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.

O Modelo Temporal de Versões (TVM Vesions Model) foi proposto com base na união de um modelo de versões com informações temporais. Esse modelo permite o armazenamento de alternativas de projeto, o armazenamento da história dos dados em evolução, bem cmoo a reconstrução do estado da base em qualquer data passada, sem o uso de operações complexas de backup e recovery. Para realizar consultas nesse modelo foi definida uma linguagem de consulta, a TVQL (Temporal Versioned Query Language). Além das consultas básicas realizadas pela linguagem padrão AQL, a TVQL permite novas consultas que retornam valores específicos das características de tempo e versões, estabelecendo um comportamento o mais homogêneo possível para elementos normais e temporais vesionados. O objetivo principal deste trabalho e possibilitar a realização de consultas TVQL em um banco de dados convencional. Nesse contexto, o mapeamento da TVQL é implementando através da tradução de todas as propriedades e funções definidas na TVQL para SQL. Para que isso seja possível é necessário queos dados também estejam nesse banco de dados. Então, faz-se necessário o mapeamento das classes da hierarquia do TVM, bem como das classes da aplciação, para o banco de dados. Adicionalmente, é implementado um protótipo de uma interface de consultas realizadas em TVQL, para testar o funcionamento tanto da TVL como do seu mapeamento.

O objetivo principal desse trabalho é apresentar uma alternativa para a união de um modelo de versões e dados temporais. O resultado, o Modelo Temporal de Versões – TVM (Temporal Versions Model), é capaz de armazenar as versões do objeto e, para cada versão, o histórico dos valores das propriedades e dos relacionamentos dinâmicos. Esse modelo difere de outros modelos de dados temporais por apresentar duas diferentes ordens de tempo, ramificado para o objeto e linear para cada versão. O usuário pode também especificar, durante a modelagem, classes normais sem tempo e versionamento, o que permite a integração deste modelo com outros modelos existentes. A utilização de um modelo de dados temporal semanticamente rico não requer necessariamente a existência de um SGBD próprio para este modelo. A tendência é implementar o modelo sobre banco de dados convencionais, através do mapeamento das informações temporais para atributos explícitos. Como objetivo complementar, é apresenta do um ambiente para o suporte do TVM e de todas suas características. Especificamente, são detalhados o mapeamento da hierarquia base do modelo para um banco de dados objeto-relacional e sua implementação em um banco de dados comercial. Desse ambiente, foi implementado um protótipo da ferramenta para o auxílio na especificação de classes da aplicação.

Atualmente, o enorme volume de informações armazenadas em bancos de dados de organizações ultrapassa a capacidade dos tradicionais métodos de análise dos dados baseados em consultas, pois eles se tornaram insuficientes para analisar o conteúdo quanto a algum conhecimento implícito e importante na grande massa de dados. A partir disto, a mineração de dados tem-se transformado em um tópico importante de pesquisa, porque provê um conjunto de técnicas e ferramentas capazes de inteligente e automaticamente assistir o ser humano na análise de uma enorme quantidade de dados à procura de conhecimento relevante e que está encoberto pelos demais dados. O presente trabalho se propõe a estudar e a utilizar a mineração de dados considerando os aspectos temporais. Através de um experimento realizado sobre os dados da Secretaria da Saúde do Estado do Rio Grande do Sul, com a aplicação de uma metodologia para a mineração de dados temporais, foi possível identificar padrões seqüenciais nos dados. Este experimento procurou descobrir padrões seqüenciais de comportamento em internações médicas, objetivando obter modelos de conhecimento dos dados temporais e representá-los na forma de regras temporais. A descoberta destes padrões seqüenciais permitiu comprovar tradicionais comportamentos dos tratamentos médicos efetuados, detectar situações anômalas, bem como, acompanhar a evolução das doenças existentes.

Atualmente, o enorme volume de informações armazenadas em bancos de dados de organizações ultrapassa a capacidade dos tradicionais métodos de análise dos dados baseados em consultas, pois eles se tornaram insuficientes para analisar o conteúdo quanto a algum conhecimento implícito e importante na grande massa de dados. A partir disto, a mineração de dados tem-se transformado em um tópico importante de pesquisa, porque provê um conjunto de técnicas e ferramentas capazes de inteligente e automaticamente assistir o ser humano na análise de uma enorme quantidade de dados à procura de conhecimento relevante e que está encoberto pelos demais dados. O presente trabalho se propõe a estudar e a utilizar a mineração de dados considerando os aspectos temporais. Através de um experimento realizado sobre os dados da Secretaria da Saúde do Estado do Rio Grande do Sul, com a aplicação de uma metodologia para a mineração de dados temporais, foi possível identificar padrões seqüenciais nos dados. Este experimento procurou descobrir padrões seqüenciais de comportamento em internações médicas, objetivando obter modelos de conhecimento dos dados temporais e representá-los na forma de regras temporais. A descoberta destes padrões seqüenciais permitiu comprovar tradicionais comportamentos dos tratamentos médicos efetuados, detectar situações anômalas, bem como, acompanhar a evolução das doenças existentes.

Nas aplicações do mundo real, os dados mudam com o passar do tempo. Devido à característica dinâmica das aplicações, o esquema conceitual também pode mudar para se adaptar às mudanças que freqüentemente ocorrem na realidade. Para representar esta evolução, uma nova versão do esquema é definida e os dados armazenados são adaptados à nova versão. Entretanto, existem aplicações que precisam acessar também o esquema sob os diversos aspectos de suas mudanças, requerendo o uso de versionamento de esquemas. Durante a evolução do esquema, o versionamento preserva todas as versões deste esquema e seus dados associados, possibilitando a recuperação dos dados através da versão com a qual foram definidos. Ultimamente muitas pesquisas têm sido realizadas envolvendo as áreas de versionamento de esquemas e bancos de dados temporais. Estes bancos de dados provêm suporte ao versionamento de esquemas, pois permitem armazenar e recuperar todos os estados dos dados, registrando sua evolução ao longo do tempo. Apesar de muitos esforços, ainda não existem SGBDs temporais comercialmente disponíveis. A utilização de um modelo de dados temporal para a especificação de uma aplicação não implica, necessariamente, na utilização de um SGBD específico para o modelo. Bancos de dados convencionais podem ser utilizados desde que exista um mapeamento adequado entre o modelo temporal e o SGBD utilizado. Este trabalho apresenta uma abordagem para a implementação de um banco de dados temporal permitindo o versionamento de esquemas, usando um banco de dados relacional, tendo como base o modelo temporal TRM (Temporal Relational Model). Como forma de ilustrar apresenta-se um exemplo de implementação utilizando o SGBD DB2. O principal objetivo é avaliar diferentes técnicas de implementar e gerenciar o versionamento de esquemas em bancos de dados temporais. Para atingir esse objetivo, um protótipo foi desenvolvido para automatizar os mapeamentos do TRM para o DB2 e gerenciar o versionamento de esquemas e dados. Duas experiências de implementação foram realizadas utilizando formas diferentes de armazenar os dados - um repositório e vários repositórios - com o objetivo de comparar os resultados obtidos, considerando um determinado volume de dados e alterações. Um estudo de caso também é apresentado para validar as implementações realizadas.

Um esquema de banco de dados certamente sofrerá alguma alteração com o passar do tempo. Algumas das causas destas modificações são ocorrência de um aumento no domínio do sistema, erros ocorridos na fase de projeto, mudanças na realidade representada pelo sistema, ou a necessidade de melhoria no seu desempenho. O uso de bancos de dados temporais é uma alternativa para o armazenamento das informações da evolução, pois permite sua recuperação por meio do histórico de suas mudanças. O presente trabalho propõe um ambiente para implementar evolução de esquemas sobre um BDOO, utilizando o Modelo Temporal de Versões (TVM). Deste modo, características de versões e de tempo são utilizadas tanto no nível dos esquemas como nos dados armazenados. Estados são associados às versões de esquema para representar seus estágios de desenvolvimento durante a evolução. O gerenciamento das versões de esquema é realizado por intermédio de uma camada denominada meta-esquema. Em um outro nível, o gerenciamento das instâncias é realizado por meio de uma camada denominada metadados, inserida para cada versão de esquema definida. Por intermédio destes controles é possível analisar a evolução dos esquemas como um todo e, para cada esquema, as correspondentes versões de seus dados e sua evolução temporal. Algumas alternativas de consulta para um ambiente com estas características são analisadas. O trabalho apresenta, ainda, as características básicas de um protótipo implementado para verificar a viabilidade da proposta apresentada.

Este trabalho descreve EXTIO (Extraction of Temporal Information Using Ontologies), uma abordagem que permite a normalização de expressões temporais e a organização em ontologia de fatos temporais extraídos de texto em linguagem natural. Isto permite que motores de busca possam aproveitar melhor a informação temporal de páginas daWeb, realizando inferências sobre fatos temporais. EXTIO propõe: a normalização de expressões temporais relativas através de uma gramática formal para a língua inglesa; e a organização de fatos temporais extraídos do texto normalizado em uma ontologia. Expressões temporais relativas são construções textuais de tempo que se referem a uma data absoluta cujo valor é relativo a outra data. Por exemplo, a expressão “three months ago” (três meses atrás) é uma expressão temporal relativa, pois seu surgimento no texto se refere a uma data três meses antes da data de publicação do documento. Experimentos demonstram que a gramática formal proposta para a normalização de expressões temporais relativas supera o baseline na eficácia da normalização e no tempo de processamento de documentos em linguagem natural. A principal contribuição deste trabalho é a gramática formal para normalização de expressões temporais relativas de texto na língua inglesa. Também é contribuição deste trabalho o processamento semântico da informação temporal disponível em formato texto em documentos, para que possa ser melhor aproveitada por motores de busca. / This work describes EXTIO, an approach for the normalization of temporal expressions and the semantic organization of temporal facts extracted from natural language text. This approach allows search engines to benefit from temporal information in Web pages, performing inferences on temporal facts. EXTIO proposes: the normalization of relative temporal expressions through a formal grammar for the English language; and the organization of temporal facts extracted from normalized text in an ontology. Relative temporal expressions are textual time structures that refer to an absolute date whose value is relative to another date. For instance, “three months ago” is a relative temporal expression because its appearance in the text refers to a date three months before the document publication date. Experiments show that the proposed formal grammar for the normalization of relative temporal expressions has a better performance than the baseline in effectiveness and processing time. The main contribution of this work is the formal grammar for the normalization of temporal expressions in natural language text in English. Another contribution of this work is the semantic processing of temporal information available in documents, so that search engines may benefit from this information.

O modelo TF-ORM (Temporal Functionality in Objects With Roles Model) é um modelo de dados temporal orientado a objetos que utiliza o conceito de papeis para representar os diferentes comportamentos dos objetos. 0 modelo permite a modelagem dos aspectos estáticos e dinâmicos da aplicação pois considera todos os estados dos objetos ao longo de sua evolução. Sua linguagem de consulta e baseada na linguagem SQL e possibilita a recuperação de diferentes histórias do banco de dados. Este trabalho apresenta um sistema visual de consulta para o modelo TFORM. O VQS TF-ORM (Visual Query System TF-ORM) é um ambiente para recuperação de informações temporais. O sistema permite que as consultas sejam elaboradas de três formas alternativas: textual, gráfica ou por formulários. A linguagem gráfica possui o mesmo poder de expressão da linguagem textual, permitindo que a consulta seja elaborada diretamente sobre o esquema conceitual gráfico do modelo com o auxilio de um conjunto de janelas e elementos visuais. A recuperação de informações utilizando-se formulários não possui o mesmo poder de expressão da linguagem textual, mas possibilita a recuperação dos valores das propriedades de um determinado objeto através de uma hierarquia de janelas. A recuperação de informações através do sistema visual de consulta do modelo apresenta algumas facilidades tais como: representação visual dos operadores temporais do modelo, definição de níveis de detalhe e navegação sobre o esquema gráfico, armazenamento das consultas para posterior utilizando, possibilidade de representar uma consulta textual na forma visual e vice-versa, entre outras. Alem da preocupação com a definição de restrições temporais, o ambiente considera ainda as diferentes formas de apresentação do resultado da consulta que podem ser selecionadas pelo usuário. No sistema apresentado neste trabalho, o modelo TF-ORM é implementado em um banco de dados relacional que utiliza a linguagem SQL para recuperação de informações. Para a implementação do modelo em um banco de dados relacional foi feito um mapeamento, que determina como os conceitos de orientação a objetos, papel e tempo devem ser mapeados para tabelas e atributos no modelo relacional. As consultas realizadas na linguagem TF-ORM são então traduzidas para a linguagem de consulta do banco de dados relacional. O ambiente foi implementado utilizando a ferramenta para desenvolvimento de aplicações Delphi e o banco de dados Watcom, um banco de dados relacional que permite a recuperação de informações no padrão SQL/ANSI. / TF-ORM model (Temporal Functionality in Objects with Roles Model) is an object-oriented temporal data model which uses the role concept to represent different behaviors of objects. The model allows modelling of the static and the dynamic aspects of an application representing all the states of its evolution. The TF-ORM query language is based on the SQL language and enables the recovery of different database histories. This work represents a visual query system for the TF-ORM model. The VQS TF-ORM (Visual Query System TF-ORM) is an environment for recovery of temporal information. The system allows queries to be elaborated in three alternatives way: textual, graphic or by forms. The graphic language has the same functionality of the textual lan g uage permitting the query to be elaborated directly on the graphic conceptual schema of the model this operation is supported by a set of windows and visual elements. The information recovery using forms doesn't have the same functionality of the textual lan guage, but enables recovery of property values of an object through window hierarchies. Information recovery using the visual query system of the model presents some facilities: the visual representation of temporal operators, different levels of details for the navigation on the graphic schema, query storage for later use, possibility of representing a textual query in a visual way and vice-versa. The environment supports the definition of temporal constraints and the selection by the user of different representations forms for the results of a query. In the presented system, the TF-ORM model is implemented in a relational database which uses SQL language for information recovery. In order to implement the model in a relational database, a mapping was done - the concepts of the object orientation, roles and time were mapped in to tables and attributes to the relational model. The queries performed in the TF-ORM language are translated into the query lan guage of relational database. The environment was implemented using Delphi and the Watcom database, a relational database which allows information recovery in SQL/ANSI standard.

Nas aplicações do mundo real, os dados mudam com o passar do tempo. Devido à característica dinâmica das aplicações, o esquema conceitual também pode mudar para se adaptar às mudanças que freqüentemente ocorrem na realidade. Para representar esta evolução, uma nova versão do esquema é definida e os dados armazenados são adaptados à nova versão. Entretanto, existem aplicações que precisam acessar também o esquema sob os diversos aspectos de suas mudanças, requerendo o uso de versionamento de esquemas. Durante a evolução do esquema, o versionamento preserva todas as versões deste esquema e seus dados associados, possibilitando a recuperação dos dados através da versão com a qual foram definidos. Ultimamente muitas pesquisas têm sido realizadas envolvendo as áreas de versionamento de esquemas e bancos de dados temporais. Estes bancos de dados provêm suporte ao versionamento de esquemas, pois permitem armazenar e recuperar todos os estados dos dados, registrando sua evolução ao longo do tempo. Apesar de muitos esforços, ainda não existem SGBDs temporais comercialmente disponíveis. A utilização de um modelo de dados temporal para a especificação de uma aplicação não implica, necessariamente, na utilização de um SGBD específico para o modelo. Bancos de dados convencionais podem ser utilizados desde que exista um mapeamento adequado entre o modelo temporal e o SGBD utilizado. Este trabalho apresenta uma abordagem para a implementação de um banco de dados temporal permitindo o versionamento de esquemas, usando um banco de dados relacional, tendo como base o modelo temporal TRM (Temporal Relational Model). Como forma de ilustrar apresenta-se um exemplo de implementação utilizando o SGBD DB2. O principal objetivo é avaliar diferentes técnicas de implementar e gerenciar o versionamento de esquemas em bancos de dados temporais. Para atingir esse objetivo, um protótipo foi desenvolvido para automatizar os mapeamentos do TRM para o DB2 e gerenciar o versionamento de esquemas e dados. Duas experiências de implementação foram realizadas utilizando formas diferentes de armazenar os dados - um repositório e vários repositórios - com o objetivo de comparar os resultados obtidos, considerando um determinado volume de dados e alterações. Um estudo de caso também é apresentado para validar as implementações realizadas.