Generic modeling and mapping languages for model management

Kensche, David Sebastian; Jarke, Matthias

doi:999910034110

Generic modeling and mapping languages for model management = Generische Modellierungs- und Abbildungssprachen für Model-Management

Kensche, David Sebastian (Author)

2010 & 2011

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von David Sebastian Kensche

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2010

UmfangXVI, 238 S. : graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2010

Prüfungsjahr: 2010. - Publikationsjahr: 2011

Genehmigende Fakultät
Fak01

Hauptberichter/Gutachter
Jarke, Matthias (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2010-11-02

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-35033
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/64040/files/3503.pdf

Einrichtungen

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Datenintegration (Genormte SW) ; Datenbank (Genormte SW) ; Relationale Datenbank (Genormte SW) ; Metamodell (Genormte SW) ; XML-Schema (Genormte SW) ; Ontologie <Wissensverarbeitung> (Genormte SW) ; Informatik (frei) ; schema matching (frei) ; schema mapping (frei) ; model management (frei) ; mapping composition (frei) ; tuple generating dependencies (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 004

Kurzfassung
Aufgaben bei der Verwaltung von Schemata und Schemaabbildungen werden üblicherweise mit Hilfe von Speziallösungen gelöst. So werden etwa Wrapper-Komponenten für Datenquellen entwickelt oder Sichten-Definitionen manuell angepasst wenn sich Schemata verändern. Model Management hat das Ziel die Abstraktionsebene für metadatenintensive Aufgaben anzuheben indem eine Menge von Operatoren bereitgestellt werden, die solche Aufgaben ganz oder teilweise automatisieren. Die Probleme des Model Managements werden dadurch erschwert, dass meist heterogene Modellierungssprachen innerhalb der selben Organisation verwendet werden, wie etwa das Relationale Datenmodel, XML Schema oder Ontologien. Daher zielt Model Management auf die Entwicklung generischer Lösungen ab, für die die zugrundeliegenden nativen Metamodelle nicht von Bedeutung sind. Aktuelle Lösungen sind nicht generisch da sie auf bestimmte Kombinationen von Modellierungssprachen beschränkt sind. Eine generische Lösung von Problemen des Model Managements erfordert generische Sprachen zur Modellierung und zur Spezifikation von Schemaabbildungen sowie Algorithmen, die mit solchen generischen Repräsentationen arbeiten. Diese Arbeit löst einige der Probleme des generischen Model Managements. Insbesondere liefert die Arbeit folgende Beiträge:1. Ein generisches Metamodell, das die detaillierte Repräsentation von Schemata erlaubt, die aus verschiedenen nativen Sprachen importiert werden können. Dies ist zum Beispiel hilfreich für Algorithmen des Schema Matchings, die Informationen über Schemata nutzen um eine Abbildung zwischen ihnen zu berechnen.2. Die Semantik unseres generischen Metamodells dient als Grundlage für eine formale und generische Sprache zur Schemaabbildung, die Datenaustausch und Anfrageumschreibung zwischen Schemata in verschiedenen Modelleriungssprachen ermöglicht. Im Gegensatz zu anderen Sprachen ist unsere Abbildungssprache sowohl abgeschlossen unter Komposition als auch fähig Daten beliebig umzustrukturieren.3. Unsere Lösungen für Schema Matching, Abbildungskomposition und andere Model Management Operationen wurden in ein ganzheitliches generisches Model Management-System integriert.4. Unsere Sprache zur Schemaabildung wurde zudem verwendet um ein Werkzeug zur Objekt-Relationalen Abbildung und ein föderiertes Daten-Management System zu entwickeln, welches unabhängig von den nativen Metamodellen ist, die von den Datenquellen genutzt werden.

Activities in management of schemas and schema mappings are usually solved by special-purpose solutions such as coding wrapper components or manually updating view definitions. The goal of model management is to raise the level of abstraction for metadata-intensive activities by providing a set of high-level operators that automate or semi-automate such tasks. The problems of model management are aggravated by the fact that usually heterogeneous modeling languages, such as the relational data model, XML Schema, or ontologies, are employed within the same organization. Therefore, model management aims at genericness by devising operations that are agnostic about the underlying native metamodels. Current solutions fail to be generic as they are restricted to certain combinations of modeling languages. Therefore, a generic solution for model management problems requires generic languages for modeling and mapping specification as well as algorithms operating on such generic representations. This work solves some of the problems in generic model management. In particular, the work makes the following contributions:1. A generic metamodel that allows the detailed representation of schemas imported from various native languages. This is required, for instance, by schema matching algorithms which use the knowledge about schemas to produce a mapping between them.2. The semantics of our generic metamodel serves as the foundation for a formal and generic schema mapping language which allows data exchange and query rewriting between schemas in different modeling languages. Unlike other languages, our mapping language at the same time supports powerful restructuring of data and is closed under composition.3. Our solutions for schema matching, mapping composition and other model management operations have been integrated into a holistic generic model management prototype system.4. Our schema mapping language has been used to develop an object-relational mapping tool and a federated data management system that is agnostic about the native metamodels employed by its data sources.

Fulltext:
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