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Enhancing Information Systems with Event-Handling - A Non-Invasive Approach

Erweiterung von Informationssystemen um Event-Handling - Ein Nicht-Invasiver Ansatz

  • Due to the immense advance of widely accessible information systems in industrial applications, science, education and every day use, it becomes more and more difficult for users of those information systems to keep track with new and updated information. An approach to cope with this problem is to go beyond traditional search facilities and instead use the users' profiles to monitor data changes and to actively inform them about these updates - an aspect that has to be explicitly developed and integrated into a variety of information systems. This is traditionally done in an individual way, depending on the application and its platform. In this dissertation, we present a novel approach to model the semantic interrelations that specify which users to inform about which updates, based on the underlying model of the respective information system. For the first time, a meta-model that allows information system designers to tag an arbitrary data model and thus specify the event-handling semantics is presented. A formal specification ofDue to the immense advance of widely accessible information systems in industrial applications, science, education and every day use, it becomes more and more difficult for users of those information systems to keep track with new and updated information. An approach to cope with this problem is to go beyond traditional search facilities and instead use the users' profiles to monitor data changes and to actively inform them about these updates - an aspect that has to be explicitly developed and integrated into a variety of information systems. This is traditionally done in an individual way, depending on the application and its platform. In this dissertation, we present a novel approach to model the semantic interrelations that specify which users to inform about which updates, based on the underlying model of the respective information system. For the first time, a meta-model that allows information system designers to tag an arbitrary data model and thus specify the event-handling semantics is presented. A formal specification of how to interpret meta-models to determine the receivers of the events completes the presented concept. For the practical realization of this new concept, model driven architecture (MDA) shows to be an ideal technical means. Using our newly developed UML profile based on data-modelling standards, an implementation of the event-handling specification can automatically be generated for a variety of different target platforms, like e.g. relational databases, using triggers. This meta-approach makes the proposed solution ideal with respect to maintainability and genericity. Our solution significantly reduces the overall development efforts for an event-handling facility. In addition, the enhanced model of the information system can be used to generate an implementation that also fulfils non-functional requirements like high performance and extensibility. The overall framework, consisting of the domain specific language (i.e. the meta-model), formal and technical transformations of how to interpret the enhanced information system model and a cost-based optimizing strategy, constitutes an integrated approach, offering several advantages over traditional implementation techniques: our framework can be applied to new information systems as well as to legacy applications without having to modify existing systems; it offers an extensible, easy-to-use, generic and thus re-usable solution and it can be tailored to and optimized for many use cases, as the practical evaluation presented in this dissertation verifies.show moreshow less
  • Bedingt durch die immer stärkere Durchdringung rechnergestützter Informationssysteme in Industrie, Forschung, Ausbildung und anderen Bereichen des täglichen Lebens wird es für Anwender immer schwieriger, für sie relevante Änderungen an den dort gespeicherten Datenbeständen nachzuverfolgen. Dem wird häufig dadurch begegnet, dass über die Fähigkeiten traditioneller Suchmöglichkeiten hinaus gegangen wird und Profile der Anwender verwendet werden, um sie aktiv über relevante Änderungen zu informieren. Dieser Aspekt muss für unterschiedlichste Informationssysteme explizit entwickelt und integriert werden, zudem meist abhängig von der fachlichen Domäne der Anwendung und deren Plattform. In dieser Dissertation präsentieren wir einen neuartigen Ansatz, mit dessen Hilfe die semantischen Vorgaben, welche Anwender über welche Änderungen informiert werden sollen, ausgehend vom zugrunde liegenden Datenmodell der Anwendung des jeweiligen Systems modelliert werden können. Erstmalig wird ein Meta-Modell vorgestellt, das Entwicklern und ArchitektenBedingt durch die immer stärkere Durchdringung rechnergestützter Informationssysteme in Industrie, Forschung, Ausbildung und anderen Bereichen des täglichen Lebens wird es für Anwender immer schwieriger, für sie relevante Änderungen an den dort gespeicherten Datenbeständen nachzuverfolgen. Dem wird häufig dadurch begegnet, dass über die Fähigkeiten traditioneller Suchmöglichkeiten hinaus gegangen wird und Profile der Anwender verwendet werden, um sie aktiv über relevante Änderungen zu informieren. Dieser Aspekt muss für unterschiedlichste Informationssysteme explizit entwickelt und integriert werden, zudem meist abhängig von der fachlichen Domäne der Anwendung und deren Plattform. In dieser Dissertation präsentieren wir einen neuartigen Ansatz, mit dessen Hilfe die semantischen Vorgaben, welche Anwender über welche Änderungen informiert werden sollen, ausgehend vom zugrunde liegenden Datenmodell der Anwendung des jeweiligen Systems modelliert werden können. Erstmalig wird ein Meta-Modell vorgestellt, das Entwicklern und Architekten ermöglicht, ein beliebiges Modell eines Informationssystems mit zusätzlichen Informationen auszuzeichnen und damit die Semantik der Event-Handling-Komponente vorzugeben. Zudem wird ein formales Konzept präsentiert, das spezifiziert wie diese Auszeichnungen für die Bestimmung der Informationsempfänger zu interpretieren sind. Im Hinblick auf die Realisierung dieses Konzepts erweist sich Model Driven Architecture (MDA) als ideales technisches Mittel. Mit Hilfe eines eigens entwickelten UML Profils, das sich auf existierende Standards zur Datenmodellierung stützt, kann automatisch eine Implementierung der Event-Handling-Komponenten für eine Vielzahl unterschiedlichster Zielplattformen generiert werden. Als Beispiel wäre die Verwendung relationaler Datenbanken zusammen mit Datenbanktriggern zu nennen. Dieser Ansatz stellt eine ideale Lösung im Hinblick auf Wartbarkeit und Allgemeingültigkeit dar, wodurch auch der Entwicklungsaufwand minimiert wird. Zudem bietet unser Ansatz auch die Möglichkeit, bei der Implementierung dieser Komponente auch nicht-funktionale Anforderungen - wie beispielsweise möglichst optimale Performanz und Erweiterbarkeit - zu erfüllen. Das hier präsentierte Framework, bestehend aus der domänen-spezifischen Sprache (in Form des Meta-Modells), den formalen und technischen Transformationsvorschriften für die Interpretation der Spezifikation sowie einer kostenbasierten Optimierungsstrategie, stellt einen integrierten Ansatz dar, der im Vergleich zu traditionellen Ansätzen einige Vorteile bietet: so kann dieser Ansatz ohne Modifikation existierender Systeme verwendet werden, stellt eine erweiterbare, einfach benutzbare, und zugleich wiederverwendbare Lösung dar und kann für beliebige Anwendungsfälle maßgeschneidert und optimiert werden, wie die Evaluation unserer Lösung anhand echter Szenarien in dieser Dissertation zeigt.show moreshow less

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Metadaten
Author:Michael Guppenberger
URN:urn:nbn:de:bvb:739-opus-22485
Advisor:Burkhard Freitag
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Year of Completion:2010
Date of Publication (online):2011/02/07
Publishing Institution:Universität Passau
Granting Institution:Universität Passau, Fakultät für Informatik und Mathematik
Date of final exam:2011/01/18
Release Date:2011/02/07
Tag:Aktive Datenbanken; MDA; Metamodellierung; Publish/Subscribe; Trigger
Active Database Systems; MDA; Notification; Publish/Subscribe; Trigger
GND Keyword:Notifikation; Abonnement; Modellierung; Generierung; Relationale Datenbank
Institutes:Fakultät für Informatik und Mathematik / Mitarbeiter Lehrstuhl/Einrichtung der Fakultät für Informatik und Mathematik
Dewey Decimal Classification:0 Informatik, Informationswissenschaft, allgemeine Werke / 00 Informatik, Wissen, Systeme / 004 Datenverarbeitung; Informatik
open_access (DINI-Set):open_access
Licence (German):License LogoStandardbedingung laut Einverständniserklärung