автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.11, диссертация на тему:Согласованные эволюционные трансформации взаимозависимых слабоструктурированных и реляционных схем

кандидата физико-математических наук
Симановский, Андрей Александрович
город
Санкт-Петербург
год
2007
специальность ВАК РФ
05.13.11
цена
450 рублей
Диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению на тему «Согласованные эволюционные трансформации взаимозависимых слабоструктурированных и реляционных схем»

Автореферат диссертации по теме "Согласованные эволюционные трансформации взаимозависимых слабоструктурированных и реляционных схем"

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

Симановский Андрей Александрович

СОГЛАСОВАННЫЕ ЭВОЛЮЦИОННЫЕ ТРАНСФОРМАЦИИ ВЗАИМОЗАВИСИМЫХ СЛАБОСТРУКТУРИРОВАННЫХ И РЕЛЯЦИОННЫХ СХЕМ

05 13 И — Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

003070367

Санкт-Петербург

2007 ФмЬ

003070367

Работа выполнена на кафедре системного программирования математико-механического факультета Санкт-Петербургского

государственного университета

Научный руководитель

доктор физико-математических наук, профессор Новиков Борис Асенович

Официальные оппоненты доктор технических наук,

Кузнецов Сергей Дмитриевич

Ведущая организация

кандидат физико-математических наук, Новиков Федор Александрович

ГОУ Южно-Уральский государственный университет

Защита диссертации состоится "3/" МШ 200/года в {Тчасов на заседании диссертационного совета Д212 232 51 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук при Санкт-Петербургском государственном университете по адресу 198504, Санкт-Петербург, Старый Петергоф, Университетский пр , д 28, математико-механический факультет Санкт-Петербургского государственного университета

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Санкт-Петербургского государственного университета по адресу 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб , д 7/9

Автореферат разослан "¿-"Г'^'/'уЗ^-У 200гтода

Ученый секретарь диссертационного совета доктор физико-математических наук,

профессор /оДа^ьнекКР Б К Мартыненко

Общая характеристика работы

Актуальность темы

Ряд современных приложений, работающих с базами данных, таких, например, как электронные системы учета медицинской информации, требуют от уровня представления данных возможности модификации (изменения) со временем хранимых данных и их схем Процесс изменения схемы данных в подобных системах является неотъемлемой частью жизненного цикла приложения Таким образом, поддержка модификаций схемы хранимых данных со временем является актуальной задачей для производителей СУБД

Существует несколько подходов к решению этой задачи в рамках СУБД Они имеют различные области применимости, предоставляют неодинаковый набор возможностей Эволюция схем [18] обеспечивает высокую производительность системы за счет меньшего объема предоставляемых возможностей Системы поддержки эволюции схем упорядочивают действия при изменении схем, позволяют описывать семантику изменений в предметной области и отражать изменения предметной области, происходящие со временем, в базе данных, распространяя эти изменения на схему хранимых данных и сами данные Они избавляют от необходимости создания и реализации ad-hoc алгоритмов по изменению схем и данных при каждой модификации В настоящее время существуют системы поддержки эволюции схем данных для реляционной [4, 5, 11, 9, 17], объектно-ориентированной [20, 19, 13, 6, 12, 10, 3, 15, 14, 8, 16], XML [21, 1, 7] моделей данных

Использование XML данных требует от приложений организации эффективного хранения и доступа к XML данным Одним из решений является сохранение данных в реляционных СУБД Это позволяет не только организовывать хранение и доступ к данным, но и использовать такие отсутствующие в XML, но полезные для приложения механизмы, как индексы, транзакции, многопользовательский доступ и тд Также немаловажным фактором, влияющим на принятие такой технологии,

является отсутствие на сегодняшний день реализации XML базы данных, удовлетворяющей требованиям широкого спектра приложений Рассматриваемые приложения часто используют XML и такие языки запросов как XQuery в качестве интерфейса к уровню представления данных, который в свою очередь использует мощные промышленные реляционные СУБД в качестве хранилища данных, реализуя логику преобразования работы с моделью данных XML в работу с реляционной моделью [22] Как следствие, возникает вопрос эволюции связанных отображением пары XML и реляционной схем

Ранее предлагаемые решения в рамках эволюции схем не рассматривали необходимость совместной эволюции схем данных, использующих различные модели Недавно возник интерес к подобным совместным изменениям схем и отображений между ними, называемым также адаптацией схем, как к проблеме управления моделями данных [2], но вопрос исследуется только в рамках интеграции схем, подхода, хотя и наиболее общего для изменяющихся схем, но в то же время, и наиболее "тяжеловесного", приводящего к значительным накладным расходам при работе приложения Предлагаемое решение использует эволюцию схем для решения поставленной задачи изменения пары связанных отображением XML- и реляционной схем, решая задачу адаптации в частном случае, но более эффективным методом

Цели работы

Данная работа исследует применимость эволюции схем для описания эволюционных трансформаций взаимозависимых слабоструктурированных и реляционных схем Цели, преследуемые работой, включают

• Построение модели эволюции, описывающей изменение взаимозависимых слабоструктурированных и реляционных схем данных

• Разработка множества элементарных операций, позволяющих описывать трансформации взаимозависимых схем и и связывающих их отображений

• Описание интеграционных трансформаций схем в рамках эволюционных преобразований взаимозависимых схем

Основные результаты

В работе получены следующие основные результаты

• Разработана аксиоматическая модель эволюции XML- и реляционной схем, описывающих XML-документ и его представление, хранимое в реляционной базе Предложенная модель позволяет выделить общую и независимые части обеих схем Модель позволяет описывать семантические инварианты схем данных и сохранять их при эволюционных трансформациях схем

• Разработана классификация элементарных преобразований, описывающих трансформации связанных схем Набор преобразований включает как преобразования характерные исключительно для схем XML-документов или схем реляционных представлений документов, так и преобразования, совместно меняющие сразу обе схемы Подобная классификация позволяет не только производить произвольные эволюционные трансформации связанных схем, но и вносить ограниченные изменения только в одну из схем, например, с целью оптимизации работы системы

• Предложен метод декларативного описания трансформаций схем Метод позволяет строить возможные цепочки элементарных преобразований и ранжировать различные пути трансформации по предложенным в работе критериям, позволяя, например, при внесении изменений в одну из схем, эффективно определить необходимость изменений в связанной схеме

• Реализован прототип системы, позволяющий применять изложенные в работе методы построения эволюционных преобразований схем на практике

Научная новизна

В данной работе впервые предложена модель эволюции взаимозависимых слабоструктурированных и реляционных схем Остальные полученные результаты также являются новыми и дополняют результаты предшествующих работ

Практическая и теоретическая ценность

С теоретической точки зрения, в работе предложена простая аксиоматическая модель, позволяющая описывать эволюционные трансформации взаимозависимых слабоструктурированных и реляционных схем и связывающих их отображений Кроме того, в работе исследован вопрос реализации автоматизированного поиска интерграционных трансформаций схем

Практическая ценность работы состоит в том, что предложенная модель может быть использована для автоматизации эволюционных преобразований существующих XML-реляционных систем, например, с помощью предлагаемого прототипа

Апробация работы

Результаты работы докладывались

• на Второй Всероссийской конференции "Методы и Средства Обработки информации" (Москва, октябрь 2005)

• на Девятой Восточно-Европейской конференции "Advances in Databases and Information Systems" (Таллин, Эстония, сентябрь 2005)

• на Шестой конференции "Baltic Conference on Databases and Information Systems" (Рига, Латвия, июнь 2004)

• на Первом коллоквиуме "Sprmg Colloquium for Young Researchers in Databases and Information Sytems (SYRCoDIS)" (Санкт-Петербург, май 2004)

• на семинарах группы теории баз данных при лаборатории исследования операций НИИММ

Публикации

Основные результаты представлены в шести работах автора, перечисленных в прилагающемся списке работ автора

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из пяти глав, заключения и списка литературы Основной текст диссертации занимает 78 страниц машинописного текста Библиография содержит 79 наименований Общий объем диссертации 84 страницы Рисунки и таблицы нумеруются по главам

Содержание работы

Первая глава содержит обзор исследуемого вопроса, в том числе обсуждает понятия связанные со схемами данных, темпоральными базами данных, эволюцией схем, XML-реляциониыми отображениями и адаптацией схем В главе также дан обзор существующих систем поддержки эволюции схем для реляционных, объектных, XML моделей данных и отображений между XML и реляционными данными В главе вводится понятие семантической интерпретации XML документа с точки зрения запросов

Во второй главе предложена аксиоматическая система поддержки эволюции пары взаимосвязанных XML- и реляционной схем Основной идеей системы является выделение промежуточной схемы-медиатора реляционных и XML-данных, являющейся общей частью схем

Система описывает отображение исходных схем в схему-медиатор и распространение изменений схемы-медиатора в исходные схемы

Первый раздел второй главы посвящен представлению данных в системе Второй раздел второй главы содержит определение схемы медиатора В разделе вводятся понятия графа XML-схемы и факторизованного графа XML-схемы и схемы-медиатора Отображение XML-схемы в схему-медиатор является композицией отображения, получающего граф XML-схемы по описанию XML-схемы и факторизации графа XML-схемы

Третий раздел второй главы обсуждает отображение реляционной схемы в схему-медиатор

Четвертый раздел второй главы вводит аксиомы системы и обсуждает связь сущностей схемы-медиагора и объектов предметной области приложения Данная связь выражается через ассоциирование с каждой вершиной схемы-медиатора набора множеств Аксиомы схемы-медиатора являются соотношениями между этими множествами Выполнение аксиом гарантирует согласованность схемы-медиатора с предметной областью приложения

Утверждение 1. Пусть абстрактная интерпретация — это заданное на множестве интерпретаций XML-схемы отображение во множество отображений © Г х DTD* (V -> V*), Q(DTD,I)(v) = {и G Gdtd V | I(v) = h(u) Л h ф const} Тогда на множестве канонических XML-схем система согласованных с синтаксической интерпретацией приложения множеств Ре и Ne полна относительно абстрактной интерпретации приложения

В третьей главе приведена таксономия элементарных операций предлагаемой системы

Преобразования схемы-медиатора представляют собой набор операций над графом с помеченными атрибутами вершинами, сохраняющих аксиомы Операции над схемой-медиатором включают в себя добавление и удаление атрибута, добавление и удаление дуги, добавление и удаление вершины, а также слияние двух вершин и расщепление вершины

Операции над схемой-медиатором позволяют из некоторой исходной схемы-медиатора получать любую наперед заданную схему-медиатор, имеющую данные множества значимых предшественников, последователей и атрибутов

Утверждение 2. Введенные операции позволяют из некоторой исходной схемы-медиатора получать любую наперед заданную схему-медиатор, имеющую данные множества значимых предшественников, последователей и атрибутов

Второй раздел третей главы рассматривает преобразования XML-схемы Ряд операций, изменяющих граф XML-схемы, удобнее ввести, оперируя графом XML-схемы Остальные операции не меняют граф XML-схемы и выражаются исключительно в терминах DTD Набор операций включает перемещение вершины вниз/вверх по иерархии, добавление и удаление "листовой" вершины, добавление и удаление верхней дуги, перемещение дуги вверх/вниз, маркирование/демаркирование дуги

Утверждение 3. Введенные операции, изменяющие граф XML-схемы, позволяют получать произвольные графы XML-схемы, соответствующие данной схеме-медиатору

Утверждение 4 Совокупность введенных над XML-схемой операций, затрагивающих только XML-схему, позволяет описать, т с полх/чить, имея некоторого представителя, класс всех XML-схем, соответствующих данной схеме-медиатору

Четвертый раздел третей главы посвящен операциям, преобразующим реляционную схему Набор операций включает добавление и удаление дублирующего столбца из таблицы

Утверждение 5. Операции добавления и удаления дублирующего атрибута из реляционной переменной позволяют преобразовать любую исходную реляционную схему, таблицы которой имеют столбцы с именами, образующими фиксированное мноэюеетво, и которой соответствует фиксированная схема-медиатор, в данную целевую

реляционную схему, таблицы которой имеют столбцы с именами, образующими то же множество, и которой соответствует та же схема-медиатор, при условии, что в обоих преобразованиях реляционных схем в схему-медиатор каждый столбец использован в определении хотя бы одного представления

Четвертая глава исследует вопрос трансформации схем в рамках предложенной модели эволюции

В первом разделе главы вводятся функция эволюции и граф эволюции Трансформация схемы может быть представлена как множество путей в графе эволюции, исходящих из данной начальной схемы ¿о и заканчивающихся в схемах, удовлетворяющих условиям Л

Второй раздел четвертой главы посвящен эвристике, позволяющей сделать задачу поиска на графе эволюции конечной и ранжированию путей эволюции

В пятой главе приводится описание прототипа, реализующего предложенную модель эволюции Существующие программные средства, осуществляющие поддержку эволюции схем, не позволяют работать с парой взаимосвязанных схем Прототип состоит из двух частей — 8(5Ь-скрипта, порождающего в реляционной базе данных, осуществляющей хранение данных, необходимые для системы поддержки эволюции таблицы и хранимые процедуры, и веб-приложения, реализующего интерфейс, обеспечивающий визуализацию и возможность изменять схемы

Заключение содержит список основных результатов, полученных в работе

Список литературы

[1] Куке С В Аксиоматизация эволюции схемы xml-баз данных // Программирование — 2003 — Т 29, № 3 — С 140-146

[2] Bernstein Р A Applying model management to classical meta data problems // CIDR — 2003

[3] Chen J -L, McLeod D Schema evolution for object-based accounting database systems // ISOOMS - 1994 - Pp 40-52

[4] Clifford J, Croker A The historical relational data model (hrdm) and algebra based on lifespans // Proceedings of the Third International Conference on Data Engineering — Washington, DC, USA IEEE Computer Society, 1987 — Pp 528-537

[5] Dadam P , Teuhola J Managing schema versions m a time-versioned nonfirst-normal-form relational database // BTW - 1987 - Pp 161-179

[6] Kim W, Chou H-T Versions of schema for object-oriented databases // VLDB - 1988 - Pp 148-159

[7] Leonardi E, Bhowmick S S Detecting changes on unordered xml documents using relational databases a schema-conscious approach // CIKM - 2005 - Pp 509-516

[8] Lerner В S A model for compound type changes encountered m schema evolution // ACM Trans Database Syst — 2000 — Vol 25, no 1 — Pp 83-127

[9] McKenzieL E, Snodgrass R T Evaluation of relational algebras incorporating the time dimension in databases // ACM Comput Surv — 1991 — Vol 23, no 4 — Pp 501-543

[10] Monk S, Sommervillc I Schema evolution m oodbs using class version-mg 11 SIGMOD Rec - 1993 - Vol 22, no 3 - Pp 16-22

[11] Narayanaswamy K, Rao K V B An incremental mechanism for schema evolution in engineering domains // Proceedings of the Fourth International Conference on Data Engineering — Washington, DC, USA IEEE Computer Society, 1988 — Pp 294-301

[12] Osborn S L The role of polymorphism in schema evolution in an object-oriented database // IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering — 1989 — Vol 1, no 3 - Pp 310-317

[13] Penney D J, Stem J Class modification m the gemstone object-oriented dbms // OOPSLA '87 Conference proceedings on Object-oriented programming systems, languages and applications — New York, NY, USA ACM Press, 1987 - Pp 111-117

[14] Peters R J, Ozsu M T An axiomatic model of dynamic schema evolution m objectbase systems // ACM Trans Database Syst — 1997 — Vol 22, no 1 - Pp 75-114

[15] Ra Y-G, Rundenstemer E A A transparent object-oriented schema change approach using view evolution // ICDE — 1995 — Pp 165-172

[16] Rashid A , Sawyer P Object database evolution using separation of concerns // SIGMOD Record — 2000 - Vol 29, no 4 - Pp 26-33

[17] Roddick J F Sql/se a query language extension for databases supporting schema evolution // SIGMOD Rec - 1992 — Vol 21, no 3 - Pp 10-16

[18] Roddick J F A survey of schema versiomng issues for database systems // Information and Software Technology — 1995 — Vol 37, no 7 — Pp 383393 citeseer ist psu edu/roddick95survey html

[19] Semantics and implementation of schema evolution in object-oriented databases / J Banerjee, W Kim, H -J Kim, H F Korth // SIGMOD Conference — 1987 - Pp 311-322

[20] Skarra A H, Zdonik S B The management of changing types in an object-oriented database // OOPSLA — 1986 — Pp 483-495

[21] Хеш Managing the evolution of xml documents / H Su, D Kramer, L Chen et al // RIDE-DM - 2001 - Pp 103-110

[22] Xquery implementation m a relational database system / S Pal, I Cseri, О Seeliger et al // VLDB '05 Proceedings of the 31st international conference on Very large data bases — VLDB Endowment, 2005 — Pp 1175— 1186

Работы автора по теме диссертации

• SV Соох, A A Simanovsky Regular Expressions m XML Schema Evolution ВгсникНацюнального технгчпого унгеерситету "Харкгвський полтехтчнийгнститут" Збгрник наукових праць Тематичний випуск "Систсмиий аналгз, управлгннл та тформацгйнг технологи' 1(1) — Харьков, Украина, 2004 — с 24-38

• A Simanovsky Evolution of Schema of XML-documents Stored m a Relational Database Proceedings of 6th Baltic DBIS Conference — Riga, Latvia, 2004 - с 192-204

• A Simanovsky Applying the Reconfiguration-Design Formalism to XML Stored m a Relational Database Proceedings of the Spring Young Researcher's Colloquium on Database and Information Systems — Санкт-Пегербург, 2004 — с 75-77

• A Simanovsky Three Layer Evolution Model for XML Stored m Relational Databases Proceedings of the Ninth East-European Conference on Advances m Databases and Information Systems — Tallinn, Estonia, 2005 -c 66-79

• А А Симаповский Автоматизация разработки схем баз данных для XML-реляционных систем Методы и средства обработки информации Труды Второй Всероссийской научно-технической конференции — Москва, 2005 — с 113-118

• А А Симановский Совместные эволюционные трансформации взаимозависимых XML и реляционных схем Вестник Санкт-Петербургского университета Серия 10 2007 Выпуск 1 — с 102-111

Подписано в печать 17 04 2007 г Заказ №55752 Формат бумаги 60x84/16 Тираж 100 экз Отпечатано в типографии «УНИ-ПРИНТ» 191119, Санкт-Петербург, ул Достоевского, д 44, Звенигородская, д 9 тел 740-11-80, 315-78-88,712-58-14, факс 575-57-45

Оглавление автор диссертации — кандидата физико-математических наук Симановский, Андрей Александрович

1. Эволюция схем данных

1.1. Изменяющиеся данные.

1.1.1. Схемы и модели данных.

1.1.2. Темпоральные базы данных.

1.2. Системы поддержки эволюции схем данных

1.2.1. Эволюция, контроль версий, интеграция схем.

1.2.2. Метаинформация модели эволюции.

1.2.3. Реляционные модели эволюции.

1.2.4. Объектные модели эволюции.

1.2.5. Модели эволюции для XML.

1.3. XML-реляционные отображения.

1.3.1. Методы сохранения документов, ориентированных на данные и на документы.

1.3.2. Общие XML-реляционные отображения.

1.3.3. Схемоспецифичные XML-реляционные отображения

1.3.4. Пользовательские отображения.

1.3.5. Эволюция схем в присутствии XML-реляционных отображений

1.4. Итоги главы.

2. Модель данных

2.1. Представление схем данных.

2.2. Схема-медиатор

2.2.1. Отображение XML-схемы в схему-медиатор.

2.2.2. Отображение реляционных данных в схему-медиатор

2.3. Аксиомы схемы-медиатора.

2.4. Итоги главы.

3. Таксономия операций системы 38 3.1. Преобразования схемы-медиатора.

3.1.1. Определения.

3.1.2. Свойства.

3.2. Преобразования схемы ХМЬ-документов.

3.2.1. Операции, изменяющие граф ХМЬ-схемы.

3.2.2. Свойства операций, изменяющих граф ХМЬ-схемы

3.2.3. Операции, не меняющие граф ХМЬ-схемы

3.3. Преобразования реляционной схемы.

3.4. Итоги главы.

4. Трансформации схем

4.1. Декларативное описание трансформаций.

4.2. Ранжирование путей трансформации.

4.3. Итоги главы.

5. Описание прототипа

5.1. Архитектура надстройки над базой данных.

5.2. Архитектура и интерфейс клиента.

5.2.1. Визуальное представление схем.

5.2.2. Применение операций к схемам.

5.3. Итоги главы.

Глава 1.

Эволюция схем данных

Ряд современных приложений, работающих с базами данных, таких, например, как электронные системы учета медицинской информации ( [18]), требуют от уровня представления данных возможности модификации (изменения) со временем хранимых данных, а также и схем данных. Процесс изменения схемы данных в подобных системах является неотъемлемой частью жизненного цикла приложения ( [42]). Процесс модификации схем может быть представлен как на уровне внешней, так и на уровне концептуальной и внутренней схем. Таким образом, поддержка модификаций схемы хранимых данных со временем является актуальной задачей для производителей СУБД.

Системы поддержки эволюции схем и контроля версий схем ( [59]) являются решением поставленной задачи в рамках СУБД. Они упорядочивают действия при изменении схем, позволяют описывать семантику изменений в предметной области и отражать изменения предметной области, происходящие со временем, в базе данных, распространяя эти изменения на схему хранимых данных и сами данные. Они избавляют от необходимости создания и реализации ad-hoc алгоритмов по изменению схем и данных при каждой модификации. В настоящее время существуют системы поддержки эволюции схем данных для реляционной ( [15,21,43,45,46,48,58]), объектно-ориентированной ( [5,13,14,33,40,41,47,50-55,61,63,67]), XML ( [1,20,39,74]) моделей данных.

Рассматриваемые приложения часто используют XML и такие языки запросов как XSLT, XPath, XQuery ( [76]) в качестве интерфейса к уровню представления данных, который в свою очередь использует мощные промышленные реляционные СУБД в качестве хранилища данных, реализуя логику преобразования работы с моделью данных XML в работу с реляционной моделью ( [35, 36, 78]). Как следствие, возникает вопрос эволюции связанных отображением пары XML- и реляционной схем.

В последнее время интерес к эволюции связанных отображением пары

XML- и реляционной схем возрос в свете рассмотрения этой задачи как составной части проблемы управления моделями данных ([8]).

Целью данной работы является исследование вопроса совместной эволюции взаимозависимых XML- и реляционных схем и связывающего их отображения как задачи эволюции схем. В рамках этой цели предполагается:

• построение модели эволюции, описывающей взаимозависимые слабоструктурированные и реляционные схемы данных;

• разработка множества элементарных операций, позволяющих описывать трансформации взаимозависимых схем и и связывающих их отображений;

• выражение трансформаций схем через эволюционные преобразования взаимозависимых схем.

1.1. Изменяющиеся данные

Структуры, описывающие хранимые в базе данных данные, обычно принадлежат определенному классу структур. Этот класс определяется моделью данных СУБД.

Системы поддержки эволюции схем и контроля версий схем являются развитием исследований в области темпоральных данных ( [24]).

1.1.1. Схемы и модели данных

Заключение диссертация на тему "Согласованные эволюционные трансформации взаимозависимых слабоструктурированных и реляционных схем"

Заключение

Основными результатами данной работы являются следующие:

1. Разработана аксиоматическая модель эволюции XML- и реляционной схем, описывающих XML-документ и его представление, хранимое средствами реляционной базы данных. Предложенная модель позволяет выделить общую и независимые части обеих схем. Модель позволяет описывать семантические инварианты схем данных и сохранять их при эволюционных трансформациях схем.

2. Разработана классификация элементарных преобразований, описывающих трансформации связанных схем. Набор преобразований включает как преобразования характерные исключительно для схем XML-документов или схем реляционных представлений документов, так и преобразования, совместно меняющие сразу обе схемы. Подобная классификация позволяет не только производить произвольные эволюционные трансформации связанных схем, но и вносить ограниченные изменения только в одну из схем, например, с целью оптимизации работы системы.

3. Предложен метод декларативного описания трансформаций схем. Метод позволяет строить возможные цепочки элементарных преобразований и ранжировать различные пути трансформации по предложенным в работе критериям, позволяя, например, при внесении изменений в одну из схем, эффективно определить необходимость изменений в связанной схеме.

4. Реализован прототип системы, позволяющий применять изложенные в работе методы построения эволюционных преобразований схем на практике.

Предложенная модель ориентирована на системы, хранящие XML-данные в реляционных базах данных. В настоящее время подобные системы являются преобладающим промышленным решением в области хранения XML. Предложенная модель эволюции позволяет решать задачи проектирования, сопровождения и реинжиниринга подобных систем, включающего изменение схем данных, с которыми работают системы.

Прототип системы, реализующей модель эволюции, доступен в сети Интернет по адресу : http://meta.math.spbu.ru/binaries/simanovsky.zip.

Библиография Симановский, Андрей Александрович, диссертация по теме Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей

1. Куке С. В. Аксиоматизация эволюции схемы xml-баз данных // Программирование. - 2003. - Т. 29, № 3. - С. 140-146.

2. Мейер Д. Теория реляционных баз данных: Пер. с англ. — Москва: Мир, 1987.

3. Симановский А. А. Автоматизация разработки схем баз данных для xml-реляционных систем // Методы и средства обработки информации. Труды Второй Всероссийской научно-технической конференции. 2005. - Pp. 113-118.

4. Симановский А. А. Совместные эволюционные трансформации взаимозависимых xml и реляционных схем // Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 10.— 2007.— Vol. 1, no. I.— Pp. 102-111.

5. Andany J., Léonard M., Palisser С. Management of schema evolution in databases. // VLDB. 1991. - Pp. 161-170.

6. Beech D., Malhotra A., Rys M. A formal data model and algebra for xml. — 1999. citeseer.ist.psu.edu/beech99formal.html.

7. Bernstein P. A. Applying model management to classical meta data problems. // CIDR. — 2003.

8. Bernstein P. A., Rahm E. Data warehouse scenarios for model management. // ER. 2000. - Pp. 1-15.

9. Bourret R. Xml database products: Native xml databases.— 2005. http://www.rpbourret.com/xml/ProdsNative.htm.

10. Bourret R., Bornhóvd C., Buchmann A. P. A generic load/extract utility for data transfer between xml documents and relational databases. // WECWIS. 2000. - Pp. 134-143.

11. Chaudhri A., Rashid A., Zicari R. XML Data Management: Native XML and XML-Enabled Database Systems. — Berkeley, CA, USA: Addison Wesley Longman, 2003.- P. 688.

12. Chen J.-L., McLeod D. Schema evolution for object-based accounting database systems. // ISOOMS. 1994. - Pp. 40-52.

13. Claypool K. T., Jin J., Rundensteiner E. A. Serf: Schema evalution through an extensible, re-usable and flexible framework. // CIKM.— 1998.-Pp. 314-321.

14. Clifford J., Croker A. The historical relational data model (hrdm) and algebra based on lifespans // Proceedings of the Third International Conference on Data Engineering. — Washington, DC, USA: IEEE Computer Society, 1987.-Pp. 528-537.

15. Codd E. F. Derivability, redundancy and consistency of relations stored in large data banks // IBM Research Report, San Jose, California. — 1969. — Vol. RJ599.

16. Codd E. F. A relational model of data for large shared data banks. // Commun. ACM. 1970. - Vol. 13, no. 6. - Pp. 377-387.

17. The computer-based patient record: an essential technology for health care / Ed. by R. S. Dick, E. B. Steen. Washington, DC, USA: National Academy Press, 1991.

18. Constraints-preserving mapping algorithm from xml-schema to relational schema. / H. Sun, S. Zhang, J. Zhou, J. Wang // EDCIS. 2002. -Pp. 193-207.

19. Dadam P., Teuhola J. Managing schema versions in a time-versioned nonfirst-normal-form relational database. // BTW. 1987. - Pp. 161-179.

20. Data exchange: semantics and query answering. / R. Fagin, P. G. Kolaitis, R. J. Miller, L. Popa // Theor. Comput. Sei. 2005. - Vol. 336, no. 1.-Pp. 89-124.

21. Date C. J. The Database Relational Model: A Retrospective Review and Analysis. — Berkeley, CA, USA: Addison Wesley Longman, 2000.

22. Date C. JDarwen H., Lorentzos A. Temporal Data and the Relational Model. — San Francisco, CA, USA: Morgan Kaufmann Publishers, 2003.

23. Efficient relational storage and retrieval of xml documents. / A. Schmidt, M. L. Kersten, M. Windhouwer, F. Waas // WebDB (Selected Papers).— 2000. Pp. 137-150.

24. Extensible markup language (xml) 1.0 (third edition). http://www.w3.org/TR/REC-xml/.

25. Fan H., Poulovassilis A. Schema evolution in data warehousing environments a schema transformation-based approach. // ER.— 2004.— Pp. 639-653.

26. Franconi E., Grandi F., Mandreoli F. Schema evolution and versioning: A logical and computational characterisation. // FMLDO. — 2000. — Pp. 8599.

27. Prom xml schema to relations: A cost-based approach to xml storage. / P. Bohannon, J. Freire, P. Roy, J. Siméon // ICDE. 2002. - Pp. 64-. Guerrini G., Mesiti M., Rossi D. Impact of xml schema evolution on valid documents. // WIDM. - 2005. - Pp. 39-44.

28. Kim W., Chou H.-T. Versions of schema for object-oriented databases. // VLDB.- 1988.-Pp. 148-159.

29. Klettke M., Meyer H. Xml and object-relational database systems enhancing structural mappings based on statistics. // WebDB (Selected Papers).-2000.-Pp. 151-170.

30. Krishnamurthy R., Kaushik R., Naughton J. Xml-to-sql query translation literature: The state of the art and open problems.— 2003. cite-seer.ist.psu.edu/krishnamurthy03xmltosql.html.

31. Krishnamurthy R., Kaushik R., Naughton J. F. Efficient xml-to-sql query translation: Where to add the intelligence? // VLDB. 2004. - Pp. 144155.

32. Mallaug T., Bratbergsengen K. Long-term temporal data representation of personal health data. // ADBIS. 2005. - Pp. 379-391. Markowitz V. M., Makowsky J. A. Incremental reorganization of relational databases. // VLDB. - 1987. - Pp. 127-135.

33. McBrien P., Poulovassilis A. Schema evolution in heterogeneous database architectures, a schema transformation approach. // CAiSE. — 2002.— Pp. 484-499.

34. Novak L., Zamulin A. V. Algebraic semantics of xml schema. // ADBIS. — 2005. Pp. 209-222.

35. Osborn S. L. The role of polymorphism in schema evolution in an object-oriented database // IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering. 1989. - Vol. 1, no. 3. - Pp. 310-317.

36. Penney D. J., Stein J. Class modification in the gemstone object-oriented dbms // OOPSLA '87: Conference proceedings on Object-oriented programming systems, languages and applications. — New York, NY, USA: ACM Press, 1987.- Pp. 111-117.

37. Peters R. J., Ozsu M. T. An axiomatic model of dynamic schema evolution in objectbase systems // ACM Trans. Database Syst. — 1997.— Vol. 22, no. 1. Pp. 75-114.

38. Ra Y.-G., Rundensteiner E. A. Towards supporting hard schema changes in tse // CIKM '95: Proceedings of the fourth international conference on Information and knowledge management. — New York, NY, USA: ACM Press, 1995. Pp. 290-295.

39. Relational databases for querying xml documents: Limitations and opportunities. / J. Shanmugasundaram, K. Tufte, C. Zhang et al. // VLDB.— 1999. Pp. 302-314.

40. Robie J., Lapp J., Schach D. Xml query language (xql). // QL. — 1998.

41. Roddick J. F. Sql/se: a query language extension for databases supporting schema evolution // SIGMOD Rec. 1992. - Vol. 21, no. 3. - Pp. 10-16.

42. Roddick J. F. A survey of schema versioning issues for database systems // Information and Software Technology. —1995. — Vol. 37, no. 7. — Pp. 383393. citeseer.ist.psu.edu/roddick95survey.html.

43. Roddick J. F., Craske N. G., Richards T. J. A taxonomy for schema versioning based on the relational and entity relationship models. // ER. — 1993. Pp. 137-148.

44. Semantics and implementation of schema evolution in object-oriented databases. / J. Banerjee, W. Kim, H.-J. Kim, H. F. Korth // SIGMOD Conference. 1987. - Pp. 311-322.

45. Shimura T., Yoshikawa M., Uemura S. Storage and retrieval of xml documents using object-relational databases. // DEXA. —1999. — Pp. 206-217.

46. Si A., Leong H. V., Wu P. Y. 4dis: a temporal framework for unifying meta-data and data evolution // SAC '98: Proceedings of the 1998 ACM symposium on Applied Computing. — New York, NY, USA: ACM Press, 1998. Pp. 203-210.

47. Simanovsky A. Applying the reconfiguration-design formalism to xml stored in a relational database //In Proceedings of the Spring Young Researcher's Colloquium on Database and Information Systems. — 2004. — Pp. 75-77.

48. Simanovsky A. Evolution of schema of xml-documents stored in a relational database // Proceedings of 6th Baltic DBIS Conference. — 2004. — Pp. 192-204.

49. Simanovsky A. Three layer evolution model for xml stored in relational databases. // ADBIS Research Communications. — 2005. — Pp. 66-79.

50. Skarra A. H., Zdonik S. B. The management of changing types in an object-oriented database. // OOPSLA. 1986. - Pp. 483-495.

51. Snodgrass R. T., Ahn I. A taxonomy of time in databases. // SIGMOD Conference. 1985.- Pp. 236-246.

52. Timber: A native xml database. / H. V. Jagadish, S. Al-Khalifa, A. Chapman et al. // VLDB J. 2002. - Vol. 11, no. 4. - Pp. 274-291.

53. Tiirker C. Schema evolution in data warehousing environments a schema transformation-based approach. // 9th International Workshop on Foundations of Models and Languages for Data and Objects. — 2000. — Pp. 1-32.

54. Velegrakis Y., Miller R. J., Popa L. Mapping adaptation under evolving schémas. // VLDB. 2003. - Pp. 584-595.

55. Vianu V. Dynamic functional dependencies and database aging. // J. ACM. 1987. - Vol. 34, no. 1. - Pp. 28-59.

56. World wide web consortium, http://www.w3.org/.

57. Xem: Managing the evolution of xml documents. / H. Su, D. Kramer, L. Chen et al. // RIDE-DM.- 2001.- Pp. 103-110.

58. Xml schema specification. http://www.w3.org/TR/xmlschemarO/.

59. Xquery 1.0: An xml query language. http://www.w3.org/TR/xquery.

60. Xquery 1.0 and xpath 2.0 data model (xdm).— 2005. http://www.w3.org/TR/xpath-datamodel/.

61. Xquery implementation in a relational database system / S. Pal, I. Cseri, O. Seeliger et al. // VLDB '05: Proceedings of the 31st international conference on Very large data bases. — VLDB Endowment, 2005. — Pp. 11751186.

62. Yu C., Popa L. Semantic adaptation of schema mappings when schémas evolve. // VLDB. 2005. - Pp. 1006-1017.