xml to relational conversion using theory of regular tree grammar

XML to Relational Conversionusing Theory of Regular Tree Grammar

Murali Mani, Dongwon LeeVLDB Conference 2002

Vincent Berthier

23 octobre 2012

Vincent Berthier XML to Relational Conversion 23 octobre 2012 1 / 15

Sommaire

1 IntroductionMotivation & ContexteLe Problème

2 Travail réaliséDes grammaires régulièresAlgorithmeCréation des tablesQuelques plus

3 ConclusionDes problèmesQuestions

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Introduction Motivation & Contexte

Avec l’arrivée d’XPath et de XQuery en 1999, les bases de donnéesXML se développent.Une question légitime apparaît alors : peut-on passer d’une base XMLà une base relationnelle ?Certaines choses faites en XML ne peuvent pas forcément l’être enrelationnel...

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Introduction Le Problème

Les Unions XML dans du relationnel

En XML : Élèves → Étudiants | AuditeurLibreEn relationnel ?

Table : Élèves

id Étudiant ou AuditeurLibre1 21 256 7282 Patrick Dupont

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Travail réalisé Des grammaires régulières

Une grammaire de base

N = {Formation,Nom,Note,Eval ,Etudiant,Personne

AuditeurLibre,NumEtudiant,Prenom,Niveau,Coeff ,Email ,Tel}T = {formation, nom, note, eval , etudiant, personne

auditeurLibre, numEtudiant, prenom,Niveau,Coeff , email , tel}S = {Formation}P : Formation→ formation(Nom,Formation∗,AuditeurLibre∗)

Formation→ formation(Nom,Formation∗,Etudiant∗,Note|Eval)Etudiant → etudiant(NumEtudiant,Personne)

AuditeurLibre → auditeurLibre(Personne)

Personne → personne(Nom, (Email |Tel))Note → note(Niveau,Coeff )

Eval → eval(ε);Nom→ nom(ε)

Niveau → niveau(ε);Coeff → coeff (ε)

Email → email(ε);Tel → tel(ε)

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Travail réalisé Des grammaires régulières

Un exemple de graphe

formation

nom etudiant noteformation

niveau creditsauditeurLibrenom personne

nom emailnom tel

num

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Travail réalisé Des grammaires régulières

Normal Form 1 (NF1)

Respecte la première restriction{X → aX2;Y → aY2} ∈ P ⇒ X 6= Y

P : Formation→ formation((Nom,Formation∗,AuditeurLibre∗)|(Nom,Formation∗,Etudiant∗,Note|Eval))

Etudiant → etudiant(NumEtudiant,Personne)

AuditeurLibre → auditeurLibre(Personne)

Personne → personne(Nom, (Email |Tel))Note → note(Niveau,Coeff )

Eval → eval(ε);Nom→ nom(ε)

Niveau → niveau(ε);Credits → coeff (ε)

Email → email(ε);Tel → tel(ε)

Utilisée pour vérifier par exemple la validité d’un document par rapport àun schéma.

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Travail réalisé Des grammaires régulières

Normal Form 1 (NF1)

Respecte la première restriction{X → aX2;Y → aY2} ∈ P ⇒ X 6= Y

P : Formation→ formation((Nom,Formation∗,AuditeurLibre∗)|(Nom,Formation∗,Etudiant∗,Note|Eval))

Etudiant → etudiant(NumEtudiant,Personne)

AuditeurLibre → auditeurLibre(Personne)

Personne → personne(Nom, (Email |Tel))Note → note(Niveau,Coeff )

Eval → eval(ε);Nom→ nom(ε)

Niveau → niveau(ε);Credits → coeff (ε)

Email → email(ε);Tel → tel(ε)

Utilisée pour vérifier par exemple la validité d’un document par rapport àun schéma.

Vincent Berthier XML to Relational Conversion 23 octobre 2012 7 / 15

Travail réalisé Des grammaires régulières

Normal Form 2 (NF2)

Enfreint la première restriction...mais fait disparaître les unions.

Avant

P : Formation→ formation((Nom,Formation∗,AuditeurLibre∗)|(Nom,Formation∗,Etudiant∗,Note|Eval))

Personne → personne(Nom, (Email |Tel))

Après

P : Formation→ formation(Nom,AuditeurLibre∗,Formation∗)Formation→ formation(Nom,Formation∗,Etudiant∗,Note)

Formation→ formation(Nom,Formation∗,Etudiant∗,Eval)

Personne → personne(Nom,Email)

Personne → personne(Nom,Tel)Vincent Berthier XML to Relational Conversion 23 octobre 2012 8 / 15

Travail réalisé Algorithme

Inlining

Un principe simple : représenter un élément par l’ensemble des feuilles deson sous-graphe, en omettant les collections.

Exemple : Formation→ formation(Nom,Formation∗,Etudiant∗,Note)

Formation

Nom Formation Etudiant Note

Niveau Credits

Formation = {}

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Travail réalisé Algorithme

Inlining

Un principe simple : représenter un élément par l’ensemble des feuilles deson sous-graphe, en omettant les collections.

Exemple : Formation→ formation(Nom,Formation∗,Etudiant∗,Note)

Formation

Nom Formation Etudiant Note

Niveau Credits

Formation = {}

Vincent Berthier XML to Relational Conversion 23 octobre 2012 9 / 15

Travail réalisé Algorithme

Inlining

Un principe simple : représenter un élément par l’ensemble des feuilles deson sous-graphe, en omettant les collections.

Exemple : Formation→ formation(Nom,Formation∗,Etudiant∗,Note)

Formation

Nom Formation Etudiant Note

Niveau Credits

Formation = {Nom}

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Travail réalisé Algorithme

Inlining

Un principe simple : représenter un élément par l’ensemble des feuilles deson sous-graphe, en omettant les collections.

Exemple : Formation→ formation(Nom,Formation∗,Etudiant∗,Note)

Formation

Nom Formation Etudiant Note

Niveau Credits

Formation = {Nom}

Vincent Berthier XML to Relational Conversion 23 octobre 2012 9 / 15

Travail réalisé Algorithme

Inlining

Un principe simple : représenter un élément par l’ensemble des feuilles deson sous-graphe, en omettant les collections.

Exemple : Formation→ formation(Nom,Formation∗,Etudiant∗,Note)

Formation

Nom Formation Etudiant Note

Niveau Credits

Formation = {Nom}

Vincent Berthier XML to Relational Conversion 23 octobre 2012 9 / 15

Travail réalisé Algorithme

Inlining

Un principe simple : représenter un élément par l’ensemble des feuilles deson sous-graphe, en omettant les collections.

Exemple : Formation→ formation(Nom,Formation∗,Etudiant∗,Note)

Formation

Nom Formation Etudiant Note

Niveau Credits

Formation = {Nom, Note.Niveau}

Vincent Berthier XML to Relational Conversion 23 octobre 2012 9 / 15

Travail réalisé Algorithme

Inlining

Un principe simple : représenter un élément par l’ensemble des feuilles deson sous-graphe, en omettant les collections.

Exemple : Formation→ formation(Nom,Formation∗,Etudiant∗,Note)

Formation

Nom Formation Etudiant Note

Niveau Credits

Formation = {Nom, Note.Niveau, Note.Credits}

Vincent Berthier XML to Relational Conversion 23 octobre 2012 9 / 15

Travail réalisé Création des tables

Résultat d’inlining

A partir des règles de la grammaire :

Formation→formation(Nom,Formation∗,AuditeurLibre∗)Formation→formation(Nom,Formation∗,Etudiant∗,Note)Formation→formation(Nom,Formation∗,Etudiant∗,Eval)Etudiant →etudiant(NumEtudiant,Personne)

AuditeurLibre →auditeurLibre(Personne)

Personne →personne(Nom,Email)

Personne →personne(Nom,Tel)

On obtient :

formation1(Nom)

formation2(Nom, Note.Niveau,Note.Credits)

formation3(Nom, Note.Eval)

etudiant1(NumEtudiant, Nom,Email)

etudiant2(NumEtudiant, Nom,Tel)

auditeurLibre1(Nom, Email)

auditeurLibre2(Nom, Tel)

Mais il manque...le mapping des collections...

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Travail réalisé Création des tables

Introduction des collections

Des formations d’un côté, des élèves de l’autre...

formation1(Nom) etudiant1(NumEtudiant, P.Nom, P.Email)formation2(Nom, N.Niveau, N.Credits)

×

etudiant2(NumEtudiant, P.Nom, P.Tel)formation3(Nom, Eval) auditeurLibre1(P.Nom, P.Email)

auditeurLibre2(P.Nom, P.Tel)

Une seule solution : un “produit cartésien”En respectant les règles de la grammaire bien sûr.

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Travail réalisé Création des tables

Introduction des collections

Des formations d’un côté, des élèves de l’autre...

formation1(Nom) etudiant1(NumEtudiant, P.Nom, P.Email)formation2(Nom, N.Niveau, N.Credits) × etudiant2(NumEtudiant, P.Nom, P.Tel)formation3(Nom, Eval) auditeurLibre1(P.Nom, P.Email)

auditeurLibre2(P.Nom, P.Tel)

Une seule solution : un “produit cartésien”En respectant les règles de la grammaire bien sûr.

Vincent Berthier XML to Relational Conversion 23 octobre 2012 11 / 15

Travail réalisé Création des tables

Introduction des collections

Avec des clés étrangères

formation1auditeurLibre1formation1(nom, auditeurLibre1,formation1auditeurLibre1formation1)

formation1auditeurLibre1formation2(nom, auditeurLibre1,formation1auditeurLibre1formation2)

formation1auditeurLibre1formation3(nom, auditeurLibre1,formation1auditeurLibre1formation3)

formation1auditeurLibre2formation1(nom, auditeurLibre2,formation1auditeurLibre1formation1)

etc.

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Travail réalisé Création des tables

Un problème de taille

Qui dit produit cartésien, dit explosion du nombre de tables. On peutessayer de factoriser... mais au prix du “nullable”. Par exemple :

Table : Étudiant + AuditeurLibre → Élèves

Nom NumEtudiant P.Email P.Telnull null null

Table : Formation

Nom Formation N.Niveau N.Credits Eval Élèvesnull null null null null

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Travail réalisé Quelques plus

Ils ont aussi fait...

Les attributsIDREF, IDREFSLes récursionsContraintes sémantiques

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Conclusion Des problèmes

Quelques “problèmes”

Passage rapide sur la création des tablesDes règles précises sont données pour les contraintes sémantiquesMais tout est laissé à l’imagination du lecteur lorsqu’il s’agit de choisircomment organiser les tables...

Analyse légèreOn convertit une base de données en XMLOn reconvertit le fichier XML avec ce que nous proposonsOn vérifie qu’on retrouve bien ce qu’on avaitConclusion : ça marche !

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Conclusion Questions

A vous ?

Des questions ?

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Algorithme d’inlining

inline : currEl , currSet, attSet ⇒ ResultSetAssign the set of attributes in A(currEl) except IDREF and IDREFSattributes to attSet. Let the element type definition of currEl be givenby M(currEl) = (r1|r2|...|rn). Set ResultSet = φ

For each ri , we do the followingSet currSet = attSetLet the elements which occur in ri with occurence constraints [1, 1]after simplification be {e1, e2, ..., en}. For each ei do the following.

If M(ei ) ∈ τ̂ then currSet = currSet × ei

Else currSet = currSet × inline(ei , φ, φ)

If currSet = φ, currSet = currElResultSet = ResultSet ∪ currSet.

Return ResultSet

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