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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.55.2020.tde-04022020-111451
Documento
Autor
Nome completo
Marcos Roberto Nesso Junior
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2019
Orientador
Banca examinadora
Traina Junior, Caetano (Presidente)
Barioni, Maria Camila Nardini
Marcacini, Ricardo Marcondes
Valle Junior, Eduardo Alves do
Título em português
Desenvolvimento de uma Técnica para Estender um SGBD Relacional com Consultas por Similaridade 
Palavras-chave em português
Estruturas de indexação
Métodos de acesso métrico
PostgreSQL
Sistemas de gerenciamento de base de dados
Slim-tree
Resumo em português
Os Sistemas de Gerenciamento de Bases de Dados (SGBD) baseados na Teoria Relacional foram desenvolvidos para atender às necessidades do armazenamento e recuperação de grandes volumes de dados. Esses dados são representados por valores numéricos, datas e/ou pequenas cadeias de caracteres, e são chamados genericamente dados escalares. Com a evolução da tecnologia da informação, torna-se cada vez mais necessário organizar, armazenar e recuperar também outros tipos de dados, a que neste trabalho chamamos de dados complexos, tais como imagens, vídeo, séries temporais e sequências genéticas. As comparações baseadas em Relações de Identidade (RI) ou em Relações de Ordem (RO) são úteis para consultas sobre dados escalares, porém não são adequadas para dados complexos. Para estes, as consultas por similaridade têm sido a opção mais estudada, embora a sua disponibilidade nos SGBDs disponíveis ainda seja limitada. Métodos de Acesso Métrico (MAMs) são usualmente aplicados para a indexação de dados complexos, de modo a agilizar a execução de consultas por similaridade. O presente trabalho de mestrado visou incorporar recursos de um MAM a um SGBD Relacional. Isso foi feito por meio da proposta e implementação de uma técnica para estender um SGBD Relacional de grande utilização. Assim, implementou-se o MAM conhecido como Slim-Tree no PostgreSQL, que é um SGBD Relacional. A implementação da técnica resultou no RAFIKI, um protótipo capaz de superar a sua antecessora KIARA em termos de velocidade, quando usado para realizar consultas por similaridade. A análise experimental realizada mostrou que o RAFIKI é até 6 vezes mais rápido que a KIARA. Utilizando a técnica proposta, é possível a extensão do PostgreSQL para dar suporte a outros MAMs.
Título em inglês
Development of a Technique for Extending a Relational DBMS with Similarity Queries
Palavras-chave em inglês
Indexing structures
Metric access method
PostgreSQL
Relational database management system
Slim-tree
Resumo em inglês
Database Management Systems (DBMS) based on the Relational Theory are designed to meet the needs of storing and retrieving large amounts of data. These data can be represented by numeric values, dates, and/or small strings, and are generically called scalar data. With the evolution of information technology, it is increasingly necessary to organize, store, and retrieve other types of data. In this work, we call such data complex data, such as images, videos, time series, and genetic sequences. Comparisons based on Identity Relations or Order Relations are useful for querying scalar data but are not suitable for complex data. For complex data, similarity queries have been the most studied option, although their availability in existing DBMS is still limited. Metric Access Methods (MAMs) usually are applied for indexing complex data to speed-up similarity queries. This Masters project aimed at incorporating MAM resources to a Relational DBMS, by proposing and implementing a technique for extending a widely used Relational DBMS. Thus, we implemented the existing Slim-Tree MAM into PostgreSQL, which is a Relational DBMS. This implementation resulted in RAFIKI, a prototype capable of outperforming its predecessor system KIARA, in terms of speed, in the task of performing similarity queries. The experimental analysis carried showed that RAFIKI is up to 6 times faster than KIARA. Further, using the proposed technique, it is possible to extend PostgreSQL to support other MAMs.
 
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Data de Publicação
2020-02-04
 
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