Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-09-01T04:07:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334062.pdf: 4102624 bytes, checksum: fcf76323275ca0a4c4b3f1ffd5c92285 (MD5) Previous issue date: 2015 / No âmbito de sistemas computacionais, a noção de transações constitui um dos elementos mais fundamentais para a especificação e implementação de aplicações com requisitos de confiabilidade e consistência, quanto à manipulação de dados. Ao longo dos anos, os sistemas de gerenciamento de banco de dados relacionais (SGBDR) têm sido considerados como componentes chave para o processamento de transações em sistemas computacionais; e, embora algumas alternativas aos SGBDRs tenham surgido nos últimos anos, há perspectivas de que um número significativo de sistemas computacionais permaneçam a utilizar os SGBDRs nos anos vindouros. Neste sentido, é imperioso que requisitos como confiabilidade, disponibilidade, desempenho, tolerância a faltas e consistência, sejam mantidos no SGBDR, com vista para o correto processamento de transações. Tais atributos podem ser obtidos por meio de replicação, sendo que a literatura é vasta em termos de soluções que visam a disponibilidade dos dados a despeito de faltas por parada intermitentes ou permanentes. Todavia, faltas oriundas da corrupção de dados em disco ou em memória RAM devido a efeitos físicos, ou decorrente de bugs no SGBDR, não afetam a disponibilidade dos dados, mas sim a integridade e a consistência destes. Estas faltas, que são caracterizadas como bizantinas, historicamente têm sido encontradas em SGBDRs, e elas afetam o processamento de transações comprometendo não apenas a exatidão, mas também o estado do banco de dados. A literatura dispõe de poucas soluções para lidar com faltas bizantinas em SGBDRs, onde algumas são baseadas em hipóteses difíceis de serem substanciadas na prática; ou em modelos de consistência mais relaxados, que podem causar problemas de integridade, consistência ou até mesmo corrupção de dados. Isto posto, elas não atendem plenamente todos os tipos de aplicações. Neste ensejo, esta tese versa sobre problemas relacionados ao processamento e a terminação de transações em SGBDRs e sistemas distribuídos, em ambientes com sujeição a faltas bizantinas. Para isso, esta tese apresenta duas grandes contribuições no âmbito de transações em SGBDRs. A primeira consiste num protocolo que permite o processamento e terminação de transações, a despeito de faltas bizantinas nas réplicas de bancos de dados  o primeiro da literatura a explorar a semântica de consistência mais forte de transações  , a partir de um protocolo de replicação tolerante a faltas bizantinas totalmente distribuído. A segunda investiga o problema da terminação de transações distribuídas em ambientes sujeitos a faltas bizantinas  um problema sem solução pela literatura  , que é conhecido como Validação Atômica Não-Bloqueante (NBAC) e visa assegurar uma decisão uniforme para os participantes da transação acerca da validação ou anulação das operações executadas num ambiente distribuído de banco de dados. A contribuição para este problema se baseia na investigação dos aspectos práticos necessários para resolvê-lo, onde é introduzido o conceito de Gerenciador Colaborativo de Transações em substituição ao Gerenciador de Transações, tradicionalmente empregado como agente num protocolo NBAC. A solução proposta para resolver o NBAC com faltas bizantinas baseia-se num conceito novo, que adota a tecnologia de virtualização como suporte para a especificação de uma arquitetura de sistema distribuído que permite circunscrever o problema. As soluções propostas foram comparadas de maneira analítica com soluções encontradas na literatura, bem como através de ensaios experimentais, a fim de comprovar a viabilidade das mesmas.<br> / Abstract : Within computer systems, the concept of transaction is one of the most fundamental elements for the specification and implementation of applications with reliability and consistency requirements concerning handling of data. Over the years, relational database management systems (RDBMS) have been considered key components for transaction processing in computer systems; and although some alternatives to RDBMSs have emerged in recent years, there are prospects that a significant number of computer systems will continute to use RDBMSs in coming years. In this sense, the need to provide reliability, availability, performance, fault tolerance and consistency, regarding transaction processing in RDBMS is imminent. Such attributes may be obtained through database replication. The literature is extensive in terms of solutions for data availability regardless of crash faults (e.g. intermittent or permanent). However, faults arising from the disk data corruption or RAM data corruption due to physical effects, or due to bugs in the RDBMS, do not affect the availability of data, though they affect their integrity and consistency. These faults, which are known as Byzantine, have historically been found in RDBMSs, and they affect transaction processing undermining not only the accuracy but also the database state. The literature offers few solutions to deal with Byzantine faults in RDBMSs, where some are based on difficult cases to be used in practice; or more relaxed consistency models, which can cause integrity, consistency or even data corruption problems. So, they are not addressed to all types of applications. As it is, this thesis deals with problems related to transaction processing and transaction termination on RDBMS and distributed systems, in environments subject to Byzantine fault. To this end, this thesis presents two major contributions to the transaction level in RDBMSs. The first is a protocol that allows the transaction processing and transaction, despite Byzantine faults in databases replicas  the first in literature that explores the strongest consistency semantics of transactions (e.g. serializability)  , by means of a fully distributed Byzantine fault tolerant database replication protocol. The second investigates the agreement problem related to transaction termination in distributed systems, also in environments subject to Byzantine fault  an unsolved problem in the literature. The Non Blocking Atomic Commitment (NBAC), as it known, aims to ensure a uniform decision for the transaction participants about the operations performed in a distributed database environment, that is, commit or abort them. The contribution to this problem is based on the investigation of practical and necessary conditions, to solve it. So, this thesis introduces the Collaborative Transaction Manager to replace the Transaction Manager, traditionally used as an agent on a NBAC protocol. The solution proposed to solve the NBAC with Byzantine fault is based on a new concept, adopting virtualization technology as a support for the specification of a distributed system architecture which makes the problem feasible. The proposed solutions were compared analytically with solutions found in the literature as well as through experimental tests in order to prove their feasibility.

TEIXEIRA NETO, L. E. Uma abordagem para publicação de visões RDF de dados relacionais. 2014. 97 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Daniel Eduardo Alencar da Silva (dealencar.silva@gmail.com) on 2015-01-23T19:39:51Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_letneto.pdf: 2039098 bytes, checksum: 476ca3810a4d9341414016b0440023ba (MD5) / Approved for entry into archive by Nirlange Queiroz(nirlange@gmail.com) on 2015-06-09T14:15:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_letneto.pdf: 2039098 bytes, checksum: 476ca3810a4d9341414016b0440023ba (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-09T14:15:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_letneto.pdf: 2039098 bytes, checksum: 476ca3810a4d9341414016b0440023ba (MD5) Previous issue date: 2014 / The Linked Data initiative brought new opportunities for building the next generation of Web applications. However, the full potential of linked data depends on how easy it is to transform data stored in conventional, relational databases into RDF triples. Recently, the W3C RDB2RDF Working Group proposed a standard mapping language, called R2RML, to specify customized mappings between relational schemas and target RDF vocabularies. However, the generation of customized R2RML mappings is not an easy task. Thus, it is mandatory to define: (a) a solution that maps concepts from a relational schema to terms from a RDF schema; (b) a process to support the publication of relational data into RDF, and (c) a tool that implements this process. Correspondence assertions are proposed to formalize the mappings between relational schemas and RDF schemas. Views are created to publish data from a database to a new structure or schema. The definition of RDF views over relational data allows providing this data in terms of an OWL ontology structure without having to change the database schema. In this work, we propose a three-tier architecture – database, SQL views and RDF views – where the SQL views layer maps the database concepts into RDF terms. The creation of this intermediate layer facilitates the generation of R2RML mappings and prevents that changes in the data layer result in changes on R2RML mappings. Additionally, we define a three-step process to generate the RDF views of relational data. First, the user defines the schema of the relational database and the target OWL ontology. Then, he defines correspondence assertions that formally specify the relational database in terms of the target ontology. Using these assertions, an exported ontology is generated automatically. The second step produces the SQL views that perform the mapping defined by the assertions and a R2RML mapping between these views and the exported ontology. This dissertation describes a formalization of the correspondence assertions, the three-tier architecture, the publishing process steps, the algorithms needed, a tool that supports the entire process and a case study to validate the results obtained. / A iniciativa Linked Data trouxe novas oportunidades para a construção da nova geração de aplicações Web. Entretanto, a utilização das melhores práticas estabelecidas por este padrão depende de mecanismos que facilitem a transformação dos dados armazenados em bancos relacionais em triplas RDF. Recentemente, o grupo de trabalho W3C RDB2RDF propôs uma linguagem de mapeamento padrão, denominada R2RML, para especificar mapeamentos customizados entre esquemas relacionais e vocabulários RDF. No entanto, a geração de mapeamentos R2RML não é uma tarefa fácil. É imperativo, então, definir: (a) uma solução para mapear os conceitos de um esquema relacional em termos de um esquema RDF; (b) um processo que suporte a publicação dos dados relacionais no formato RDF; e (c) uma ferramenta para facilitar a aplicação deste processo. Assertivas de correspondência são propostas para formalizar mapeamentos entre esquemas relacionais e esquemas RDF. Visões são usadas para publicar dados de uma base de dados em uma nova estrutura ou esquema. A definição de visões RDF sobre dados relacionais permite que esses dados possam ser disponibilizados em uma estrutura de termos de uma ontologia OWL, sem que seja necessário alterar o esquema da base de dados. Neste trabalho, propomos uma arquitetura em três camadas – de dados, de visões SQL e de visões RDF – onde a camada de visões SQL mapeia os conceitos da camada de dados nos termos da camada de visões RDF. A criação desta camada intermediária de visões facilita a geração dos mapeamentos R2RML e evita que alterações na camada de dados impliquem em alterações destes mapeamentos. Adicionalmente, definimos um processo em três etapas para geração das visões RDF. Na primeira etapa, o usuário define o esquema do banco de dados relacional e a ontologia OWL alvo e cria assertivas de correspondência que mapeiam os conceitos do esquema relacional nos termos da ontologia alvo. A partir destas assertivas, uma ontologia exportada é gerada automaticamente. O segundo passo produz um esquema de visões SQL gerado a partir da ontologia exportada e um mapeamento R2RML do esquema de visões para a ontologia exportada, de forma automatizada. Por fim, no terceiro passo, as visões RDF são publicadas em um SPARQL endpoint. Neste trabalho são detalhados as assertivas de correspondência, a arquitetura, o processo, os algoritmos necessários, uma ferramenta que suporta o processo e um estudo de caso para validação dos resultados obtidos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação / Made available in DSpace on 2012-10-20T19:27:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 209022.pdf: 739086 bytes, checksum: c38c88324a1b76945baae542d5ce1fe8 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Florianópolis, 2001. / Made available in DSpace on 2012-10-18T14:14:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 273297.pdf: 1509214 bytes, checksum: 1da88b4215907217f3c3c810d447ee5b (MD5) / As trocas de informações entre os vários tipos de sistemas de banco de dados se dão atualmente de diversas maneiras, onde até então não se havia um padrão. Usam-se muito drivers específicos de comunicação e protocolos proprietários e diversos outros meios com o objetivo de integrar e trocar informações entre diferentes sistemas de bancos de dados. Com a crescente necessidade de compartilhamento de informações entre sistemas, pessoas e organizações, a tendência é usar protocolos abertos e altamente compatíveis com a internet para intercâmbio dessas informações (principalmente para comércio eletrônico), e por esse motivo pode-se dizer que o XML é o mais indicado, dado sua capacidade de processar (estruturar, organizar, armazenar e recuperar) conjuntos complexos de informações, como arquivos multimídia, estruturas hierárquicas de dados e imagens digitais, entre diversos outros tipos de documentos, assim como dados em estruturas relacionais ou baseadas em objetos, tudo isso com velocidade, confiabilidade e escalabilidade sem igual. Dado essas premissas, essa dissertação propõe um modelo de conversão de estruturas de dados relacionais, que é o modelo mais comum atualmente, para documentos XML e vice-versa.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção / Made available in DSpace on 2012-10-19T06:33:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2013-07-16T18:38:23Z : No. of bitstreams: 1 179125.pdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Proposta de um modelo para disponibilizar informações a respeito de procedimentos de administração acadêmica através da Internet, e dos dispositivos legais que fundamentam estas práticas. Para comprovar a eficácia deste modelo, foi implementado um sistema informatizado, com vistas à administração e acesso às informações. Neste sistema foram desenvolvidas três interfaces de acesso: uma para cadastro e manutenção dos dispositivos legais, outra para a administração dos procedimentos acadêmicos, e uma interface para consulta geral. A partir do cadastramento de novas legislações o sistema envia automaticamente as informações para a área de administração acadêmica, a fim de oferecer subsídios para a manutenção e atualização dos diversos procedimentos, e dessa forma, disponibilizar as informações atualizadas para consulta geral

Resumo: No desenvolvimento de software frequentemente é necessário validar a especificação dos dados do sistema, geralmente descrita por esquemas. O esquema de dados define a estrutura lógicae os relacionamentos entre os dados manipulados e armazenados por aplicações de software. Para auxiliar a detectar defeitos em esquemas e garantir a integridade dos dados por eles definidos, foi proposta uma abordagem de teste baseada em defeitos, denominada Análise de Instâncias de Dados Alternativas (AIDA). Na abordagem AIDA, uma instância de dados associada ao esquema em teste sofre alterações simples gerando instâncias de dados alternativas. A Análise de Instâncias de Dados Alternativas (AIDA) pode ser aplicada no teste de diferentes tipos de esquema, desde que o mesmo seja representado de acordo com um modelo formal. Apesar de existirem trabalhos na literatura que utilizam informações do esquema para testar as aplicações, a maioria não considera os possíveis efeitos presentes no esquema para gerar os dados de teste. Esses defeitos podem ocasionar falhas na aplicação e, considerando esse fato, este trabalho explora a utilização da AIDA no teste de aplicações que utilizam esquemas de dados, introduzindo estratégias de uso em dois contextos de aplicação: aplicações de banco de dados relacional e aplicações que utilizam Serviços Web. Para validar as estratégias em ambos contextos foram realizados experimentos em aplicações reais. Os resultados obtidos são analisados e verifica-se que a abordagem utilizada foi eficaz em revelar não somente defeitos de esquema, mas também defeitos relacionados à própria aplicação.

Resumo: Os sistemas gerenciadores de bancos de dados (SGBDs) relacionais proporcionam atualmente uma ambiente bastante produtivo para a manipulação de informações. A partir de uma linguagem de alto nível, tais sistemas permitem que seus usuários descrevam consultas de uma maneira simples e rápida, sem definir com isso detalhes relacionados ao seu processamento. Tais detalhes são de responsabilidade do próprio SGBD, o qual deve escolher, através de um sofisticado processo de otimização e planejamento, uma alternativa eficiente para a obtenção dessas informações. A otimização de junções é uma das mais importantes e complexas dentre todas as fases que compõem este processo. A definição da melhor ordem de junções somente pode ser realizada em condições relativamente simples, através do uso de algoritmos de busca exaustiva fortemente baseados na programação dinâmica. Para os demais casos, espera-se que apenas uma aproximação desta melhor ordem seja encontrada, utilizando para isso técnicas não exaustivas de busca. Este estudo concentra-se na avaliação de dois algoritmos não exaustivos de otimização de junções implementados para o SGBD de código aberto PostgreSQL: o enetic Queri Optimization (GEQO) e o Two Phase Optimization (2PO). Através de um esquema de testes multidimensional, este estudo apresenta diversos dados relevantes sobre o comportamento desses algoritmos. Estes resultados servem tanto para o processo de melhoria dos algoritmos avaliados como para a elaboração de novas abordagens de otimização de junções.

Orientadora : Profª Drª Carmem Satie Hara / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciencias Exatas, Programa de Pós-Graduação em Informática. Defesa: Curitiba, 27/08/2010 / Bibliografia: fls. 70-77 / Resumo: O crescente volume e diversidade de dados, juntamente com a evolução dos conceitos da computação em nuvem, têm dado origem a um novo tipo de sistemas de banco de dados distribuído com foco em escalabilidade à custa de características comumente associadas a bancos de dados relacionais tradicionais. Na maioria dos casos, estes novos sistemas são destinados a implantação em larga escala e escalabilidade maciça, nos quais as características tradicionais de bancos de dados relacionais acabam por reduzir sua viabilidade como uma plataforma distribuída de armazenamento de dados. Para abordar esta questão, este trabalho propõe um novo design e arquitetura para um sistema de banco de dados relacional baseado em nuvem. O componente central deste sistema é um módulo de armazenamento, que é responsável por mapear o esquema lógico, baseado em relações, para um esquema físico, baseado em um repositório de dados distribuído. A arquitetura estratificada proposta oferece independência de dados física, permitindo que diferentes abordagens para mapeamento de dados e fragmentação, enquanto o repositório de dados distribuído é responsável por fornecer escalabilidade, disponibilidade, replicação de dados e propriedades ACID. Um protótipo do sistema, chamado de Phoenix, foi desenvolvido com base na arquitetura proposta usando um repositório de dados transacional. Um estudo experimental realizado em um grupo de servidores genéricos mostra que a Phoenix preserva as propriedades desejadas do repositório de dados, ao fornecer a funcionalidade de banco de dados relacional sem decorrer em uma alta obrecarga. / Abstract: The ever-increasing volume and diversity of data coupled with the dissemination and maturation of various concepts of cloud computing has given rise to a new type of distributed database systems with a focus on scalability at the cost of benefits associated with traditional relational databases. These new systems are often aimed at large-scale deployment and massive scalability. In such scenarios, features of relational databases end up reducing its viability as a platform for distributed data storage. To address this issue, this work proposes a new design and architecture of a cloudbased relational database system. The system’s core component is a storage engine, which is responsible for mapping the logical schema, based on relations, to a physical storage, based on a distributed key-value datastore. The proposed stratified architecture provides physical data independence, by allowing different approaches for data mapping and partitioning, while the distributed datastore is responsible for providing scalability, availability, data eplication and ACID properties. A prototype of the system, named Phoenix, has been developed based on the proposed architecture using a transactional key-value store. An experimental study on a cluster of commodity servers shows that Phoenix preserves the desired properties of key-value stores, while providing relational database functionality at a very low overhead.

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Orientador: Geovane Cayres Magalhães / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Ciencia da Computação / Made available in DSpace on 2018-07-21T12:38:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vasconcelos_RaimundoClaudiodaSilva_M.pdf: 3220472 bytes, checksum: 143ce94b7abec02e436c9d5adc9ee695 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Costuma-se dizer que Sistemas de Informações Geográficas (SIG) são aplicações com características não convencionais e que por isso necessitam de metodologias diferentes das então utilizadas nas aplicações convencionais. Apesar disso, boa parte dos sistemas SIG existentes no mercado utiliza-se, de alguma forma, as ferramentas convencionais. O propósito dessa dissertação é verificar, a partir de um exemplo - rede computadores da Unicamp, o uso da modelagem E-R e orientada a objeto (OMT) em um SIG. As modelagens e implementações nos SGBD relacional (SQL92) e orientado a objetos (O2) são analisados, obtendo-se os resultados desta tese / Abstract: Geographical Information Systems (GIS) are known as non-conventional applications, and 80 they need different methodologies from those used for conventional applications. However, most of existent GIS in the market use conventional tools. The goal of this thesis is to verify, through an example - UNINet, the use of E-R and object oriented models (OMT) to a CIS. The modelings and implementations in relational (SQL92) and object oriented DBMS (O2) are analized deriving the results / Mestrado / Mestre em Ciência da Computação