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Contribution Details

Type	Dissertation
Scope	Discipline-based scholarship
Title	Rule development for active database systems
Organization Unit	Department of Informatics (Burkhard Stiller)
Authors	Anca Vaduva
Supervisors	Klaus R. Dittrich Helmut Schauer
Institution	University of Zurich
Faculty	Faculty of Economics, Business Administration and Information Technology
Date	2000
Abstract Text	Active database management systems promise to provide an effective integration of database concepts with the rule paradigm. Their strength resides in the centralized representation of real-world semantics in form of rules instead of hiding and replicating them in application programs. However, despite their incontestable advantages, active database management systems are not widely used in practice. One of the reasons is the lack of support for application development. This thesis analyzes specific needs of support and proposes solutions, finally materialized as tools, for assisting the process of active application development. First, we provide a comprehensive overview of the life-cycle of active applications, focussing on the development of rules. Among the considered phases, we stress the rule verification and validation, which have to cope with critical problems that are typical for rules, like, e.g., rule conflicts. In this context, we present a novel approach for termination analysis that significantly improves the accuracy of existing methods. By considering composite events, more precise results can be achieved for avoiding nontermination of rule execution. The presented solution is essential for the termination analysis of expressive rule languages, as provided by many advanced active DBMS. Another contribution of this thesis is in the area of rule testing. We present a new approach for dealing with rule-specific problems that have not been addressed until now. In particular, our work focuses on determining the existence of defects caused by conflicts and dependencies between rules. Finally, we introduce and evaluate a set of tools to assist application developers during their work. The toolset provides for graphical interfaces supporting both static activities such as rule editing, browsing, termination analysis, and dynamic activities, such as testing and debugging. Static tools are used during the specification and design of active database systems, i.e., before the execution of applications. Dynamic tools assist the application developer at runtime, when the active database system is operational and rules are processed.
Zusammenfassung	Von aktiven Datenbanksystemen verspricht man sich eine effektive Integration von Datenbankkonzepten mit dem Regelparadigma. Ihre Stärke liegt darin, Umweltsachverhalte zentralisiert in Form von Regeln zu beschreiben, statt sie in Anwendungsprogrammen zu verhüllen und zu replizieren. Dadurch ist mehr Information explizit und anwendungsunabhängig in der Datenbank zugänglich. Trotz der unbestreitbaren Vorteile sind aktive Datenbankverwaltungsysteme in der Praxis nicht verbreitet. Ein Grund dafür ist die mangelhafte Unterstützung für die Entwicklung von aktiven Anwendungen. Diese Dissertation analysiert typische Bedürfnisse und stellt konzeptionelle und werkzeugbasierte Hilfsmittel für die Unterstützung der Entwicklung von aktiven Anwendungen vor. In erster Linie wird ein umfassender Überblick über den Entwicklungsprozess von aktiven Anwendungen erstellt, mit Schwerpunkt auf die Regelentwicklung. Von den betrachteten Phasen konzentrieren wir uns auf die Verifikation und Validierung, die sich mit kritischen, regelspezifischen Problemen befassen müssen, wie z.B. unvorgesehenen Regelkonflikten. In diesem Zusammenhang wird ein originärer Ansatz für die Terminierungsanalyse vorgestellt, der existierende Arbeiten durch die Einbeziehung von zusammengesetzten Ereignissen erheblich erweitert. Auf diese Weise werden bessere Resultate erzielt, um eine unbeabsichtigte Nichtterminierung der Regelausführung zu vermeiden. Die vorgestellte Lösung ist unentbehrlich für die Terminierungsanalyse ausdrucksmächtiger Regelsprachen, die schon von den meisten fortgeschrittenen aktiven Datenbankverwaltungsystemen angeboten werden. Ein zusätzlicher Beitrag dieser Dissertation wird auf dem Gebiet des Regeltestens erbracht. Es wird ein neuer Ansatz für die Behandlung von regelspezifischen Problemen, die bis jetzt wenig Beachtung fanden, diskutiert. Insbesondere liegt der Schwerpunkt auf der Entdeckung von Software-Fehlern, die von Konflikten und Abhängigkeiten zwischen Regeln verursacht wurden. Abschliessend wird ein Satz an Werkzeugen eingeführt, der den Anwendungsentwickler bei seiner Arbeit unterstützen soll. Es werden graphische Werkzeuge bereitgestellt, die ""statische"" Aktivitäten wie Edieren, Browsen und Terminierungsanalyse von Regeln, sowie ""dynamische"" Aktivitäten wie Testen und Fehlerlokalisieren unterstützen. Die statischen Werkzeuge werden bei der Spezifikation und dem Entwurf von aktiven Datenbanksystemen eingesetzt, während die dynamischen Werkzeuge dem Anwendungsentwickler Hilfe zur Laufzeit bieten, d.h. wenn das aktive Datenbanksystem operationell eingesetzt wird und die Regeln verarbeitet werden.
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