Реализация метода идентификации семантических конфликтов метаданных и несоответствия интегрируемых данных исходя из их семантического описания

Об авторах:

Кропотин Александр Александрович, кандидат физико-математических наук, старший преподаватель кафедры программной и системной инженерии, Тюменский государственный университет; a.a.kropotin@utmn.ru

Ивашко Александр Григорьевич, доктор технических наук, профессор кафедры программной и системной инженерии, Тюменский государственный университет; a.g.ivashko@utmn.ru

Аннотация:

В работе предлагается комплекс программ, который позволяет строить концептуальные схемы «сущность — связь» реляционных баз данных и проверять их согласованность, выявлять семантические конфликты. Данный комплекс программ может быть применен на этапе проверки согласованности схем при интеграции реляционных баз данных. Применение комплекса программ может существенно повысить эффективность процесса интеграции реляционных баз данных. Комплекс программ основан на применении технологий баз знаний для представления знаний о сущностях и связях предметной области, которые описаны в реляционных базах данных. Научная значимость работы заключается в реализации оригинальных математических моделей и алгоритма онтологического представления концептуальных схем «сущность — связь» в виде комплекса программ, который позволяет идентифицировать семантические конфликты метаданных и несоответствия интегрируемых реляционных баз данных, предлагает функции преобразования концептуальных схем реляционных баз данных, метод выявления их семантических конфликтов и несоответствия данных.

Во введении представляется актуальность проблемы и постановка задач, которые решались в ходе выполнения работы. В основной части работы кратко приводится описание онтологической модели концептуальных объектов, включая ее расширение, в виде модели объединения онтологий концептуальных объектов, которые разработаны для решения поставленной во введении задачи. Также в основной части работы приведен алгоритм онтологического представления концептуальных схем «сущность — связь» и описание архитектуры комплекса программ, который реализует представленные модели и алгоритм. С целью апробации комплекса программ проверки согласованности концептуальных схем «сущность — связь» в работе приведены результаты вычислительных экспериментов на опытных данных, которые представляют различные случаи возникновения семантических конфликтов метаданных, а также доказано, что данный комплекс программ адекватно определяет семантические конфликты концептуальных схем «сущность — связь» реляционных баз данных. В заключении приводятся выводы по изложенному в работе материалу.

Список литературы:

1. Бубарева О. А. Модель, алгоритмы и программное обеспечение интеграции данных информационных систем на основе онтологий (на примере вуза): дис. канд. тех. наук / О. А. Бубарева. Бийск, 2014. 137 с.
2. Григорьев А. В. Математические методы и алгоритмы определения согласованности баз знаний: дис. канд. тех. наук / А. В. Григорьев. Тюмень, 2013. 115 с.
3. Золин Е. Е. Глава 3. Факты и ABox / Е. Е. Золин // Дескрипционная логика (лекции). URL: http://lpcs.math.msu.su/~zolin/dl/pdf/DL_03_ABox.pdf (дата обращения: 11.05.2016).
4. Золин Е. Е. Глава 6. Расширения логики / Е. Е. Золин // Дескрипционная логика (лекции). URL: http://lpcs.math.msu.su/~zolin/dl/pdf/DL_06_ALCOIQ.pdf (дата обращения: 11.05.2016).
5. Когаловский М. Р. Методы интеграции данных в информационных системах / М. Р. Когаловский // Сборник трудов Третьей Всероссийской конференции «Стандарты в проектах современных информационных систем». 2003. Москва, Россия. 23-24 апреля. С. 1-8.
6. Конноли Т. Базы данных: Проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика / Т. Коннолли, К. Бегг; пер. с англ. и ред. Р. Имамутдиновой, К. Птицына. 3-е изд. М.: Вильямс, 2003. 1436 с. 
7. Кропотин А. А. Применение табличного алгоритма для верификации бизнес-процессов / А. А. Кропотин, А. Г. Ивашко, А. В. Григорьев, Е. О. Овсянникова // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2013. № 7. С. 202-213.
8. Кропотин А. А. Применение формализма дескрипционной логики для выявления семантических конфликтов концептуальных схем сущность-связь / А. А. Кропотин // Интеллект. Инновации. Инвестиции. Оренбургский государственный университет. 2016. Вып. 7. С. 93-98. 
9. Продукты и разработки: IntelliJ IDEA // JetBrains. URL: https://jetbrains.ru/products/idea (дата обращения: 14.07.2016). 
10. Семарханов И. А. Методы и алгоритмы автоматизированной интеграции информационных ресурсов на основе онтологического подхода: дис. канд. тех. наук / И. А. Семерханов. СПб., 2014. 140 с. 
11. Семерханов И. А. Интеграция информационных систем при помощи связанных данных / И. А. Семерханов, Д. И. Муромцев // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2013. № 5 (87). С. 123-128. 
12. Семерханов И. А. Интеграция реляционных баз данных с использованием rdf\owl / И. А. Семерханов, Г. В. Варгин // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2013. № 1. СПб.: НИУ ИТМО. C. 117-118. 
13. Chen P. P-S. The Entity Relationship Model — Toward a Unified View of Data / P. P-S. Chen // Software Pioneers. Contributions to Software Engineering. Springer Berlin Heidelberg, 2002. Pp. 311-339. DOI 10.1007/978-3-642-59412-0_18
14. Codd E. F. Extending the Database Relational Model to Capture More Meaning / E. F. Codd // ACM Transactions on Database Systems. 1970. Vol. 4. No 4. Pp. 397-434. DOI 10.1145/320107.320109
15. Kropotin А. А. Database Schema Method for Automatic Semantic Errors Resolving During Information Systems / А. А. Kropotin, А. V. Grigoryev, А. G. Ivashko // Integration, Informal Proceedings of the 2016 10th IEEE International Conference on Application of Information and Communication Technologies, AICT2016, 2016. Azerbaijan, Baku. 12-14 October.
16. Kropotin А. А. Realization of the Ontologically Based Method for Checking Structural Inconsistences of Relational Databases / А. А. Kropotin, А. V. Grigoryev, Y. V. Bidulya, А. G. Ivashko, N. S. Durynin // Proceedings of the 27th International DAAAM Symposium on Intelligent Manufacturing and Automation 2016. 2016. Vol. 27. Mostar, Bosnia and Herzegovinа. 26-29 October. Pp. 762-767. DOI 10.2507/27th.daaam.proceedings.110
17. Neon // Eclipse. URL: http://www.eclipse.org/neon (дата обращения: 14.07.2016).