Search

En qualsevol sistema d'informació existeix un conjunt de regles de negoci que les dades han de complir per constituir un estat vàlid. L'estàndard SQL defineix les assercions com una manera d'expressar aquestes regles directament a la base de dades, tanmateix, els Sistemes Gestors de Bases de Dades Relacionals moderns no donen suport a les assercions a causa de la baixa eficiència en temps d'execució. La validació d'integritat es pot fer de forma incremental, assumint que la base de dades és consistent i només tenint en compte el conjunt de modificacions de dades al avaluar si provocarien la violació d'una asserció. En aplicacions reals, es gestionen múltiples connexions d'usuaris simultàniament, i per tant es generen molts conjunts de modificacions de dades que s'han de comprovar. Aquesta tesi de final de grau parteix d'un mètode incremental capaç de comprovar, eficientment, els efectes d'una sola transacció, i l'amplia per introduir la capacitat de comprovar concurrentment si múltiples transaccions poden provocar una violació per si soles o conjuntament. Això s'aconsegueix proposant un algorisme que transforma regles que es comproven de forma serial en regles que poden ser comprovades de forma concurrent. A la segona part del treball, s'implementa l'algorisme suggerit en una eina que, donat un conjunt d'assercions en SQL estàndard i un esquema de base de dades, compila automàticament la infraestructura necessària dins la base de dades i genera una sèrie de vistes SQL que poden comprovar, eficientment, la integritat de conjunts de modificacions de dades provinents de múltiples transaccions concurrents. L'eina també permet als seus usuaris modificar assercions existents o introduir-ne de noves, per tant, es tracta d'una eina per a gestionar la comprovació d'integritat incremental concurrent d'assercions en SQL. Any information system has a defined set of business rules that the data must satisfy to constitute a valid state. The SQL standard defines assertions as a way to express these rules directly into the database, however, modern Relational Database Management Systems do not support assertions due to lack of efficiency in execution time. Integrity checking can be performed in an incremental manner, where the database is assumed to be consistent and only the set of data modifications are considered when evaluating if they would produce an assertion violation. In real world applications, multiple user connections are handled simultaneously, generating many sets of data modifications that need to be checked. This thesis extends an incremental approach that was capable of efficiently checking the effects of a single transaction, and introduces the capability of concurrently checking if multiple transactions can produce a violation by themselves or combined. This is achieved by proposing an algorithm that transforms the serially-checked constraints of the previous method into concurrently-checked ones. In the second part of the thesis such algorithm is implemented into a tool that can receive a set of standard SQL assertions and a target database schema as an input, and automatically compile the necessary infrastructure into the database and generate a series of SQL views that efficiently check the integrity of data modifications from multiple concurrent transactions. The tool also enables its users to modify any existing assertions or introduce new ones, which makes it a management tool for concurrent incremental integrity checking of SQL assertions.

Since the early days of relational databases, it was realized that acyclic hypergraphs give rise to database schemas with desirable structural and algorithmic properties. In a by-now classical paper, Beeri, Fagin, Maier, and Yannakakis established several different equivalent characterizations of acyclicity; in particular, they showed that the sets of attributes of a schema form an acyclic hypergraph if and only if the local-to-global consistency property for relations over that schema holds, which means that every collection of pairwise consistent relations over the schema is globally consistent. Even though real-life databases consist of bags (multisets), there has not been a study of the interplay between local consistency and global consistency for bags. We embark on such a study here and we first show that the sets of attributes of a schema form an acyclic hypergraph if and only if the local-to-global consistency property for bags over that schema holds. After this, we explore algorithmic aspects of global consistency for bags by analyzing the computational complexity of the global consistency problem for bags: given a collection of bags, are these bags globally consistent? We show that this problem is in NP, even when the schema is part of the input. We then establish the following dichotomy theorem for fixed schemas: if the schema is acyclic, then the global consistency problem for bags is solvable in polynomial time, while if the schema is cyclic, then the global consistency problem for bags is NP-complete. The latter result contrasts sharply with the state of affairs for relations, where, for each fixed schema, the global consistency problem for relations is solvable in polynomial time. The research of Albert Atserias was partially supported by MICIN project PID2019-109137GB-C22 (PROOFS). The research of Phokion Kolaitis was partially supported by NSF Award No. 1814152.

Actualmente les API forman parte de nuestro día a día. Están tan integradas en nuestras rutinas que las usamos sin ser ni tan solo conscientes de ello. Buscadores de internet, comercios digitales o foros digitales, son solo alguno de los ejemplos de este uso rutinario de las API. El Object Relational Mapping es una técnica usada con para persistir los datos usados por estas API. LoopBack 4 es un framework para desarollar API con el soporte de StrongLoop (IBM). Esta es la cuarta versión del software y la más nueva. Aún sé está desarrollando. El objetivo de este proyecto es entender como LoopBack 4 implementa los dos conceptos mencionados anteriormente. De conseguir una percepción de como funciona un back-end, de como funcionan las bases de datos, y de como el framework guarda allí los datos. Finalmente crearemos una documentación completa para que alguien pueda entender el ORM en Loopback 4 des de cero. Durante el proyecto hemos estudiado e implementado unos ejemplos para explicar como fun- cionan las relaciones en LoopBack4. Esto no solo implica modelos; también incluye datasources, controladores y repositorios. Una vez implementados en Loopback, veremos como estas rela- ciones quedar plasmadas dentro de una base de datos relacional y una de no relacional.

What is business intelligence? What is business analytics? After an exponential growth of the amount of data being generated has had a huge impact in current market and IT investment, the importance of BI for a business has become a mandatory practice, but how do we apply Business Intelligence techniques? What technologies do we use to analyse data? And more importantly, what is the benefit of it? Through this thesis, we are going to walk over the most common ways to analyse data and what benefits such analysis professes. ¿Qué es el Business Intelligence? ¿Qué son las analiticas de negocio? Después del crecimiento exponencial de la cantidad de datos generada y el impacto que ha tenido en el mercado actual e inversion en IT, el BI se ha convertido en una práctica obligatoria. Pero ¿cómo aplicamos las técnicas de business intelligence, ¿qué tecnologías usamos para analizar datos? ¿Y cuál es su beneficio? A lo largo de esta tésis echaremos un ojo a los métodos más comunes para analizar datos y qué beneficios dicho análisis comporta. Què és el business Intelligence? Què són les analítiques de negoci? Després del creixement exponencial de la quantitat de dades que es genera actualment i l'impacte que ha tingut al mercat actual i en la inversió en IT, el BI s'ha convertit en una pràctica obligatòria. Però com apliquem les tècniques de business intelligence, quines tecnologies fem server per analitzar dades? I sobretot, quin és el seu benefici? Al llarg d'aquesta tesi farem una ullada als mètodes més comuns per analitzar dades i quins beneficis comporta aquest anàlisi.

The growing use of Model Driven Engineering (MDE) techniques in industry has emphasized scalability of existing model persistence solutions as a major issue. Specifically, there is a need to store, query, and transform very large models in an efficient way. Several persistence solutions based on relational and NoSQL databases have been proposed to achieve scalability. However, existing solutions often rely on a single data store, which suits a specific modeling activity, but may not be optimized for other use cases. In this article we present NEOEMF, a multi-database model persistence framework able to store very large models in key-value stores, graph databases, and wide column databases. We introduce NEOEMF core features, and present the different data stores and their applications. NEOEMF is open source and available online. El creciente uso de las técnicas de ingeniería impulsadas por modelos (MDE) en la industria ha enfatizado la escalabilidad de las soluciones de persistencia de modelos existentes como un problema importante. Específicamente, existe la necesidad de almacenar, consultar y transformar modelos muy grandes de manera eficiente. Se han propuesto varias soluciones de persistencia basadas en bases de datos relacionales y NoSQL para lograr la escalabilidad. Sin embargo, las soluciones existentes a menudo se basan en un único almacén de datos, que se adapta a una actividad de modelado específica, pero no se puede optimizar para otros casos de uso. En este artículo presentamos NEOEMF, un marco de persistencia de modelo de múltiples bases de datos capaz de almacenar modelos muy grandes en almacenes de clave-valor, bases de datos de gráficos y bases de datos de columna amplia. Presentamos las funciones principales de NEOEMF y presentamos las diferentes tiendas de datos y sus aplicaciones. NEOEMF es de código abierto y está disponible en línea. El creixent ús de les tècniques d'enginyeria impulsades per models (MDE) en la indústria ha emfatitzat l'escalabilitat de les solucions de persistència de models existents com un problema important. Específicament, existeix la necessitat d'emmagatzemar, consultar i transformar models molt grans de manera eficient. S'han proposat diverses solucions de persistència basades en bases de dades relacionals i NoSQL per aconseguir l'escalabilitat. No obstant això, les solucions existents sovint es basen en un únic magatzem de dades, que s'adapta a una activitat de modelatge específica, però no es pot optimitzar per a altres casos d'ús. En aquest article presentem NEOEMF, un marc de persistència de model de múltiples bases de dades capaç d'emmagatzemar models molt grans en magatzems de clau-valor, bases de dades de gràfics i bases de dades de columna àmplia. Presentem les funcions principals de NEOEMF i presentem les diferents tendes de dades i les seves aplicacions. NEOEMF és de codi obert i està disponible en línia.

Data provenance provides information about the origin of data, and has long attracted the attention of the database community. It has been proven to be essential for a wide range of use cases from debugging of data and queries to probabilistic databases. There exist different techniques for computing the data provenance of a query. However, even sophisticated database optimizers are usually incapable of producing an efficient execution plan for provenance computations because of their inherent complexity and unusual structure. In this work, I develop the key property module, as part of the heuristic optimization techniques for rewrite-based provenance systems to address this problem and present an implementation of this module in the GProM provenance middle-ware system. The key property stores the set of candidate keys for the output relation of a relational algebra operator. This property is important for evaluating the precondition of many heuristic rewrite rules applied by GProM, e.g., rules that reduce the number of duplicate removal operators in a query. To complete this work, I provide an experimental evaluation which confirms that this property is extremely useful for improving the performance at game provenance. La procedencia de datos proporciona información sobre el origen de los datos, y ha atraído mucho la atención de la comunidad de investigación en bases de datos. Se ha demostrado que es esencial para una amplia gama de casos, desde debugging de datos y consultas hasta bases de datos probabilísticos. Existen diferentes técnicas para el cálculo de la procedencia de datos de una consulta. Sin embargo, incluso los optimizadores de bases de datos sofisticados suelen ser incapaces de producir un plan de ejecución eficiente para cálculos de procedencia debido a su complejidad inherente y suestructura inusual. A lo largo de este trabajo, desarrollo el módulo para inferir la propiedad clave a los operadores, como parte de las técnicas de optimización heurística para sistemas de procedencia de datos basados en la reescritura para hacer frente al problema de optimización y presentar una implementación de este módulo en el sistema middleware de procedencia GProM. La propiedad clave almacena el conjunto de claves candidatas para la relación de salida de un operador de álgebra relacional. Esta propiedad es importante para evaluar la condición previa de muchas reglas de reescritura heurísticas aplicados por el sistema GProM, por ejemplo, las normas que reducen el número de operadores de eliminación de duplicados en una consulta. Para completar este trabajo, proporciono una evaluación experimental que confirma que esta propiedad es extremadamente útil para mejorar el rendimiento en el juego de procedencia. La procedència de dades proporciona informació sobre l’origen de les dades, i ha atret molt l’atenció de la comunitat de recerca en bases de dades. S’ha demostrat que és essencial per a una àmplia gamma de casos, des de debugging de dades i consultes fins a bases de dades probabilístiques. Existeixen diferents tècniques per al càlcul de la procedència de dades d’una consulta. No obstant això, fins i tot els optimitzadors de bases de dades sofisticats solen ser incapaços de produir un pla d’execució eficient per a càlculs de procedència a causa de la seva complexitat inherent i la seva estructura inusual. Al llarg d’aquest treball, desenvolupo un mòdul per inferir la propietat clau als operadors, com a part de les tècniques d’optimització heurística per a sistemes de procedència de dades basades en la reescriptura per fer front al problema d’optimització i presentar una implementació d’aquest mòdul en el sistema middleware de procedència GProM. La propietat clau emmagatzema el conjunt de claus candidates per a la relació de sortida d’un operador d’àlgebra relacional. Aquesta propietat és important per avaluar la condició prèvia de moltes regles de reescriptura heurístiques aplicats pel sistema GProM, per exemple, les normes que redueixen el nombre d’operadors d’eliminació de duplicats en una consulta. Per completar aquest projecte, proporciono una avaluació experimental que confirma que aquesta propietat és extremadament útil per millorar el rendiment en el joc de procedència.

The modern world is software-intensive. National infrastructures, smartphones and computers, health-care systems, e-commerce... everything is run by software. Therefore, developing high-quality software solutions is essential for our society. Conceptual modeling is an early activity of the software development process whose aim is to define the conceptual schema of a domain. As the role played by conceptual schemas in software development becomes more relevant---because of, for example, the emergence of model-driven approaches---, their quality becomes crucial too. The quality of a conceptual schema can be analyzed in terms of ``quality properties''. All conceptual schemas should have the fundamental properties of syntactic and semantic correctness, relevance and completeness, as well as any other quality property that has been proposed in the literature and that may be required or recommended in particular projects. It is a fact that only a few quality properties have been integrated into the development environments used by professionals and students, and thus enforced in the conceptual schemas developed by them. A possible explanation of this unfortunate fact may be that the proposals have been defined in the literature in disparate ways, which makes it difficult to integrate them into those environments. The goal of this thesis is to ease the integration of those quality properties that can be evaluated using the conceptual schema itself. We propose a method that permits the unified definition and treatment of conceptual schema quality issues, which we understand as ``important quality topics or problems for debate or discussion''. Our work includes, on the one hand, a characterization and formalization of conceptual schema quality issues, and, on the other hand, the creation of a catalog of quality issues obtained from the literature and defined using the aforementioned formalization. We also provide a prototype implementation of our method, which integrates the catalog of quality issues on top of a real modeling tool. This implementation provides assistance to conceptual modelers during the development of a conceptual schema in a non-disruptive manner. Moreover, our thesis discusses incremental methods for the efficient evaluation of OCL expressions in the context of quality issues and integrates one of them into our prototype tool., El món actual funciona a través del programari. Les infraestructures nacionals, els ordinador i telèfons inte¿ligents, els sistemes de salut, de comerç electrònic... tot depèn del programari. És, doncs, per aquest motiu que cal dissenyar solucions de programari d'alta qualitat. La modelització conceptual és una de les etapes inicials en el procés de desenvolupament de programari. El seu objectiu és definir l'esquema conceptual d'un domini. A mesura que el rol que juguen els esquemes conceptuals esdevé més i més rellevants dins d'aquest context (degut a, per exemple, l'aparició de metodologies de disseny de programari dirigides per models), la seva qualitat també esdevé un requisit elemental. La qualitat d'un esquema conceptual es pot analitzar a través de diferents "propietats de qualitat". Així, tenim que tots els esquemes conceptuals haurien de satisfer les propietats fonamentals de correctesa sintàctica i semàntica, rellevància i completesa, així com altres propietats que s'han proposat a la literatura i que el projecte on s'estigui desenvolupant l'esquema requereixi o recomani. Malauradament, ens trobem que només algunes propietats de qualitat s'han integrat als entorns de desenvolupament que utilitzen els professionals i els estudiants i, per tant, les propietats que podem assegurar se satisfaran són poques. Una possible explicació d'aquest fet és que les propostes existents es defineixen de maneres força diferents, cosa que en dificulta la integració a aquests entorns. L'objectiu de la tesi és pa¿liar aquesta situació i simplificar la integració d'aquelles propietats de qualitat que avaluen un esquema conceptual utilitzant la informació disponible al propi esquema. El mètode que proposem permet la definició i el tractament unificat de "quality issues" per a la modelització conceptual, els quals entenem com "tot allò que pot ser rellevant considerar per assegurar la qualitat d'un esquema". La feina inclou, per una banda, la caraterització i formalizació dels "quality issues" i, per l'altra, la creació d'un catàleg d'issues disponibles a la literatura i expressats mitjançant la nostra formalizació. A més a més, la tesi també inclou la implementació d'un prototipus que demostra com funciona el mètode. El prototipus integra el catàleg de "quality issues" dins una eina de modelització conceptual real i permet assistir als modeladors durant el desenvolupament d'esquemes. Finalment, la nostra feina també ofereix una breu discussió sobre la importància que tenen els mètodes incrementals d'avaluació d'expressions OCL, com es poden adaptar a la nostra definició de "quality issues" i descriu la seva integració a l'eina prototipus que hem desenvolupat

In this review paper, we present some recent results on the characterization of Functional Dependencies and variations with the formalism of Pattern Structures and Formal Concept Analysis. Although these dependencies have been paramount in database theory, they have been used in different fields: artificial intelligence and knowledge discovery, among others.

The traditional focus for Information Systems (IS) quality assurance relies on the evaluation of its implementation. However, the quality of an IS can be largely determined in the first stages of its development. Several studies reveal that more than half the errors that occur during systems development are requirements errors. A requirements error is defined as a mismatch between requirements specification and stakeholders¿ needs and expectations. Conceptual modeling is an essential activity in requirements engineering aimed at developing the conceptual schema of an IS. The conceptual schema is the general knowledge that an IS needs to know in order to perform its functions. A conceptual schema specification has semantic quality when it is valid and complete. Validity means that the schema is correct (the knowledge it defines is true for the domain) and relevant (the knowledge it defines is necessary for the system). Completeness means that the conceptual schema includes all relevant knowledge. The validation of a conceptual schema pursues the detection of requirements errors in order to improve its semantic quality. Conceptual schema validation is still a critical challenge in requirements engineering. In this work we contribute to this challenge, taking into account that, since conceptual schemas of IS can be specified in executable artifacts, they can be tested. In this context, the main contributions of this Thesis are (1) an approach to test conceptual schemas of information systems, and (2) a novel method for the incremental development of conceptual schemas supported by continuous test-driven validation. As far as we know, this is the first work that proposes and implements an environment for automated testing of UML/OCL conceptual schemas, and the first work that explores the use of test-driven approaches in conceptual modeling. The testing of conceptual schemas may be an important and practical means for their validation. It allows checking correctness and completeness according to stakeholders¿ needs and expectations. Moreover, in conjunction with the automatic check of basic test adequacy criteria, we can also analyze the relevance of the elements defined in the schema. The testing environment we propose requires a specialized language for writing tests of conceptual schemas. We defined the Conceptual Schema Testing Language (CSTL), which may be used to specify automated tests of executable schemas specified in UML/OCL. We also describe a prototype implementation of a test processor that makes feasible the approach in practice. The conceptual schema testing approach supports test-last validation of conceptual schemas, but it also makes sense to test incomplete conceptual schemas while they are developed. This fact lays the groundwork of Test-Driven Conceptual Modeling (TDCM), which is our second main contribution. TDCM is a novel conceptual modeling method based on the main principles of Test-Driven Development (TDD), an extreme programming method in which a software system is developed in short iterations driven by tests. We have applied the method in several case studies, in the context of Design Research, which is the general research framework we adopted. Finally, we also describe an integration approach of TDCM into a broad set of software development methodologies, including the Unified Process development methodology, MDD-based approaches, storytest-driven agile methods and goal and scenario-oriented requirements engineering methods., Els enfocaments per assegurar la qualitat deis sistemes d'informació s'han basal tradicional m en! en l'avaluació de la seva implementació. No obstan! aix6, la qualitat d'un sis tema d'informació pot ser ampliament determinada en les primeres fases del seu desenvolupament. Diversos estudis indiquen que més de la meitat deis errors de software són errors de requisits . Un error de requisit es defineix com una desalineació entre l'especificació deis requisits i les necessitats i expectatives de les parts im plicades (stakeholders ). La modelització conceptual és una activitat essencial en l'enginyeria de requisits , l'objectiu de la qual és desenvolupar !'esquema conceptual d'un sistema d'informació. L'esquema conceptual és el coneixement general que un sistema d'informació requereix per tal de desenvolupar les seves funcions . Un esquema conceptual té qualitat semantica quan és va lid i complet. La valides a implica que !'esquema sigui correcte (el coneixement definit és cert peral domini) i rellevant (el coneixement definit és necessari peral sistema). La completes a significa que !'esquema conceptual inclou tot el coneixement rellevant. La validació de !'esquema conceptual té coma objectiu la detecció d'errors de requisits per tal de millorar la qualitat semantica. La validació d'esquemes conceptuals és un repte crític en l'enginyeria de requisits . Aquesta te si contribueix a aquest repte i es basa en el fet que els es quemes conceptuals de sistemes d'informació poden ser especificats en artefactes executables i, per tant, poden ser provats. Les principals contribucions de la te si són (1) un enfocament pera les pro ves d'esquemes conceptuals de sistemes d'informació, i (2) una metodología innovadora pel desenvolupament incremental d'esquemes conceptuals assistit per una validació continuada basada en proves . Les pro ves d'esquemes conceptuals poden ser una im portant i practica técnica pera la se va validació, jaque permeten provar la correctesa i la completesa d'acord ambles necessitats i expectatives de les parts interessades. En conjunció amb la comprovació d'un conjunt basic de criteris d'adequació de les proves, també podem analitzar la rellevancia deis elements definits a !'esquema. L'entorn de test proposat inclou un llenguatge especialitzat per escriure proves automatitzades d'esquemes conceptuals, anomenat Conceptual Schema Testing Language (CSTL). També hem descrit i implementa! a un prototip de processador de tes tos que fa possible l'aplicació de l'enfocament proposat a la practica. D'acord amb l'estat de l'art en validació d'esquemes conceptuals , aquest és el primer treball que proposa i implementa un entorn pel testing automatitzat d'esquemes conceptuals definits en UML!OCL. L'enfocament de proves d'esquemes conceptuals permet dura terme la validació d'esquemes existents , pero també té sentit provar es quemes conceptuals incomplets m entre estant sent desenvolupats. Aquest fet és la base de la metodología Test-Driven Conceptual Modeling (TDCM), que és la segona contribució principal. El TDCM és una metodología de modelització conceptual basada en principis basics del Test-Driven Development (TDD), un métode de programació en el qual un sistema software és desenvolupat en petites iteracions guiades per proves. També hem aplicat el métode en diversos casos d'estudi en el context de la metodología de recerca Design Science Research. Finalment, hem proposat enfocaments d'integració del TDCM en diverses metodologies de desenvolupament de software.

El objetivo del proyecto LISPmon es facilitar la visualización y comparación de información sobre el prototipo LISP con el uso de tablas y gráficas. Esto supondrá un mayor seguimiento, sobretodo, por los participantes de LISP, al facilitarles dicha información gráficamente. LISPmon ofrece: Una interfaz web funcional y atractiva para la visualización de la información para el usuario; flexibilidad, para el administrador, en la configuración de las gráficas que se muestran.

1 page

The use of evolutionary algorithms has been proposed as a powerful random search strategy to solve the join order problem. Specifically, genetic programming used in query optimization has been proposed as an alternative to the limitations of dynamic programming with large join queries. However, very little is known about the impact and behavior of the genetic operations used in this type of algorithms. In this paper, we present an analysis that helps us to understand the effect of these operations during the optimization execution. Specifically, we study five different aspects: the age of the members in the population in terms of generations, the number of query execution plans (QEP) discarded without producing new offsprings, the average QEP life time in generations, the efficiency of the genetic operations and the evolution of the best cost. All in all, our analysis allows us to understand the impact of crossovers compared to mutation operations and the dynamically changing effects of these operations.

The Relational Equations approach is one of the most usual ones for describing (Fuzzy) Systems and in most cases, it is the final expression for other descriptions. This is why the identification of Relational Equations from a set of examples has received considerable atention in the specialized literature. This paper is devoted to this topic, more specifically to the topic of max-min neural networks for identification. Three methods of "learning" Fuzzy Systems are developed by combining the most desirable properties of two existing ones: Sayto-Mukaidono's technique and the so called "smoothed derivative" technique.