Qualitäts- und Semantik-gesteuerte Anfragebearbeitung für Peer-basierte Datenmanagementsysteme (PDMS)

Integrierte Informationssysteme basieren meist auf einem globalen Schema, dessen Bildung und Wartung aufwändig ist. Praktiker bevorzugen jedoch den direkten Datenaustausch zwischen etablierten Systemen. Diese Anforderungen adressieren Peer-basierte Datenmanagementsysteme (PDMS) in dynamischer und skalierbarer Weise. Anstelle eines globalen Schemas und Schema-Abbildungen zwischen globalem und lokalen Schemata sind Peers untereinander durch Schema-Abbildungen verbunden, über die Anfragen und Daten transformiert und weitergeleitet werden. Solche Abbildungspfade führen allerdings meist zu einem Informationsverlust und vermindern die Qualität der Anfrageergebnisse. Die naive Nutzung sämtlicher vorhandener Abbildungspfade ist ausserdem ineffizient. Wir schlagen für PDMS die Berücksichtigung der Informationsqualität bezüglich Datenquellen, Schema-Abbildungen und Anfrageergebnissen vor und nutzen Konzessionen an die Vollständigkeit zur Verminderung der Antwortzeit. Das Ziel ist ein Optimum zwischen Laufzeit der Anfrage und Qualität der Ergebnisse. Wir illustrieren dies anhand eines konkreten Anwendungsbeispiels. 1 Peer-basierte Datenmanagementsysteme (PDMS) Der Austausch und die Integration semantisch relevanter Information ist in der heutigen hochdynamischen und komplexen Welt ein drängendes Problem. Dabei liegt die Hauptmotivation der Informationsintegration in einer möglichst umfassenden, also vollständigen Sicht der Welt. Dies erfordert die Einbeziehung möglichst vieler relevanter, aber oft heterogener Datenquellen. Zentralisierte Datenintegrationssysteme (z.B. Data Warehouses) verfolgen die Idee, diesen Anforderungen mit einem globalen, integrierten Schema gerecht zu werden. Der hohe Aufwand zu dessen Bildung und Wartung ist jedoch ein wesentliches Hemmnis für die Skalierbarkeit bezüglich der Anzahl von Quellsystemen. In der Praxis ist zu beobachten, dass zum Datenaustausch eher ein dezentrales Vorgehen bevorzugt wird. Anfragen sollten im gewohnten Kontext des eigenen Schemas gestellt und über Beziehungen zu ähnlichen benachbarten Systemen bearbeitet werden. Diese Anforderungen adressieren Peer-basierte Datenmanagementsysteme (PDMS). In einem PDMS kann ein Peer sowohl Daten bereitstellen als auch die Rolle eines Mediators einnehmen und Anfragen entgegennehmen. Anfragen werden entsprechend semantischer Beziehungen, sogenannte Mappings, zwischen Peers übersetzt und weitergeleitet (Abbildung 1). Peer-to-Peer-Systeme zum Datenaustausch (P2P), wie z.B. Napster, besitzen im Gegensatz