O problema da integração de dados (fragmentação de dados, decomposição de consultas) tem sido largamente estudado na literatura, mas a estrutura hierárquica inerente do modelo XML apresenta problemas que são específicos deste modelo de dados. Cada relacionamento conceitual muitos-para-muitos deve ser mapeado para uma estrutura hierárquica específica em XML. Diferentes fontes XML podem implementar o mesmo relacionamento conceitual muitos-para-muitos de diferentes maneiras. Na abordagem proposta neste trabalho, o problema de integra»c~ao de fontes de dados XML é dividido em dois problemas: (1) naquele da fragmentação de um modelo global do tipo grafo (ex., um modelo ER) em diversos modelos locais do tipo grafo representando conceitualmente fontes de dados e (2) naquele do ma- peamento de um modelo local do tipo grafo em um esquema hierárquico XML. Este trabalho apresenta um conjunto de operadores especificamente projetados para esta abordagem, assim como um mecanismo de decomposi»c~ao que permite que uma con- sulta especificada em um nível conceitual seja decomposta em uma consulta XQuery especificada no nível XML. Como linguagem de consulta para o nível conceitual, é adotado o CXPath (Conceptual XPath), uma linguagem de consulta proposta em um trabalho anterior. / The problem of data integration (query decomposition, data fragmentation) has been widely studied in literature, but the inherent hierarchical nature of XML data presents problems that are specific to this data model. Each many-to-many con- ceptual relationship must be mapped to a specific hierarchical structure in XML. Di®erent XML sources may implement the same many-to-many conceptual rela- tionship in di®erent ways. In our approach the problem of integration of XML data sources is decomposed in two problems: (1) that of fragmentation of a global graph-like model (e.g., an ER model) into several local graph-like models conceptu- ally representing data sources and (2) that of mapping the local graph-like model into an XML tree-like schema. This work presents a set of fragmentation operators specifically designed for our approach, as well as a query decomposition mechanism that allows a query stated at the conceptual level to be decomposed into an XQuery statement at the XML level. As the query language at the conceptual level, we adopt CXPath (conceptual XPath) a query language we have defined in previous work.

O problema da integração de dados (fragmentação de dados, decomposição de consultas) tem sido largamente estudado na literatura, mas a estrutura hierárquica inerente do modelo XML apresenta problemas que são específicos deste modelo de dados. Cada relacionamento conceitual muitos-para-muitos deve ser mapeado para uma estrutura hierárquica específica em XML. Diferentes fontes XML podem implementar o mesmo relacionamento conceitual muitos-para-muitos de diferentes maneiras. Na abordagem proposta neste trabalho, o problema de integra»c~ao de fontes de dados XML é dividido em dois problemas: (1) naquele da fragmentação de um modelo global do tipo grafo (ex., um modelo ER) em diversos modelos locais do tipo grafo representando conceitualmente fontes de dados e (2) naquele do ma- peamento de um modelo local do tipo grafo em um esquema hierárquico XML. Este trabalho apresenta um conjunto de operadores especificamente projetados para esta abordagem, assim como um mecanismo de decomposi»c~ao que permite que uma con- sulta especificada em um nível conceitual seja decomposta em uma consulta XQuery especificada no nível XML. Como linguagem de consulta para o nível conceitual, é adotado o CXPath (Conceptual XPath), uma linguagem de consulta proposta em um trabalho anterior. / The problem of data integration (query decomposition, data fragmentation) has been widely studied in literature, but the inherent hierarchical nature of XML data presents problems that are specific to this data model. Each many-to-many con- ceptual relationship must be mapped to a specific hierarchical structure in XML. Di®erent XML sources may implement the same many-to-many conceptual rela- tionship in di®erent ways. In our approach the problem of integration of XML data sources is decomposed in two problems: (1) that of fragmentation of a global graph-like model (e.g., an ER model) into several local graph-like models conceptu- ally representing data sources and (2) that of mapping the local graph-like model into an XML tree-like schema. This work presents a set of fragmentation operators specifically designed for our approach, as well as a query decomposition mechanism that allows a query stated at the conceptual level to be decomposed into an XQuery statement at the XML level. As the query language at the conceptual level, we adopt CXPath (conceptual XPath) a query language we have defined in previous work.

O problema da integração de dados (fragmentação de dados, decomposição de consultas) tem sido largamente estudado na literatura, mas a estrutura hierárquica inerente do modelo XML apresenta problemas que são específicos deste modelo de dados. Cada relacionamento conceitual muitos-para-muitos deve ser mapeado para uma estrutura hierárquica específica em XML. Diferentes fontes XML podem implementar o mesmo relacionamento conceitual muitos-para-muitos de diferentes maneiras. Na abordagem proposta neste trabalho, o problema de integra»c~ao de fontes de dados XML é dividido em dois problemas: (1) naquele da fragmentação de um modelo global do tipo grafo (ex., um modelo ER) em diversos modelos locais do tipo grafo representando conceitualmente fontes de dados e (2) naquele do ma- peamento de um modelo local do tipo grafo em um esquema hierárquico XML. Este trabalho apresenta um conjunto de operadores especificamente projetados para esta abordagem, assim como um mecanismo de decomposi»c~ao que permite que uma con- sulta especificada em um nível conceitual seja decomposta em uma consulta XQuery especificada no nível XML. Como linguagem de consulta para o nível conceitual, é adotado o CXPath (Conceptual XPath), uma linguagem de consulta proposta em um trabalho anterior. / The problem of data integration (query decomposition, data fragmentation) has been widely studied in literature, but the inherent hierarchical nature of XML data presents problems that are specific to this data model. Each many-to-many con- ceptual relationship must be mapped to a specific hierarchical structure in XML. Di®erent XML sources may implement the same many-to-many conceptual rela- tionship in di®erent ways. In our approach the problem of integration of XML data sources is decomposed in two problems: (1) that of fragmentation of a global graph-like model (e.g., an ER model) into several local graph-like models conceptu- ally representing data sources and (2) that of mapping the local graph-like model into an XML tree-like schema. This work presents a set of fragmentation operators specifically designed for our approach, as well as a query decomposition mechanism that allows a query stated at the conceptual level to be decomposed into an XQuery statement at the XML level. As the query language at the conceptual level, we adopt CXPath (conceptual XPath) a query language we have defined in previous work.

The major goal of information integration is to provide efficient and easy-to-use access to multiple heterogeneous data sources with a single query. At the same time, one of the current trends is to use standard technologies for implementing solutions to complex software problems. In this dissertation, I used XML and XQuery as the standard technologies and have developed an extended projection algorithm to provide a solution to the information integration problem. In order to demonstrate my solution, I implemented a prototype mediation system called Omphalos based on XML related technologies. The dissertation describes the architecture of the system, its metadata, and the process it uses to answer queries. The system uses XQuery expressions (termed metaqueries) to capture complex mappings between global schemas and data source schemas. The system then applies these metaqueries in order to rewrite a user query on a virtual global database (representing the integrated view of the heterogeneous data sources) to a query (termed an outsourced query) on the real data sources. An extended XML document projection algorithm was developed to increase the efficiency of selecting the relevant subset of data from an individual data source to answer the user query. The system applies the projection algorithm to decompose an outsourced query into atomic queries which are each executed on a single data source. I also developed an algorithm to generate integrating queries, which the system uses to compose the answers from the atomic queries into a single answer to the original user query. I present a proof of both the extended XML document projection algorithm and the query integration algorithm. An analysis of the efficiency of the new extended algorithm is also presented. Finally I describe a collaborative schema-matching tool that was implemented to facilitate maintaining metadata.