可避免数据冗余和更新异常。
定义:由计算机科学家吉姆·格雷提出,指数据密集型科学发现(Data-Intensive Scientific Discovery),强调通过海量数据分析驱动科学发现。
四大范式演进:
特点:
依赖高性能计算和人工智能技术,实现从“假设驱动”到“数据驱动”的转变。
在数据库设计中,“第四范式”是规范化的高级阶段;在科学研究中,它代表大数据驱动的科学方法论。具体含义需结合上下文判断。
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