Aggregating data in a database could also be called "integrating along fibers": given functions $\pi\colon E\to D$ and $s\colon E\to R$, where $(R,\circledast)$ is a commutative monoid, we want a new function $(\circledast s)_\pi$ that sends each $d\in D$ to the "sum" of all $s(e)$ for which $\pi(e)=d$. The operation lives alongside querying -- or more generally data migration -- in typical database usage: one wants to know how much Canadians spent on cell phones in 2021, for example, and such requests typically require both aggregation and querying. But whereas querying has an elegant category-theoretic treatment in terms of parametric right adjoints between copresheaf categories, a categorical formulation of aggregation -- especially one that lives alongside that for querying -- appears to be completely absent from the literature. In this paper we show how both querying and aggregation fit into the "polynomial ecosystem". Starting with the category $\mathbf{Poly}$ of polynomial functors in one variable, we review the relatively recent results of Ahman-Uustalu and Garner, which showed that the framed bicategory $\mathbb{C}\mathbf{at}^\sharp$ of comonads in $\mathbf{Poly}$ is precisely the right setting for data migration: its objects are categories and its bicomodules are parametric right adjoints between their copresheaf categories. We then develop a great deal of theory, compressed for space reasons, including local monoidal closed structures, a coclosure to bicomodule composition, and an understanding of adjoints in $\mathbb{C}\mathbf{at}^\sharp$. Doing so allows us to derive interesting mathematical results, e.g.\ that the ordinary operation of transposing a span can be decomposed into the composite of two more primitive operations, and then finally to explain how aggregation arises, alongside querying, in $\mathbb{C}\mathbf{at}^\sharp$.


翻译:数据库中的数据聚合也可称为“沿纤维积分”:给定函数 $\pi\colon E\to D$ 和 $s\colon E\to R$,其中 $(R,\circledast)$ 是交换幺半群,我们定义新函数 $(\circledast s)_\pi$,它将每个 $d\in D$ 映射为所有满足 $\pi(e)=d$ 的 $s(e)$ 之“和”。该操作在典型数据库使用中与查询(更一般地,数据迁移)并存:例如,用户需要了解加拿大人在2021年的手机消费金额,此类请求通常同时涉及聚合与查询。然而,尽管查询已存在优雅的范畴论处理——通过余预层范畴间的参数化右伴随函子——但关于聚合的范畴化表述(尤其是能与查询表述共存的框架)在文献中似乎完全缺失。本文展示了查询与聚合如何融入“多项式生态”。我们从单变量多项式函子范畴 $\mathbf{Poly}$ 出发,回顾Ahman-Uustalu和Garner近期的工作:他们证明$\mathbf{Poly}$中余单子的有框架双范畴 $\mathbb{C}\mathbf{at}^\sharp$ 正是数据迁移的恰当框架——其对象为范畴,双模为余预层范畴间的参数化右伴随函子。随后我们发展了因篇幅而压缩的大量理论,包括局部幺半闭结构、双模复合的余闭包性,以及 $\mathbb{C}\mathbf{at}^\sharp$ 中伴随函子的理解。由此推导出有趣的数学结论(例如,普通跨度转置操作可分解为两个更基本操作的复合),最终阐明在 $\mathbb{C}\mathbf{at}^\sharp$ 中聚合如何与查询并列产生。

0
下载
关闭预览

相关内容

【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年8月4日
Arxiv
0+阅读 · 2023年8月3日
Arxiv
0+阅读 · 2023年8月3日
Arxiv
0+阅读 · 2023年8月2日
VIP会员
最新内容
综述 | Self-Evolving Coding Agents:自进化编程智能体
专知会员服务
0+阅读 · 今天13:16
美海军陆战队将三型无人机整合入统一战场网络
专知会员服务
2+阅读 · 今天9:39
《无人机蜂群:释放人类-蜂群编队的潜能》
专知会员服务
4+阅读 · 今天9:12
《战略战术化:一项综合性述评》
专知会员服务
2+阅读 · 今天9:08
美陆军-工业界协同推进反无人机系统技术发展
专知会员服务
1+阅读 · 今天8:46
相关VIP内容
【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员