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1 10 Intégration de données sur le web 240

2 Requête utilisateur : Où est-ce que je peux voir les films qui ont participé au dernier Festival de Cannes? Je voudrais les résumés et critiques des films de Pedro Almovodar. Les informations se trouvent sur des sites différents : Figure 1 (tableau et document joint). 241

3 Le problème de l hétérogénéité des sources (en plus de la distribution = sites différents) se pose au niveau de : Modèles de données Schémas, même pour un même modèle Sémantique Interfaces d accès : sources actives (BD, annuaires) et passives (documents, fichiers quelconques) 242

4 Hétérogénéité des modèles de données : BD relationnelles, à objet, XML, annuaires, fichiers quelconques. 243

5 Hétérogénéité des schémas : Le problème se pose déjà pour un même modèle, relationnel, par ex. : Un même attribut s appelle COÛT pour BD1, PRIX pour BD2 ; L adresse d une personne est stockée par Adresse en BD1,mais par le biais du 4-plet Num, Rue, Ville, CP en BD2 ; Un schéma pour personne contient E mail pour BD1, ne le contient pas pour BD2 ; Etc. 244

6 Hétérogénéité sémantique : Même pour un même modèle et un même schéma : La valeur 20 de l attribut PRIX signifie 20 E pour BD1, 20 dollars pour BD2. SALAIRE signifie salaire brut pour BD1, net pour BD2. Et puis : redondance d information, pire, contradictions. 245

7 Autre difficulté pour la gestion de ces sources réparties : autonomie des sources. Chaque sources décide : Quand répondre à une requête et quand se connecter au système globale ; Quelles données partager et avec qui. 246

8 Tâches d intégration : Transformation (les sources hétérogènes doivent communiquer!) : des modèles, des schémas, des données, des requêtes. Acquisition, stockage et organisation de l information. Evaluation des requêtes. 247

9 Migrer les requêtes ou les données? Figure 2 (tableau et fichier joint). Approche ENTREPOTS DE DONNEES (Data warehouses) Par ex., Google. Ce sont les données, à migrer. Les données qui viennent de sources distantes sont stockées localement, et les requêtes sont évaluées localement. Approche MEDIATEUR Approche paresseuse, pas de matérialisation a priori des données Migration de requêtes vers les sources 248

10 Approche MEDIATEUR : Avantages : cohérence (données d origine) Inconvénients : performance, traduction de requêtes, dépendance des capacités de sources Approche Entrepôt de Données : Avantages : performance, Inconvénients : rafraîchissement de l entrepôt, volume des données 249

11 Architecture générale de médiation : SCHEMA GLOBAL MEDIATEUR Requete utilisateur Moteur de requete Adaptateur Adaptateur Adaptateur Schema Local Schema Local Schema Local Donnees 1 Donnees 2 Donnees 3 250

12 Approche MEDIATEUR : suite Composantes : Médiateur : décompose les requêtes globales en plusieurs requêtes sources intègre les résultats obtenus par les sources. Adaptateurs (wrappers) : Interfaces entre les sources et le médiateur. Programmes qui transforment les requêtes (élaborées par le médiateur) en des requêtes exécutables sur les sources. 251

13 L utilisateur ne connaît pas les schémas locales des sources, mais un schéma global, qui les intègre. Le schéma global est écrit dans un langage spécifique. On a besoin d un formalisme de description du contenu des sources et de mappings entre le schéma local de chaque source et le schéma global, pour traduire une requête utilisateur en une ou plusieurs requêtes sources. 252

14 Intégration = Définition de Vues Mais 2 façons de faire le mappings Schéma Global Schémas Locales : 1. GAV Schéma Global = vue globale sur l ensemble des schémas sources (Global as View) : Avantage : simplicité de la traduction de la requête : remplacement de la vue par sa définition. Inconvénient : dès qu on modifie le schéma d une source (ou on en ajoute une) il faut changer la définition de la vue. 2. LAV vice-versa : Schéma Local = vue sur le schéma global (Local as View) : Avantage : chaque source est intégrée indépendamment de l autre flexibilité Inconvénient : complexité de la réécriture de la requête de l utilisateur (globale) de façon qu on puisse interroger les sources. 253

15 Exemple de Schéma Global/Relation Locales Pour simplifier, prenons un formalisme logique pour exprimer les relations globales et les locales aussi. Schéma Global, relations globales : emp(e) : E est un employé, tél(e,t) : T est le num. de tél. de E, bureau(e,b) : B est le num. de bureau de E, dir(e,d) : D est le directeur de E, dept(e,de) : De est le département de E. Donc : même-bur(e,e ) Emp(E) & Emp(E ) & bureau(e,b) & bureau(e,b) emp-tél-bur(e,t,b) Emp(E) & tél(e,t) & bureau(e,b) emp-dept-dir(e,de,d) Emp(E) & dept(e,de) & dir(e,d) Sources, relations locales : Source 1 : s1(e,t,d) fournit infos sur les employés, leur tél et leur directeur. Source 2 : s2(e,b,de) fournit infos sur les employés, leur bureau et leur département. Source 3 : s3(e,t) fournit infos sur les num de tél des employés du dépt. jouets. 254

16 Exemple de Schéma Global/Relation Locales : suite Correspondance relations globales et locales : ApprocheGAV On exprime les relations globales en fonction des relations locales. Par ex. : emp(e) = DEF s1(e,t,d) OR s2(e,b,de) OR s3(e,t) N.B. : les 3 sources ne contiennent pas forcement les mêmes employés. emp-tél-bur(e,t,b) = DEF D De [s1(e,t,d) & s2(e,b,de )] OR (s3(e,t) & s2(e,b, jouets )) N.B.. On a 2 cas (le OR) : Cas 1) l employé E et son tél. T. sont dans s1 et son bureau B se trouve dans s2. Ceci donne que emp-tél-bur(e,t,b) si, pour un D et un De, s1(e,t,d) & s2(e,b,de). Cas 2 : l employé E et son tél. T se trouvent dans s3 (le dépt. est jouets ) et son bureau B se trouve dans s2. Alors : s3(e,t) & s2(e,b, jouets ) 255

17 Requête : donner les employés du bureau N. 10 et leur tél. : emp-tél-bu(e, T, 10). On remplace les relations du schéma global par leur définitions (on déplie). Dans l exemple, on remplace emp-tél-bur(e,t,b) par sa définition et on pose B=10. Donc il suffit de calculer le E et les T t.q. : D De ([s1(e,t,d) & s2(e,b,de )] OR [s3(e,t) & s2(e,b, jouets )] & B=10) ce qui revient à calculer : D De [s1(e,t,d) & s2(e,10,de )] OR (s3(e,t) & s2(e,10, jouets )) Donc la requête est reformulée de façon telle qu elle utilise seulement les relations locales. 256

18 Exemple de Schéma Global/Relation Locales : suite Correspondance relations globales et locales : Approche LAV On exprime les relations locales en fonction des relations globales : s1(e,t,d) = DEF emp(e) & tél(e,t) & dir(e,d) s2(e,b,de) = DEF emp(e) & bureau(e,b) & dept(e,de) s3(e,t) = DEF emp(e) & tél(e,b) & dept(e, jouets ) Requête : donner les employés du bureau 10 et leur tél., i.e. emp-tél-bur(e,t,10) (langage du schéma global). On doit calculer les valeur E, T tels que : a) D De ((s1(e,t,d) & s2(e,10,de)]) sur les sources 2 et 1 b) D De ((s3(e,t) & s2(e,10, jouets )) sur les sources 2 et 3 et puis faire l union des valeurs obtenus. Mais les relations locales doivent d abord être formulées en fonction du langage global, puisque elles sont des vues sur les relations globales. 257

19 Donc, il faut une réécriture de (a) et (b) : a) D De (s1(e,t,d) & s2(e,10,de)) b) D De (s3(e,t) & s2(e,10, jouets )) en (a ) et (b ) : a ) D De (emp(e) & tél(e,t) & dir(e,d) & emp(e) & bureau(e,10) & dept(e,de)) b ) D De( emp(e) tél(e,t) & bureau(e,10) & dept(e, jouets )) Puis il faut assembler les valeurs. 258

20 Choix du Modèle Global Pour le langage du modèle global, on veut : Une large expressivité : représentation d informations riches, sans perte de structure et de contenu ; De la flexibilité : manipulation de schémas et de données hétérogènes Contrôler la complexité :grands volumes d informations, requêtes complexes (jointure, opérations ensemblistes) 259

21 XML est un bon candidat pour le niveau global Expressivité : modèle d arbres (typés), voire de graphes. Flexibilité : données structurées et semi-structurées avec et sans schémas, documents, messages,... Complexité bien maîtrisée : manipulation d arbres (automates d arbres) 260

22 Plus sur l Expressivité. Par ex., dans un approche LAV, si on veut passer du relationnel au semi-structuré, les schémas relationnels : Cours(NumCours,NomProf,Salle) Inscriptions(NomEtudiant,NumCours) ont une écriture simple en un DTD, par ex. :!ELEMENT Cours (NomProf,Salle)!ATTLIST Cours NoCours ID #REQUIRED!ELEMENT Inscriptions (Inscription)!ELEMENT Inscription (NomEtudiant)!ATTLIST Inscription AuCours IDREF #REQUIRED 261

23 Plus sur l Expressivité. A propos des modèles différents pour les sources : XML : syntaxe neutre pour décrire des structures de données organisées, conceptuellement, en graphes, permettant l imbrication et les références. Plusieurs structures de données spécifiques peuvent être ainsi représentées. (On a vu déjà des exemples de comment simuler des données relationnels). 262

24 A propos des schémas différents à travers les sources : A nouveau, on peut exprimer plusieurs structurations de données sous forme de graphes, par le biais des DTD (ou des XML-schémas). Ceci dit, la nécessité de créer des mappings entre les DTD du niveau globale et les différentes schémas locales reste. 263

25 A propos des problèmes de sémantique, par ex. d un même attributs ayant des significations différentes : XML fournit un mécanisme permettant d attacher des metadonnées, décrivant les données, ce qui aide à déterminer quelle transformations doivent être faites pour intégrer plusieurs sources. Par ex., ici on indique ce que le Prix est < Prix > 100 < Monnaie > Euros </Monnaie > </Prix > Mais le problème, en général, reste complexe. 264

26 Attention, même si XML est choisi comme langage de communication, la transformation T des sources locales en données globales (ou vice-versa) peut nécessiter plusieurs sortes d opérations. Exemple (où on suppose que source et cible sont déjà exprimés en XML) Inversion de relations symétriques : Schéma source : <!ELEMENT Etudiant(Nom, Cours*) > Schéma cible : <!ELEMENT Cours(Titre, Etudiant*) > Requête unnest-nest : FOR $c in distinct-values(document("...")//cours) RETURN <Cours> <Titre> { $c } </Titre> { FOR $e in document("...")//etudiant WHERE $e/cours = $c RETURN <Etudiant> { $e/nom } </Etudiant> </Cours> 265

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