Transforming Ontology-Based Conceptual Models into Relational Schemas

Nome: GUSTAVO LUDOVICO GUIDONI
Tipo: Tese de doutorado
Data de publicação: 29/03/2023
Orientador:

Nomeordem decrescente Papel
JOÃO PAULO ANDRADE ALMEIDA Orientador

Banca:

Nomeordem decrescente Papel
FERNANDA ARAUJO BAIÃO AMORIM Examinador Externo
JOÃO PAULO ANDRADE ALMEIDA Orientador
MARIA LUIZA MACHADO CAMPOS Examinador Externo
MONALESSA PERINI BARCELLOS Examinador Interno
VÍTOR ESTÊVÃO SILVA SOUZA Examinador Interno

Resumo: Apesar das contribuições relevantes da modelagem conceitual baseada em ontologias e do
amplo uso de esquemas relacionais na implementação de bancos de dados, a combinação da
modelagem conceitual baseada em ontologias e dos esquemas relacionais ainda não recebeu a
devida atenção. Dentre as tecnologias de modelagem conceitual, a OntoUML se destaca como
linguagem para descrever o domínio do problema, tendo como nicho principal a formulação
e propagação do conhecimento. Portanto, o modelo produzido pela OntoUML pode ser visto
como um “ponto de partida” para outros artefatos, como o esquema relacional. Para produzir
o esquema relacional a partir do modelo conceitual de maneira automatizada, é necessário
compatibilizar uma série de construtos. A literatura atual disponibiliza algumas abordagens de

transformação objeto-relacional que poderiam, em princípio, ser aplicadas a modelos conceitu-
ais orientados a ontologias, como aqueles produzidos em OntoUML. No entanto, há construtos

importantes que não são cobertos por tais abordagens. A maioria das abordagens de transfor-
mação objeto-relacional não dá suporte a modelos conceituais que: (i) incluem generalizações

ortogonais (overlapping) ou incompletas (incomplete); (ii) adotam classicação dinâmica; ou (iii)
empregam herança múltipla. Isso ocorre porque muitas das abordagens discutidas na literatura
assumem primitivas subjacentes às linguagens de programação orientadas a objetos (em vez da
linguagens de modelagem conceitual). Para resolver essa lacuna, este trabalho visa compreender
as forças que regem as estratégias clássicas de transformação das hierarquias de classes em
esquemas relacionais, identicando meta-propriedades ontológicas que caracterizam as classes
nesses modelos (como sortalidade e rigidez). As informações obtidas são utilizadas para orientar
a transformação do modelo conceitual no esquema relacional a m de evitar alguns problemas
das abordagens existentes. Além de automatizar a geração do esquema relacional, também

propusemos um mapeamento automatizado de acesso a dados baseado em ontologia para o es-
quema relacional resultante, com o objetivo de expor os dados em termos do modelo conceitual

original, permitindo a produção de consultas em um alto nível de abstração (em SPARQL),
independentemente da estratégia de transformação selecionada. Além disso, incorporamos
restrições adicionais ao longo do processo de transformação objeto-relacional (implementadas

através de triggers) para garantir que seja respeitada a semântica do modelo original. A abor-
dagem proposta é contrastada com as abordagens de transformação dominantes na literatura a

partir das perspectivas: (i) das primitivas de modelagem conceitual suportadas; (ii) do tamanho
do esquema resultante; (iii) do desempenho quanto ao tempo de resposta em consultas; e (iv)
da usabilidade do esquema resultante, para o qual é relatado um estudo empírico.

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