Este trabalho apresenta o estudo e a construção de um Sistema Gerenciador de Bancos de Dados Dedutivos. Um Banco de Dados Dedutivo (BDD) é um Banco de Dados que, alem de sua parte tradicional, ou seja, as informações contidas nas relações básicas, que são explicitamente inseridas, possui um conjunto de regras dedutivas que permite derivar novas informações a partir das relações básicas. Neste trabalho, as deficiências da linguagem de consulta Datalog foram identificadas e, com o objetivo de obter uma linguagem que atenda melhor algumas das necessidades de aplicações do mundo real, foram propostas extensões ao Datalog, que deram origem a linguagem DEDALO. As atualizações sobre Bancos de Dados Dedutivos também foram estudadas, sendo identificados dois problemas: o primeiro se refere a necessidade de propagar modificações sobre as relações básicas para as relações derivadas materializadas; o segundo problema diz respeito as atualizações sobre as relações derivadas, que devem ser traduzidas em atualizações sobre as relações básicas, para que a atualização pretendida se tome visível na relação derivada. Para o primeiro problema, métodos de propagação foram estudados, analisados e implementados. Para o segundo, foram estudados, analisados, propostos e implementados métodos que realizam a tradução das atualizações. Restrições de integridade em Bancos de Dados Dedutivos tamb6m foram estudadas, sendo propostos métodos eficientes de detecção de violações de integridade e de reparos de transações que violam as restrições definidas no sistema. Os estudos realizados deram origem ao Sistema Gerenciador de Banco de Dados Dedutivo DEDALO, um protótipo que implementa a nova linguagem proposta Como uma extensão do Datalog, os métodos de propagação de atualizações para relações derivadas materializadas, as técnicas de tradução de atualizações sobre relações derivadas, os métodos de detecção de violação de restrições de integridade e as técnicas de reparo das transações que as violam. 0 Sistema DEDALO é composto de quatro ferramentas: o Gerenciador de Regras, onde as regras de derivação e as restrições de integridade são definidas; a Interface Interativa, utilizada para submeter consultas ad hoc e solicitações de atualização sobre o sistema; dois novos Componentes Delphi, que são duas novas classes criadas para o ambiente de desenvolvimento de aplicações Delphi, que foi utilizado na implementação do protótipo, e são utilizadas para a criação das aplicações sobre o Sistema DEDALO; e o Tradutor de Sentenças DEDALOISQL-ANSI, que traduz as sentenças da linguagem proposta para sentenças SQL-ANSI que serão submetidas ao Sistema Gerenciador do Banco de Dados. A adequabilidade das soluções estudadas e implementadas no sistema desenvolvido pode ser comprovada através da implementação de uma aplicação real utilizando o Sistema DEDALO. / This work presents the study and construction of a Deductive Database Management System. A Deductive Database (BDD) is a Database that; besides the traditional part, where the informations are contained in basic relations, explicitly introduced, has a deductive rules set, which permits to derive new informations from the basic relations. In this work, the deficiencies of Datalog language were identified and, with the goal of obtaining a language which could better support some real world applications requirements, extensions to Datalog were proposed, which originate the DEDALO language. Deductive Databases updates were also studied and two problems were identified: the first one refers to the need of propagating updates over basic relations to the materialized derived relations; the second problem refers to the updates over derived relations, which must be translated in updates over basic relations, in order that the requested update become visible in the derived relation. For the first problem, propagation methods were studied, analyzed and implemented. For the second, methods for carrying out updates translation were studied, analyzed, proposed and implemented. Integrity Constraints in Deductive Database Systems were also studied and methods were proposed in order to detect and repair system defined integrity constraints violations. Through the studies related above was created DEDALO Deductive Database Management System, a prototype that implements the new language, proposed as a Datalog extension. The prototype also contains the implementation of updates propagation methods for materialized derived relations, the translation techniques of updates over derived relations, the integrity constraints violation detection methods and the repairing techniques for the transactions that violate the constraints. The DEDALO System is composed of four tools: the Rules Manager, where derivation rules and integrity constraints are defined; the Interactive Interface, used for submit ad hoc queries and updates request to the system; two new Delphi Components, which are two new classes created for the application development environment Delphi, which was used in the prototype implementation, and are used in the applications creation over the DEDALO System; and the DEDALO/SQL-ANSI Statements Translator, which translate the statements of the proposed language to SQL-ANSI statements, which will be submitted to the Database Management System. The adequacy of the solutions studied and implemented in the prototype system was verified by the implementation of an application using the DEDALO System.

Este trabalho apresenta o estudo feito para resolução de operações de consulta que exigem o acesso e recuperação de dados, em um sistema de gerencia de banco de dados. Os principais objetivos levados em conta são: a utilização de algoritmos que tirem proveito da situação especifica em que se encontra cada operação, tal como a existência de ordenação entre os registros de um arquivo ou a disponibilidade de estruturas de acesso auxiliares, e a diminuição do numero de recursos utilizados, incluindo tempo de execução e espaço de armazenamento. O estudo foi feito para a linguagem LOBAN - Linguagem de Operação de Banco de Dados, em implementação através do Sistema L, na Universidade Federal do Rio Grande do Sul. A linguagem LOBAN e de alto nível, incluindo operações com funções equivalentes as da álgebra relacional. / This work presents a study for the resolution of retrieval operations on a data base management system. The main objectives considered are: the use of algorithms that take profit of the specific situation where each operation is found, such as the existence of a sort order among the records of a file or the availability of auxiliary access - paths, and the decrease of the number of resources used, involving execution time and storage space. This study was done on LOBAN language - Linguagem de Operagao de Banco de Dados (Data Base Operational Language), which is being implemented by the System L at Federal Uni versity of Rio Grande do Sul. LOBAN is a high-level language, including operations with equivalent functions to those of relational algebra.

Este trabalho apresenta o estudo e a construção de um Sistema Gerenciador de Bancos de Dados Dedutivos. Um Banco de Dados Dedutivo (BDD) é um Banco de Dados que, alem de sua parte tradicional, ou seja, as informações contidas nas relações básicas, que são explicitamente inseridas, possui um conjunto de regras dedutivas que permite derivar novas informações a partir das relações básicas. Neste trabalho, as deficiências da linguagem de consulta Datalog foram identificadas e, com o objetivo de obter uma linguagem que atenda melhor algumas das necessidades de aplicações do mundo real, foram propostas extensões ao Datalog, que deram origem a linguagem DEDALO. As atualizações sobre Bancos de Dados Dedutivos também foram estudadas, sendo identificados dois problemas: o primeiro se refere a necessidade de propagar modificações sobre as relações básicas para as relações derivadas materializadas; o segundo problema diz respeito as atualizações sobre as relações derivadas, que devem ser traduzidas em atualizações sobre as relações básicas, para que a atualização pretendida se tome visível na relação derivada. Para o primeiro problema, métodos de propagação foram estudados, analisados e implementados. Para o segundo, foram estudados, analisados, propostos e implementados métodos que realizam a tradução das atualizações. Restrições de integridade em Bancos de Dados Dedutivos tamb6m foram estudadas, sendo propostos métodos eficientes de detecção de violações de integridade e de reparos de transações que violam as restrições definidas no sistema. Os estudos realizados deram origem ao Sistema Gerenciador de Banco de Dados Dedutivo DEDALO, um protótipo que implementa a nova linguagem proposta Como uma extensão do Datalog, os métodos de propagação de atualizações para relações derivadas materializadas, as técnicas de tradução de atualizações sobre relações derivadas, os métodos de detecção de violação de restrições de integridade e as técnicas de reparo das transações que as violam. 0 Sistema DEDALO é composto de quatro ferramentas: o Gerenciador de Regras, onde as regras de derivação e as restrições de integridade são definidas; a Interface Interativa, utilizada para submeter consultas ad hoc e solicitações de atualização sobre o sistema; dois novos Componentes Delphi, que são duas novas classes criadas para o ambiente de desenvolvimento de aplicações Delphi, que foi utilizado na implementação do protótipo, e são utilizadas para a criação das aplicações sobre o Sistema DEDALO; e o Tradutor de Sentenças DEDALOISQL-ANSI, que traduz as sentenças da linguagem proposta para sentenças SQL-ANSI que serão submetidas ao Sistema Gerenciador do Banco de Dados. A adequabilidade das soluções estudadas e implementadas no sistema desenvolvido pode ser comprovada através da implementação de uma aplicação real utilizando o Sistema DEDALO. / This work presents the study and construction of a Deductive Database Management System. A Deductive Database (BDD) is a Database that; besides the traditional part, where the informations are contained in basic relations, explicitly introduced, has a deductive rules set, which permits to derive new informations from the basic relations. In this work, the deficiencies of Datalog language were identified and, with the goal of obtaining a language which could better support some real world applications requirements, extensions to Datalog were proposed, which originate the DEDALO language. Deductive Databases updates were also studied and two problems were identified: the first one refers to the need of propagating updates over basic relations to the materialized derived relations; the second problem refers to the updates over derived relations, which must be translated in updates over basic relations, in order that the requested update become visible in the derived relation. For the first problem, propagation methods were studied, analyzed and implemented. For the second, methods for carrying out updates translation were studied, analyzed, proposed and implemented. Integrity Constraints in Deductive Database Systems were also studied and methods were proposed in order to detect and repair system defined integrity constraints violations. Through the studies related above was created DEDALO Deductive Database Management System, a prototype that implements the new language, proposed as a Datalog extension. The prototype also contains the implementation of updates propagation methods for materialized derived relations, the translation techniques of updates over derived relations, the integrity constraints violation detection methods and the repairing techniques for the transactions that violate the constraints. The DEDALO System is composed of four tools: the Rules Manager, where derivation rules and integrity constraints are defined; the Interactive Interface, used for submit ad hoc queries and updates request to the system; two new Delphi Components, which are two new classes created for the application development environment Delphi, which was used in the prototype implementation, and are used in the applications creation over the DEDALO System; and the DEDALO/SQL-ANSI Statements Translator, which translate the statements of the proposed language to SQL-ANSI statements, which will be submitted to the Database Management System. The adequacy of the solutions studied and implemented in the prototype system was verified by the implementation of an application using the DEDALO System.

Até hoje, não existem implementações de SGBDs Temporais disponíveis no mercado de software. A tradução de linguagens de consulta temporais para o padrão SQL é uma alternativa para implementação de sistemas temporais com base em SGBDs comerciais, os quais não possuem linguagem e estrutura de dados temporais. OASIS (Open and Active Specification of Information Systems) é uma linguagem que serve como repositório de alto nível para especificação formal orientada a objetos e geração automática de software, em diversas linguagens, através da ferramenta CASE OO-Method. As aplicações geradas desta forma utilizam, como meio de persistˆencia de objetos, SGBDs comerciais baseados na abordagem relacional. A linguagem OASIS foi estendida com aspectos temporais. A extensão de OASIS com aspectos temporais requer a especificação de um modelo de dados e de uma linguagem de consulta temporais que possam ser utilizados em SGBDs convencionais. Há duas abordagens para resolver o problema. A primeira baseia-se em extensões da linguagem e/ou do modelo de dados de modo que o modelo não-temporal é preservado. A segunda, abordagem de generalização temporal, é mais radical e não preserva o modelo não-temporal. A linguagem ATSQL2 fornece recursos adequados aos conceitos encontrados na abordagem de generalização temporal. Neste trabalho utiliza-se os conceitos de generalização temporal preservando o modelo não-temporal. A presente dissertação tem por finalidade propor um modelo de dados para suporte à extensão temporal da linguagem OASIS, bem como estender a linguagem ATSQL2 para facilitar as consultas a eventos temporais. O sistema de tradução da linguagem de consulta temporal para SQL é também adaptado ao modelo de dados proposto.

Antigamente as informações que as organizações utilizavam durante a sua gestão eram suficientemente armazenadas em arquivos. A própria aplicação era responsável pela manipulação dos dados e pela função de guardá-los de maneira segura. No entanto, a sociedade evoluiu com tamanha rapidez que as organizações começaram a gerar uma quantidade cada vez maior de informação e, também, a rapidez de acesso às informações armazenadas tornou-se cada vez mais importante. Os antigos sistemas de arquivos tornaram-se complexos sistemas de armazenamento de informações responsáveis por gerir grandes volumes de dados, chamados Sistemas Gerenciadores de Banco de Dados - SGBD’s. Devido à complexidade dos bancos de dados e à necessidade de sua operação ininterrupta surge a tarefa do Administrador, cuja função é assegurar que os bancos de dados permaneçam operantes, íntegros e rápidos. Para realizar suas tarefas o Administrador precisa contar com boas ferramentas de modo a tornar as intervenções no banco de dados rápidas e seguras. Existem no mercado, boas ferramentas para administração de banco de dados. No entanto, são todas proprietárias, possuem custo elevado e apresentam deficiências quando o DBA e o BD estão localizados logicamente em redes de dados distintas. Para tentar resolver este problema, este trabalho se propõe a desenvolver uma ferramenta de administração de banco de dados que o DBA possa utilizar para gerenciar os bancos de dados, utilizando a Web como instrumento.

Apesar das vantagens das funcionalidades de banco de dados temporais, já amplamente demonstradas na literatura, ainda não existe, comercialmente, um SGBD totalmente temporal. Algumas propostas já foram feitas, embora um pouco discretas, dando ênfase em apenas parte das funcionalidades temporais, já sinalizando que em breve será possível existir um SGBD puramente temporal. Uma dessas propostas se constitui na implementação de uma camada de software que simula um banco de dados temporal, chamada Pacote de Tempo de Validade – PTV. Ela foi desenvolvida para demonstrar algumas funções temporais de banco de dados de tempo de validade. Embora o PTV tenha funções para garantir a integridade de dados temporais na inserção de tuplas, além de outros controles, não apresenta funções de consultas temporais. Essas funções foram desenvolvidas neste trabalho com base no TSQL2, aumentando, portanto, as funcionalidades temporais do PTV. Elas foram desenvolvidas para o SGBD Oracle 9i e consistem da principal proposta desse trabalho, permitindo inclusive validar as funções de consultas temporais de outras propostas da literatura. A segunda proposta desse trabalho é prover aos desenvolvedores e pesquisadores dessa área, uma interface visual apropriada para o uso do PTV, permitindo, assim, a exploração máxima dos recursos temporais desse pacote.

Embora há muito tempo já se tenha conhecimento da importância da recuperação de informações temporais, não existe um SGBD temporal que tenha sido desenvolvido unicamente para aplicações comerciais, que supra todas as necessidades e abranja todos os aspectos temporais necessários a estas aplicações. O SGBD da Oracle, a partir da versão 8i, possibilita a inserção de características temporais similares às de tempo de transação no BD, através de um pacote de tempo denominado Time Series Cartridge. Entretanto, em muitos casos, a utilização deste cartucho de tempo não é suficiente para que se possa implementar por completo tudo o que foi especificado na modelagem do sistema. A modelagem completa da realidade só é alcançada se forem utilizadas em conjunto as características de tempo de transação e de tempo de validade no banco de dados. Neste trabalho são sugeridos e implementados mecanismos para a inserção e o gerenciamento do tempo de validade no SGBD Oracle. O tempo de validade é administrado através da execução de funções, procedimentos, gatilhos e objetos, organizados em forma de um pacote, de maneira que este possa ser utilizado em conjunto com o Time Series Cartridge.

A aplicação de projeto é comumente classificada como uma aplicação não-convencional. Como tal, apresenta requerimentos no tratamento dos dados que os bancos de dados comercialmente disponíveis não conseguem satisfazer /SID 80/. A estruturação dos dados dos sistemas que apóiam o projeto de sistemas digitais tem muito em comum com a organização dos dados nos modernos ambientes de desenvolvimento de software /MAC 89/. Este trabalho tem por objetivo propor um modelo de dados capaz de suprir as necessidades de modelagem dos dados dos ambientes de projeto de software e de hardware. O modelo proposto, chamado de BD_PAC, é uma extensão do modelo de dados do Sistema DAMOKLES. Ele apresenta os conceitos de objetos e relacionamentos organizados em tipos. Um tipo define a estrutura dos seus objetos. Os relacionamentos possibilitam ligações genéricas entre objetos, ou seja, ligações sem significado semantico preciso para o modelo de dados. O BD_PAC suporta uma coleção de conceitos de abstração /BRO 84/ que organiza e associa os objetos. O conceito de agregação corresponde a noção de propriedade no sentido de composição /MAT 88/. Objetos agregados podem compartilhar objetos componentes. O conceito de generalização suporta a formação de hierarquias de supertipos e subtipos. Nestas hierarquias, os subtipos herdam as propriedades dos supertipos.O conceito de associação permite a criação de conjuntos de objetos. 0 modelo fornece algumas funções para calcular automaticamente valores dos atributos dos conjuntos de acordo com valores dos atributos dos objetos membros. Todos estes conceitos podem-se compor indistintamente, formando hierarquias mistas em conceitos. O piano de versões do DAMOKLES também foi modificado. Ele agora reflete as características semânticas dos tipos versionados. Os tipos de objetos podem ser versionados ou não-versionados. Os objetos de urn tipo não-versionado são objetos que mantém a estrutura declarada no tipo. Por outro lado, cada objeto de tipo versionado é interpretado como um objeto abstrato que agrupa o conjunto de suas versões. As versões dos tipos versionados assumem a estrutura declarada no tipo. Finalmente, o BD_PAC é implementado tendo como base o sistema de gerencia de banco de dados DAMOKLES. Isto significa que, alem das características comuns de SGBDs (controle de concorrência, reconstrução de falha), são mantidas todas as facilidades de gerencia de dados para ambientes de projeto do DAMOKLES. Por exemplo, suporte para transação de projeto e manutenção de áreas de dados públicas e privativas a projetistas. / Design application has been classified as a nonconventional application. As such, it presents data processing requirements that are not fulfilled with the database management systems available commercially /SID 80/. The data structure of the systems that support digital systems design has much in common with the data organization in the moderns software development environments /MAC 89/. This work's goal is to propose a data model that is able to fulfil the data modelling necessities of the software and hardware design environments. The proposed data model, called BD_PAC, is an extension of the DAMOKLES Design Object Data Model. It supports objects and relationships organized in types. An object type defines the structure of its objects. Relationships allow generic connection between objects, that is, connections that have no semantic meaning to the data model. BI)_PAC supports a collection of abstraction concepts /BRO 84/ that organize and associate objects. The aggregation concept corresponds to the notion of property, in the sense of composition /MAT 88/. Aggregate objects are allowed to share component objects. The generalization concept supports supertype and subtypes hierarchies. In those hierarchies, subtypes inherit the supertypes properties. The association concept supports object set creation. the data model offers some functions to be used in the automatic derivation of set attributes. The derivation is done over the values of the member objects' attributes. All these abstraction concepts may be integrated to form concept mixed hierarchies. The DAMOKLES versions plan has been also modified. It now reflects the semantic characteristics of versioned types. Object types may be either versioned or non-versioned. The objects of a nonversioned type keep the structured declared for the type. Otherwise, each object of a versioned type is treated as an abstract object that groups its version set. Versions of versioned types assume the structured declared for the type. Finally, BD_PAC is implemented over the DAMOKLES database management system. It means that, besides those common characteristics found in DBMS (concurrence control, recovery), facilities specially implemented for design application in DAMOKLES are also kept. For example, support for design transaction and public and private databases.

Ambientes de engenharia apresentam a forte característica da necessidade de cooperação entre projetistas na concepção de projetos CAD, o que provoca uma série de problemas em relação aos ambientes usuais encontrados em aplicações convencionais. Na busca de solucionar tais problemas, vários recursos e mecanismos relativos às gerências de dados e do processo de projeto são apresentados em vários estudos encontrados na literatura. Boa parte desses recursos estão embutidos nesse trabalho, que visa apresentar um sistema gerenciador de documentação técnica para ambientes de engenharia/CAD chamado GerDoc Ábacus. A proposta da construção do GerDoc Ábacus é baseada na busca da solução dos problemas relativos à consistência dos dados de projetos e da integração de tarefas de projetistas que interagem em ambientes distribuídos de projeto. Unindo vários mecanismos, é proposta uma interface totalmente interativa, objetivando manter a harmonia entre projetistas que fazem parte de equipes de projetos que são mantidos em atividade durante longos períodos de tempo, além de documentar todos os passos realizados acerca de cada um desses projetos. Dessa forma, o GerDoc Ábacus é uma ferramenta organizacional e administrativa para projetos de engenharia, sendo de fácil operacionalização, buscando altos níveis de integridade dos dados mantidos.

In the pastfew years, considerable research effort has been spent on data models, processing mo deis, and system architectures for supporting advanced applications Uke CADICAM, software engineering, image processing, and knowledge management. These so-called non-standard applications pose new requirements on database systems. Conventional database systems (i.e. database systems constructed to support businessrelated applications) either cope with the new requirements only in an unsatisfactory way or do not cope with them at ali. Examples ofsuch new requirements are the need of more powerful data models which enable the definition as well as manipulation offairly structured data objects and the requirement of new processing models which better support long-time data manipulation as well as allow database system users to exchange noncommitted results. To better support new data and processing models, new database systems have been proposed and developed which realize object-oriented data models that in turn support the definition and operation of both complex object structures and object behavior. In design environments as the ones represented by CAD applications, these so-called non-standard database systems are usually distributed over server-workstations computer configwations. While actual object versions are kept in the so-called public database on server, designers create new objects as well as new object versions in their private databases which are maintained by the system at the workstations. Besides that, many new design database system prototypes realize a hierarchy of system buffers to accelerate data processing at the system s application level. While the storage subsystem implements the traditional page/segment buffer to reduce the number of I/O-operations between main memory and diste, data objects are processed by application programs at the workstatíon at higher leveis ofabstraction and the objects are kept there by so-called object-oriented buffer managers in special main memory representations. The present dissertation reports on the investigation of database recovery requirements and database recovery performance in design environments. The term design environment is used here to characterize those data processing environments which support so-called design applications (e.g. CADICAM, software engineering). The dissertation begins by analyzing the conanon architectural characteristics of a set of new design database system prototypes. After proposing a reference architecture for those systems, we investigate the properties of a set ofwell known design processing models which can be found in the literature. Relying on both the reference architecture and the characteristics of design processing models, the dissertation presents a thorough study of recovery requirements in the design environment. Then, the possibility ofadapting existing recovery techniques to maintain system reliability in design database systems is investigated. Finally, the dissertation reports on a recovery performance evaluation involving several existing as well as new recovery mechanisms. The simulation model used in the performance analysis is described and the simulation results are presented.