Estudo e construção de um sistema gerenciador de banco de dados dedutivo

Abstract

Este trabalho apresenta o estudo e a construção de um Sistema Gerenciador de Bancos de Dados Dedutivos. Um Banco de Dados Dedutivo (BDD) é um Banco de Dados que, alem de sua parte tradicional, ou seja, as informações contidas nas relações básicas, que são explicitamente inseridas, possui um conjunto de regras dedutivas que permite derivar novas informações a partir das relações básicas. Neste trabalho, as deficiências da linguagem de consulta Datalog foram identificadas e, com o objetivo de obter uma linguagem que atenda melhor algumas das necessidades de aplicações do mundo real, foram propostas extensões ao Datalog, que deram origem a linguagem DEDALO. As atualizações sobre Bancos de Dados Dedutivos também foram estudadas, sendo identificados dois problemas: o primeiro se refere a necessidade de propagar modificações sobre as relações básicas para as relações derivadas materializadas; o segundo problema diz respeito as atualizações sobre as relações derivadas, que devem ser traduzidas em atualizações sobre as relações básicas, para que a atualização pretendida se tome visível na relação derivada. Para o primeiro problema, métodos de propagação foram estudados, analisados e implementados. Para o segundo, foram estudados, analisados, propostos e implementados métodos que realizam a tradução das atualizações. Restrições de integridade em Bancos de Dados Dedutivos tamb6m foram estudadas, sendo propostos métodos eficientes de detecção de violações de integridade e de reparos de transações que violam as restrições definidas no sistema. Os estudos realizados deram origem ao Sistema Gerenciador de Banco de Dados Dedutivo DEDALO, um protótipo que implementa a nova linguagem proposta Como uma extensão do Datalog, os métodos de propagação de atualizações para relações derivadas materializadas, as técnicas de tradução de atualizações sobre relações derivadas, os métodos de detecção de violação de restrições de integridade e as técnicas de reparo das transações que as violam. 0 Sistema DEDALO é composto de quatro ferramentas: o Gerenciador de Regras, onde as regras de derivação e as restrições de integridade são definidas; a Interface Interativa, utilizada para submeter consultas ad hoc e solicitações de atualização sobre o sistema; dois novos Componentes Delphi, que são duas novas classes criadas para o ambiente de desenvolvimento de aplicações Delphi, que foi utilizado na implementação do protótipo, e são utilizadas para a criação das aplicações sobre o Sistema DEDALO; e o Tradutor de Sentenças DEDALOISQL-ANSI, que traduz as sentenças da linguagem proposta para sentenças SQL-ANSI que serão submetidas ao Sistema Gerenciador do Banco de Dados. A adequabilidade das soluções estudadas e implementadas no sistema desenvolvido pode ser comprovada através da implementação de uma aplicação real utilizando o Sistema DEDALO.

This work presents the study and construction of a Deductive Database Management System. A Deductive Database (BDD) is a Database that; besides the traditional part, where the informations are contained in basic relations, explicitly introduced, has a deductive rules set, which permits to derive new informations from the basic relations. In this work, the deficiencies of Datalog language were identified and, with the goal of obtaining a language which could better support some real world applications requirements, extensions to Datalog were proposed, which originate the DEDALO language. Deductive Databases updates were also studied and two problems were identified: the first one refers to the need of propagating updates over basic relations to the materialized derived relations; the second problem refers to the updates over derived relations, which must be translated in updates over basic relations, in order that the requested update become visible in the derived relation. For the first problem, propagation methods were studied, analyzed and implemented. For the second, methods for carrying out updates translation were studied, analyzed, proposed and implemented. Integrity Constraints in Deductive Database Systems were also studied and methods were proposed in order to detect and repair system defined integrity constraints violations. Through the studies related above was created DEDALO Deductive Database Management System, a prototype that implements the new language, proposed as a Datalog extension. The prototype also contains the implementation of updates propagation methods for materialized derived relations, the translation techniques of updates over derived relations, the integrity constraints violation detection methods and the repairing techniques for the transactions that violate the constraints. The DEDALO System is composed of four tools: the Rules Manager, where derivation rules and integrity constraints are defined; the Interactive Interface, used for submit ad hoc queries and updates request to the system; two new Delphi Components, which are two new classes created for the application development environment Delphi, which was used in the prototype implementation, and are used in the applications creation over the DEDALO System; and the DEDALO/SQL-ANSI Statements Translator, which translate the statements of the proposed language to SQL-ANSI statements, which will be submitted to the Database Management System. The adequacy of the solutions studied and implemented in the prototype system was verified by the implementation of an application using the DEDALO System.