An approach for generating physical schemas of extensible record stores from conceptual application specifications

Conceptual data models, most notably the Entity-Relationship model, have been successfully used for decades to drive the creation of the logical schema of relational databases, with the help of derivation rules nowadays routinely embedded in database tools. With the advent of NoSQL distributed data stores, the database design exploits non-normalized, replicated, and query-aware data structures. This calls for the distillation of new methods for supporting the derivation of the physical schema from high-level specifications, not only of the domain entities but also from the data extraction requirements of applications. In this thesis, we present a method and its accompanying rules for deriving the physical schema of a NoSQL distributed data store, from application specifications encoded in the OMG Interaction Flow Modeling Language (IFML). The transformation logics have been implemented into a custom code generator and rigorously tested, in order to ensure the correctness of the resulting NoSQL physical model.

I modelli di dati concettuali, in particolare il modello Entità-Relazione (ER), per decenni sono stati utilizzati con successo per la progettazione dei database relazionali, con l'aiuto di regole di derivazione che oggi sono integrate negli strumenti di amministrazione dei database. Con l'avvento dei sistemi distribuiti NoSQL, la progettazione dei database considera strutture di dati non normalizzate, replicate e guidate dalle logiche di interrogazione della base di dati. Questo richiede la distillazione di nuovi metodi per la derivazione dello schema fisico da specifiche di alto livello, non solo delle entità del dominio, ma anche dei requisiti di estrazione dei dati da parte delle applicazioni. In questa tesi, viene presentato un nuovo metodo con le relative regole di trasformazione per derivare lo schema fisico, a parire da specifiche applicative codificate nel linguaggio OMG Interaction Flow Modeling Language (IFML). Le logiche di trasformazione sono state implementate in un generatore di codice e rigorosamente testate, al fine di garantire la correttezza del modello fisico NoSQL risultante.