Atigui, Faten (2013) Approche dirigée par les modèles pour l’implantation et la réduction d’entrepôts de données. École doctorale Mathématiques, Informatique et Télécommunications (Toulouse).

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Abstract

Nos travaux se situent dans le cadre des systèmes d'aide à la décision reposant sur un Entrepôt de Données multidimensionnelles (ED). Un ED est une collection de données thématiques, intégrées, non volatiles et historisées pour des fins décisionnelles. Les données pertinentes pour la prise de décision sont collectées à partir des sources au moyen des processus d'Extraction-Transformation-Chargement (ETL pour Extraction-Transformation-Loading). L'étude des systèmes et des méthodes existants montre deux insuffisances. La première concerne l'élaboration d'ED qui, typiquement, se fait en deux phases. Tout d'abord, il faut créer les structures multidimensionnelles ; ensuite, il faut extraire et transformer les données des sources pour alimenter l'ED. La plupart des méthodes existantes fournit des solutions partielles qui traitent soit de la modélisation du schéma de l'ED, soit des processus ETL. Toutefois, peu de travaux ont considéré ces deux problématiques dans un cadre unifié ou ont apporté des solutions pour automatiser l'ensemble de ces tâches.La deuxième concerne le volume de données. Dès sa création, l'entrepôt comporte un volume important principalement dû à l'historisation régulière des données. En examinant les analyses dans le temps, on constate que les décideurs portent généralement un intérêt moindre pour les données anciennes. Afin de pallier ces insuffisances, l'objectif de cette thèse est de formaliser le processus d'élaboration d'ED historisés (il a une dimension temporelle) depuis sa conception jusqu'à son implantation physique. Nous utilisons l'Ingénierie Dirigée par les Modèles (IDM) qui permet de formaliser et d'automatiser ce processus~; ceci en réduisant considérablement les coûts de développement et en améliorant la qualité du logiciel. Les contributions de cette thèse se résument comme suit : 1. Formaliser et automatiser le processus de développement d'un ED en proposant une approche dirigée par les modèles qui inclut : - un ensemble de métamodèles (conceptuel, logique et physique) unifiés décrivant les données et les opérations de transformation. - une extension du langage OCL (Object Constraint Langage) pour décrire de manière conceptuelle les opérations de transformation d'attributs sources en attributs cibles de l'ED. - un ensemble de règles de transformation d'un modèle conceptuel en modèles logique et physique.- un ensemble de règles permettant la génération du code de création et de chargement de l'entrepôt. 2. Formaliser et automatiser le processus de réduction de données historisées en proposant une approche dirigée par les modèles qui fournit : - un ensemble de métamodèles (conceptuel, logique et physique) décrivant les données réduites, - un ensemble d'opérations de réduction,- un ensemble de règles de transformation permettant d'implanter ces opérations au niveau physique. Afin de valider nos propositions, nous avons développé un prototype comportant trois parties. Le premier module réalise les transformations de modèles vers des modèles de plus bas niveau. Le deuxième module transforme le modèle physique en code. Enfin, le dernier module permet de réduire l'ED.

Our work handles decision support systems based on multidimensional Data Warehouse (DW). A Data Warehouse (DW) is a huge amount of data, often historical, used for complex and sophisticated analysis. It supports the business process within an organization. The relevant data for the decision-making process are collected from data sources by means of software processes commonly known as ETL (Extraction-Transformation-Loading) processes. The study of existing systems and methods shows two major limits. Actually, when building a DW, the designer deals with two major issues. The first issue treats the DW's design, whereas the second addresses the ETL processes design. Current frameworks provide partial solutions that focus either on the multidimensional structure or on the ETL processes, yet both could benefit from each other. However, few studies have considered these issues in a unified framework and have provided solutions to automate all of these tasks. Since its creation, the DW has a large amount of data, mainly due to the historical data. Looking into the decision maker's analysis over time, we can see that they are usually less interested in old data.To overcome these shortcomings, this thesis aims to formalize the development of a time-varying (with a temporal dimension) DW from its design to its physical implementation. We use the Model Driven Engineering (MDE) that automates the process and thus significantly reduce development costs and improve the software quality. The contributions of this thesis are summarized as follows: 1. To formalize and to automate the development of a time-varying DW within a model-driven approach that provides: - A set of unified (conceptual, logical and physical) metamodels that describe data and transformation operations. - An OCL (Object Constraint Language) extension that aims to conceptually formalize the transformation operations. - A set of transformation rules that maps the conceptual model to logical and physical models. - A set of transformation rules that generates the code. 2. To formalize and to automate historical data reduction within a model-driven approach that provides : - A set of (conceptual, logical and physical) metamodels that describe the reduced data. - A set of reduction operations. - A set of transformation rules that implement these operations at the physical level.In order to validate our proposals, we have developed a prototype composed of three parts. The first part performs the transformation of models to lower level models. The second part transforms the physical model into code. The last part allows the DW reduction.