Modelos e tipos de dados para banco de dados m veis
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Modelos e Tipos de Dados para Banco de Dados Móveis. Equipe: Aderval, Eudes, Ivanildo, Mozart, Pablo. Roteiro. Motivação Conceitos MOST Modelo proposto por Bei Yi Modelo para Rede de estradas Tipos de Dados de BD Móveis Conclusão Referências. Motivação.

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Modelos e tipos de dados para banco de dados m veis

Modelos e Tipos de Dados para Banco de Dados Móveis

Equipe:

Aderval, Eudes, Ivanildo, Mozart, Pablo


Roteiro
Roteiro

  • Motivação

  • Conceitos

  • MOST

  • Modelo proposto por Bei Yi

  • Modelo para Rede de estradas

  • Tipos de Dados de BD Móveis

  • Conclusão

  • Referências


Motiva o
Motivação

  • Surgimento de Aplicações Móveis (Uso militar)

  • Interesse na possibilidade de capturar dados relativos aos movimentos, cuja velocidade implicará em aumento da taxa de transferência.

  • Exemplos: Fenômenos relacionados ao movimento


Motiva o1
Motivação

  • Bancos de dados Espaço-Temporais são pouco eficazes

  • Paradigmas de modelagem existentes são pouco adequados

  • Linguagens de consultas existentes não possuem operadores que exploram as novas possibilidades dos objetos móveis

  • O modelo consiste em agrupar versão dos objetos móveis em cada intervalo de tempo, formando assim a sua trajetória


Conceitos
Conceitos

  • Objeto espaço-temporal: Atributos espaciais, temporais e descritivos

  • Exemplos: Fazenda(Nome, Localização, tempo);

  • Desafios: Complexidade em capturar, armazenar e gerenciar grandezas envolvendo Espaço e Tempo


Conceitos1
Conceitos

  • Modelagem dependente da natureza dos objetos

  • Classificação: Forma de variação do espaço em função do tempo

    • Continua: Modelagem de atributos através de um gráfico de variação continua

    • Registro de Eventos: Variação de espaço em intervalos discretos. Dados válidos apenas durante este intervalo

    • Mudança de Estado: Semelhante ao anterior, mas mantendo a localização, mesmo fora dos intervalos do evento, até o próximo evento ocorra


Conceitos2
Conceitos

  • Objeto Móvel – qualquer objeto, pontual ou com extensão, que muda sua posição geográfica continuamente conforme o passar do tempo.

  • Especialização de objeto espaço-temporal.

  • Ex : Táxi, Cardume de golfinhos.


Conceitos3
Conceitos

  • Banco de Dados Móveis: Especialização de bases de dados espaço-temporais

  • Problemas:

    • O número de registros cresceria muito se cada posição exigisse o armazenamento um registro novo

    • A complexidade algorítmica dos operadores é muito maior pois precisa considerar a continuidade do movimento.

    • Pode haver intervalo de tempo sem informação amostrada. Isso pode apresentar ”lacunas”de informações, o que exige técnicas de reconstituição da continuidade, usando técnicas de aproximação como interpolação.



Modelo most1
Modelo MOST

  • Moving Object Spatial Temporal.

  • Objeto Espacial - Coordenadas x, y, z

  • BD com atributos dinâmicos.

    • updatetime

    • value

    • function


Modelo most2
Modelo MOST

  • Representação de estados do futuro.

  • DataBase History

    • Past Database History

    • Future Database History


Tipos de most query
Tipos de MOST Query

  • Consultas sobre o DataBase History:

  • Instantâneas

  • Contínuas

  • Persistentes


Inst ntaneas
Instântaneas

  • Consulta avaliada em um tempo infinito iniciando em um tempo t.

  • Presente

    • Ex : “Quais os supermercados que estão num raio de 10 km da minha posição ?”

  • Futuro

    • Ex : “ Quais supermercados eu poderei chegar em 5 min.?”


Cont nuas
Contínuas

  • Consulta contínua em t, é uma seqüência de consultas instantâneas, uma para cada ponto t’ >t.

  • Update explícito

  • Ex : “Quais supermercados vendem pão e estão em um raio de 10 km?”


Persistentes
Persistentes

  • Seqüência de consultas instantâneas. Porém estas consultas tem um mesmo tempo t inicial.

  • Persistentes x Contínuos


Modelo most3
Modelo MOST

  • Vantagens:

    • Maioria dos casos o movimento permanece uniforme.

    • Consultas sobre o futuro próximo.

  • Desvantagem:

    • Não Descreve a trajetória completa dos objetos móveis.

    • Baseado em objetos pontuais.


Modelo proposto por claudia medeiros e bei yi

Modelo proposto por Claudia Medeiros e Bei Yi


Considera es do modelo
Considerações do modelo

  • Tipos de objetos a serem modelados de acordo com o comportamento temporal:

    • Estático

    • Temporal discreto

    • Temporal continuo

  • Atributos a serem consultados:

    • Descritivo ou convencional

    • Temporal

    • Espacial


Considera es do modelo1
Considerações do Modelo

  • Tipos de representação da trajetória:

    • Ponto

    • Linha

    • Polígono


Considera es do modelo2
Considerações do modelo

  • O que se consulta em um banco de dados de objetos móveis?

  • Que dados de objetos móveis devem ser guardados?


O que se consulta
O que se consulta?

  • Consultas tradicionais em banco de dados espaço-temporais:

    • No tempo t1 qual a localização do carro A?

    • Quando o carro A estava na coordenada (x1,y1)?


O que se consulta1
O que se consulta?

Existem outras necessidades de consulta:

  • Relacionamentos entre um objeto móvel e um estático.

    • Quando o carro A estava fora da área central (demarcada pelo polígono X)?

  • Relacionamento entre dois objetos moveis.

    • No tempo t1, o carro A estava ao lado do carro B?


O que se consulta2
O que se consulta?

Existem outras necessidades de consulta:

  • Estimativas sobre futuro.

    • Quando o carro A entrará na região central?

    • Qual o local provável de interseção das trajetórias dos carros A e B?


Quais os dados armazenados
Quais os dados armazenados?

  • Precisa-se armazenar a trajetória do objeto.

  • Trajetória é o registro do movimento, mostrando a evolução da posição do objeto indexado pelo tempo.


Quais os dados armazenados1
Quais os dados armazenados?

  • Por que armazenar os dados indexando pelo tempo?

    • Dado um tempo, só existe um estado de relacionamento espacial entre os objetos.

  • Qual o intervalo de tempo a se considerar? Como tratar movimentos não uniformes?

    • Uma solução é dividir o percurso em intervalos pequenos o suficiente para garantir movimento uniforme nele.


Modelo proposto
Modelo proposto

  • Modelo orientado a objetos voltado a dados vetoriais (geo-objetos).

  • Os objetos se relacionam, possuindo cada um o seu estado (atributo) e comportamento (métodos)



Modelo proposto2
Modelo Proposto

  • Vantagens

    • Classes para representar os objetos e outras para representar as trajetórias.

  • Desvantagens

    • O modelo não possui proposta de linguagem de consulta.

    • Dificuldade de implementação devido ao alto grau de abstração.



Servi o de t xi
Serviço de táxi

  • Há uma grande variedade de aplicações que manipulam objetos que se movimentam ao passar do tempo. Porém, essas aplicações geralmente são desprovidas de suporte a banco de dados.

  • É um desafio projetar um modelo de banco de dados para ser integrado a esses tipos de aplicações.


Servi o de t xi1
Serviço de Táxi

  • Esses modelos precisam permitir o armazenamento desses objetos como entidades estruturadas e também permitir consultas baseadas em sua estrutura espaço-temporal.

  • Apresentaremos um exemplo concreto de um modelo para uma aplicação comercial que utiliza objetos móveis.


Servi o de taxi
Serviço de Taxi

  • Imagine um serviço de táxis que precisa saber continuamente a localização de seus táxis e precisa estar sempre otimizando o seu serviço.

  • Consultas possíveis:

    • Qual o táxi mais próximo a um dado endereço?

    • Quais táxis estarão ao menos a 5 km do endereço do cliente nos´próximos 10 minutos.

    • As trajetórias de dois táxis A e B se cruzaram nas últimas 2h?

    • Assumindo que se sabe antecipadamente as trajetórias, dois táxis A e B estarão a menos de 2 km em algum momento, nos próximos 30 min?


Servi o de t xi2
Serviço de Táxi

  • A co-existência de atributos espaciais e temporais nesse sistema tornam o processamento de consultas um desafio.

  • O modelo proposto para suportar esse tipo de problema vai ser descrito a seguir e foi construído através da extensão das tecnologias de banco de dados existentes.


Servi o de t xi modelo
Serviço de Táxi - Modelo

  • A informação inicial é a representação da rota entre dois pontos da cidade. Cada ponto é representado por uma coordenada (x,y) e a rota entre dois pontos é uma polilinha que é representada como uma seqüência de coordenadas: (x1,y1), (x2,y2),...,(xn,yn).

  • Dessa forma, o mapa da cidade é representado como um grafo não direcionado.


Servi o de t xi modelo1
Serviço de Táxi - Modelo

  • Trajetória:

    • É a combinação da rota do objeto com o tempo que esse objeto se encontrará em cada ponto da rota.

    • Essa rota é especificada pelo endereço ou ponto inicial (x1,y1), o endereço ou ponto final (xn,yn) e o tempo inicial t.

    • Uma rotina externa deve calcular o custo (caminho ou tempo) mínimo entre esses dois pontos.


Servi o de t xi modelo2
Serviço de Táxi - Modelo

  • A Trajetória T(o) de um objeto o, é especificado por uma relação, cujas tuplas são denotados por [i, (x,y), ti, b], onde (x,y) é o i-ésimo ponto intermediário na rota L(o) do objeto o e o estará lá no tempo ti. Como uma trajetória T(o) pode representar mais de uma viagem, pode-se adicionar um atributo b, que diz se esse ponto é um início de uma nova viagem ou não.

  • CREATE TYPE trajetoria AS OBJECT (sequence# integer, x integer, y integer, ti real, b boolean)



Servi o de t xi modelo4
Serviço de Táxi - Modelo

  • CREATE TYPE objeto_movel AS OBJECT (object_id integer, T trajetoria, cor integer, peso integer, motorista pessoa_id)

  • É necessário, também, uma função que retorne a distância percorrida entre dois pontos quaisquer da trajetória e outra que retorne o tempo entre eles. Essas duas funções pertencem ao tipo objeto_movel.


Servi o de t xi modelo5
Serviço de Táxi - Modelo

SELECT LOC(id, t) | WHEN_AT(id, location-L) |

<other attributes of T or moving objects relation>

FROM T

WHERE id WITHIN (DISTANCE s | TRAVELTIME t) FROM R

[(ALONG EXISTING PATH) | (ALONG SHORTEST PATH) ]

[(ALWAYS BETWEEN) | (SOMETIMES BETWEEN) starttime AND endtime]


Servi o de t xi modelo6
Serviço de Táxi - Modelo

  • LOC(id,t)

  • WHENAT(id, location-L)

  • WITHIN (DISTANCE s | TRAVELTIME t) FROM R – retorna true se o objeto precisa alcançar R em no mínimo s ou t.

  • Quantificadores para refinar WHITIN:

    • ALONG EXISTING PATH and ALONG SHORTEST PATH

    • ALWAYS BETWEEN and SOMETIMES BETWEEN starttime AND endtime



Data reduction
Data Reduction

  • Técnica para otimizar o acesso / armazenamento / processamento / transmissão de dados em dispositivos móveis

  • Estratégias:

    • Abstração

    • Projeção

    • Seleção

    • Ordenamento

    • Substituição de dados / Tipos

    • Técnicas híbridas


Substitui o de tipos
Substituição de Tipos

  • Quanto mais complexo o tipo, mais recursos ele vai demandar para acesso / processamento / armazenamento / transmissão

  • Quanto maior a diversidades de tipos, maiores e mais complexas terão que ser as APIs (espaço e processamento suficientes?)


Sql server x sql ce
SQL Server x SQL CE

* Podem acontecer falhas na sincronização por causa de tamanho de campo

** Podem acontecer falhas na sincronização por causa de precisão



Conclus o
Conclusão

  • Os modelos para banco de dados móveis estão sendo cada vez mais necessário.

  • Os desafios são grandes.

  • Existe grandes dificuldades em se encontrar modelos bem detalhados.


Refer ncias
Referências

  • A.P.Sistla, O.Wolfson , S.Chamberlain and S.Dao. Modeling and queryingmoving objects. In Proc. IEEE Intl. Conf. On Data Engeneering, pages422–432, Birminghan, UK, 1997.

  • Yi, B. and Medeiros, C.Bauzer. Um modelo de Dados para ObjetosMóveis. In IV Simpósio Brasleiro de GeoInformática, pages 33-40, 2002.


Refer ncias1
Referências

  • AVazirgiannis, M. and Wolfson,O. A Spatiotemporal Model and Language for MovingObjects on Road Networks.

  • Wolfsony, O. Chamberlainx, S. Xuz, B. Jiang L. Moving Objects Databases: Issues and Solutions


Refer ncias2
Referências

  • Small Database Answers for Small Mobile Resources

    • http://citeseer.ist.psu.edu/lubinski00small.html

  • Data Reduction an Adaptation Technique for Mobile Environments

    • http://citeseer.ist.psu.edu/120366.html

  • Oracle 9i Lite: A technical White Paper

    • http://www.oracle.com/technology/tech/wireless/papers/q4-02/Oracle_Lite_wp11-02.pdf

  • Oracle 9i Lite Developers Guide for Windows CE

    • http://download-east.oracle.com/docs/html/A95913_01/toc.htm

  • SQL CE Supported DataTypes and Mappings

    • http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/en-us/sqlce/htm/_lce_accessing_data.asp


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