Ontology-based clustering in a Peer Data Management System

Abstract

Os Sistemas P2P de Gerenciamento de Dados (PDMS) são aplicações P2P avançadas que permitem aos usuários consultar, de forma transparente, várias fontes de dados distribuídas, heterogêneas e autônomas. Cada peer representa uma fonte de dados e exporta seu esquema de dados completo ou apenas uma parte dele. Tal esquema, denominado esquema exportado, representa os dados a serem compartilhados com outros peers no sistema e é comumente descrito por uma ontologia. Os dois aspectos mais estudados sobre gerenciamento de dados em PDMS estão relacionados com mapeamentos entre esquemas e processamento de consultas. Estes aspectos podem ser melhorados se os peers estiverem eficientemente dispostos na rede overlay de acordo com uma abordagem baseada em semântica. Nesse contexto, a noção de comunidade semântica de peers é bastante importante visto que permite aproximar logicamente peers com interesses comuns sobre um tópico específico. Entretanto, devido ao comportamento dinâmico dos peers, a criação e manutenção de comunidades semânticas é um aspecto desafiador no estágio atual de desenvolvimento dos PDMS. O objetivo principal desta tese é propor um processo baseado em semântica para agrupar, de modo incremental, peers semanticamente similares que compõem comunidades em um PDMS. Nesse processo, os peers são agrupados de acordo com o respectivo esquema exportado (uma ontologia) e processos de gerenciamento de ontologias (por exemplo, matching e sumarização) são utilizados para auxiliar a conexão dos peers. Uma arquitetura de PDMS é proposta para facilitar a organização semântica dos peers na rede overlay. Para obter a similaridade semântica entre duas ontologias de peers, propomos uma medida de similaridade global como saída de um processo de ontology matching. Para otimizar o matching entre ontologias, um processo automático para sumarização de ontologias também é proposto. Um simulador foi desenvolvido de acordo com a arquitetura do PDMS. Os processos de gerenciamento de ontologias propostos também foram desenvolvidos e incluídos no simulador. Experimentações de cada processo no contexto do PDMS assim como os resultados obtidos a partir dos experimentos são apresentadas