Vybrané problémy relačních databází a jejich řešení za neurčitosti

RNDr. Bogdan WALEK

Doctoral thesis

Selected aspects of relational databases and their solutions under uncertainty

Abstract:

Disertační práce se zabývá tvorbou metodik pro tři vybrané aspekty relačních databází, které řeší v prostředí neurčité informace. Práce se zabývá těmito aspekty relačních databází: tvorba konceptuálního modelu, testování databáze vůči původním požadavkům na její vytvoření, transformace fyzického modelu databáze a migrace dat. Navrhuje metodické pokyny pro všechny vybrané oblasti podpořené nástroji, které obsahují expertní systémy. Navrhované expertní systémy mají za cíl zpracovat neurčité (vágní) vstupní informace a automatizovat některé činnosti prováděné analytikem nebo databázovým návrhářem. Práce definuje obecný postup návrhu expertního systému, který tvoří teoretický základ pro návrh expertních systémů řešených aspektů relačních databází. Je zde také definován obecný model systému pro podporu rozhodování. V oblasti konceptuálního modelování jsou navrženy metodické pokyny, které mají za cíl zpracovat neurčité požadavky zadavatele na vytvoření budoucí databáze. Navržený expertní systém na základě neurčitých požadavků a vhodně vytvořené znalostní báze navrhuje vhodné entity, atributy a vztahy pro výsledný konceptuální model. Součástí metodiky je také návrh způsobu reprezentace požadavků a výsledného konceptuálního modelu pomocí XSD schématu. Dále je definován algoritmus transformace výsledného konceptuálního modelu do nástroje pro datové modelování Sybase PowerDesigner. Navržené postupy a metodické pokyny jsou ověřeny pomocí implementace nástroje CMTool. Dále je v práci navržena metodika pro testování databáze vůči požadavkům na její vytvoření. Součástí metodiky je návrh jedné z možných forem reprezentace požadavků a její transformace do konceptuálního modelu. Dále je navržen postup rekonstrukce konceptuálního modelu z testované databáze. Oba konceptuální modely mohou být poté vizuálně srovnány v nástroji Sybase PowerDesigner. Je zde také navržen postup automatického porovnání testované databáze vůči požadavkům na její vytvoření, výstupem je seznam rozdílů spolu s případnými pokyny pro optimalizace testované databáze. Navržený expertní systém navrhuje vhodné kandidáty na datové typy na základě vágního popisu typu uložených dat v tabulce požadavků. Navržené postupy jsou ověřeny pomocí implementace nástroje DTestingTool. Nakonec je navržena metodika pro transformaci fyzického modelu databáze a migrace dat. Součástí metodiky je načtení fyzického modelu zdrojové databáze a návrh kandidátů na vhodné datové typy v cílové databázi pomocí expertního systému. Expertní systém zohledňuje použité relační databázové systémy a navrhuje vhodné datové typy podporované příslušným relačním databázovým systémem. Dále jsou definovány postupy pro úspěšné dokončení procesu transformace fyzického modelu do cílové databáze a migrace dat databázových tabulek. Navržené postupy jsou ověřeny pomocí nástroje DMigrationTool.

Abstract:

This dissertation thesis deals with creating methodologies for three selected aspects of relational database, which are solved under uncertainty. Thesis deals with these aspects of relational databases: a conceptual model creation, testing database against original requirements for its creation, transformation of the physical database model and data migration. It proposes guidelines for selected areas supported by tools, which include expert systems. The proposed expert systems process indefinite (vague) input data and automate some of the activities carried out by the analyst or the database designer. The work defines a general process for expert system design, which forms the theoretical background for design of expert systems for selected aspects of relational database. A general model of decision support system is also defined. In the area of conceptual modeling there are proposed guidelines for processing vague customer requirements for creating a future database. The proposed expert system based on vague requirements and knowledge base suggests appropriate entities, attributes and relationships for the resulting conceptual model. The methodology also designes representation of the requirements and the resulting conceptual model using XSD schema. Algorithm for transformation of the resulting conceptual model to visualisation in the data modeling tool Sybase PowerDesigner, is also defined. The proposed procedures and guidelines are verified by implemented tool called CMTool. Then, the thesis proposes methodology for database testing against original requirements for its creation. Methodology suggests on of the possible of requirements representation and its transformation into a conceptual model. Then, the algorithm for reconstructing of the conceptual model from the implemented database is proposed. Both conceptual models can be visually compared in the Sybase PowerDesigner tool. There is also proposed procedure for comparing implemented database against the requirements for its creation, the result of the procedure is a list of differences with possible guidelines for implemented database optimization. The proposed expert system suggests appriopriate candidates for data types based on vague description of data stored in requirements table. The proposed procedures and guidelines are verified by implemented tool called DTestingTool. Finally, a methodology for transformation of physical database model and data migration is proposed. The methodology loads physical model of the source database and suggests candidates for appropriate data types in the target database using expert system. Expert system, based on used relational database systems, suggests appriopriate data types supported by specific relational database system. Then, the procedures for successful completion of the transformation process of the physical model into the target database, and data migration of database tables data are proposed. The proposed procedures and guidelines are verified by implemented tool called DMigrationTool.

Keywords

relační databáze, neurčitá informace, expertní systém, fuzzy logika, konceptuální model, testování databáze, migrace dat

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 10. 6. 2012

Accessible from:: 10. 6. 2012

Thesis defence

• Supervisor: Doc. Ing. Cyril Klimeš, CSc.

University of Ostrava

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Information Science / Information Systems