Integrando banco de dados relacional e orientado a grafos para otimizar consultas com alto grau ...

120 Pages·2017·2.43 MB·Portuguese

by  Marino Hilario Catarino

Integrando banco de dados relacional e
orientado a grafos para otimizar consultas
com alto grau de indireção

Marino Hilário Catarino

DISSERTAÇÃO APRESENTADA
AO
INSTITUTO DE MATEMÁTICA E ESTATÍSTICA
DA
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
PARA
OBTENÇÃO DO TÍTULO
DE
MESTRE EM CIÊNCIAS

Programa de Mestrado em Ciência da Computação
Orientador: Prof. Dr. João Eduardo Ferreira

São Paulo, 10 de novembro de 2017
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Integrando banco de dados relacional e
orientado a grafos para otimizar consultas
com alto grau de indireção

Esta versão da dissertação contém as correções e alterações sugeridas
pela Comissão Julgadora durante a defesa da versão original do trabalho,
realizada em 10/11/2017. Uma cópia da versão original está disponível no
Instituto de Matemática e Estatística da Universidade de São Paulo.

Comissão Julgadora:

 Prof. Dr. João Eduardo Ferreira – IME-USP
 Prof. Dr. Flávio Soares Corrêa da Silva – IME-USP
 Prof. Dr. Marcio Katsumi Oikawa - UFABC

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Agradecimentos

Agradeço ao meu orientador, Prof. Dr. João Eduardo Ferreira, não somente pela
oportunidade oferecida, mas pela confiança e amizade ao longo destes anos. Os
ensinamentos, tanto no meio acadêmico quanto fora dele me acompanharão para sempre.

Aos meus pais, Antônio e Maria Hilário, por tudo que fizeram e tem feito por mim,
sempre me apoiando e ajudando.

Agradeço a minha esposa Clara e ao meu irmão Andrei, por sempre estarem ao meu
lado, me escutando e incentivando nesta nova etapa.

Agradeço aos amigos de jornada, Bruno, Rafael, Rodrigo, Pedro, Mauro e a todos que
contribuíram ao longo destes anos, pois o trabalho entregue não só é possível graças as
opiniões, mas pelos conselhos e contribuições de todos.

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Resumo

CATARINO, M. H. Integrando banco de dados relacional e orientado a
grafos para otimizar consultas com alto grau de indireção. 2017.
Dissertação de Mestrado - Instituto de Matemática e Estatística, Universidade de São
Paulo, São Paulo, 2017.

Um indicador importante na área acadêmica está relacionado ao grau de impacto de
uma publicação, o que pode auxiliar na avaliação da qualidade e do grau de
internacionalização de uma instituição. Para melhor delimitar esse indicador torna-se
necessária a realização de uma análise das redes de colaboração dos autores envolvidos.
Considerando que o modelo de dados relacional é o modelo predominante dos bancos de
dados atuais, observa-se que a análise das redes de colaboração é prejudicada pelo fato
desse modelo não atender, com o mesmo desempenho, a todos os tipos de consultas
realizadas. Uma alternativa para executar as consultas que perdem desempenho no
modelo de banco de dados relacional é a utilização do modelo de banco de dados
orientado a grafos. Porém, não é claro quais parâmetros podem ser utilizados para definir
quando utilizar cada um dos modelos de bancos de dados. Assim, este trabalho tem como
objetivo fazer uma análise de consultas que, a partir da sintaxe da consulta e do ambiente
de execução, possa apontar o modelo de dados mais adequado para execução da referida
consulta. Com essa análise, é possível delimitar em que cenários uma integração entre o
modelo relacional e o orientado a grafos é mais adequada.

Palavras-chave: banco de dados orientado a grafos, integração, NoSQL,
internacionalização, redes de colaboração.

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Abstract

CATARINO, M. H. Integrating relational and graph-oriented database to optimize
queries with high degree of indirection. 2017. Master’s Dissertation - Instituto de
Matemática e Estatística, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2017.

An important indicator in the academic area is related to the degree of impact of a
publication that can help in evaluating the quality and degree of internationalization in
academic institutions. One approach to better understand the aforementioned indicator is
analyzing the collaboration network formed by each researcher. In order to analyze this
network, several alternatives use the well known relational data model which is
predominant in most databases used today. Even though this model is widely used, it has
a performance drawback when some types of queries are performed. For overcoming this
drawback, certain alternatives are using a graph-oriented database model which is similar
to a collaboration network model. However, it is unclear what parameters can be used to
define when to use a relational or graph-oriented model. In this work, we propose an
analysis of queries that, from the syntax of a query and the execution environment, can
point to the most suitable data model for the execution given a specific query. With this
query analysis, it is possible to delimit in which scenarios an integration between the
relational and the graph-oriented models is more appropriate.

Keywords: graph database, integration, NoSQL, internationalization, collaboration
networks.

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