
【計】 fourth normal form
fourth; fourthly
【計】 normal form
在計算機科學與數據科學研究中,"第四範式"(The Fourth Paradigm)指代以數據密集型計算為核心的新型科研方法論。該概念由圖靈獎得主吉姆·格雷(Jim Gray)于2007年提出,被視作繼實驗科學、理論推演、計算模拟之後的第四種科學發現範式。
核心特征包含三個維度:
與前三範式的本質區别可通過公式表達: $$ Delta Knowledge = f(D{mass},A{ML}) gg Delta H{hypothesis} $$ 其中大規模數據集$D{mass}$與機器學習算法$A_{ML}$共同驅動知識增量,超越傳統假設驗證模式。
該理論體系在新冠疫情期間展現出實踐價值,約翰·霍普金斯大學建立的COVID-19數據中心整合全球1400+數據源,日均處理10億+數據點,為流行病預測提供實時支持。
根據不同的學科背景,“第四範式”主要有以下兩種解釋,需結合具體語境理解:
定義:第四範式(4NF)是關系數據庫設計的規範化形式之一,建立在第三範式(3NF)基礎上,旨在消除多值依賴,解決數據冗餘和操作異常問題。
核心目的:
通過分解多值依賴關系,将複雜表拆分為多個單一關聯的表,确保數據一緻性。例如,若表中存在“學生-課程-教師”的多值依賴關系,需拆分為“學生-課程”和“課程-教師”兩個表。
關鍵要點:
應用場景:
適用于複雜業務關系的數據模型設計,如教育管理系統、醫療信息系統等,可避免數據冗餘和更新異常。
定義:由計算機科學家吉姆·格雷提出,指數據密集型科學發現(Data-Intensive Scientific Discovery),強調通過海量數據分析驅動科學發現。
四大範式演進:
特點:
依賴高性能計算和人工智能技術,實現從“假設驅動”到“數據驅動”的轉變。
在數據庫設計中,“第四範式”是規範化的高級階段;在科學研究中,它代表大數據驅動的科學方法論。具體含義需結合上下文判斷。
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