The MOMIS approach for Information Integration

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1 The MOMIS approach for Information Integration FARE RETE TRA LE IMPRESE Modena,, 20/11/2007 Sonia Bergamaschi Dipartimento di Ingegneria dell Informazione Università di Modena e Reggio Emilia, via Vignolese 905, Modena 1

2 Obiettivo Sperimentazione Data Flow- DBGroup studio di fattibilità per integrazione di sorgenti informative eterogenee (XML, testuali, DBMS) test congiunto di software per il popolamento del Data Warehouse di Data Flow (BCI) tramite il sistema MOMIS Gli Attori Data Flow s.r.l è una software house che fornisce soluzioni per i grossisti e distributori di bevande, catering e food DBGroup è il gruppo di ricerca di Basi di Dati dell Universita` di Modena e Reggio Emilia Sonia Bergamaschi -DBGROUP- Universita` di Modena e Reggio Emilia 2

3 Business Intelligence Disciplina che consente a chi deve decidere in azienda di capire attraverso soluzioni software i fattori chiave del business e conseguentemente di prendere le migliori decisioni in quel momento Insieme delle applicazioni informatiche a supporto dei cicli di pianificazione strategica e di pianificazione e controllo delle risorse aziendali Utilizzato dai manager aziendali per: Analizzare lo stato dell azienda Prendere decisioni rapide Prendere le decisioni migliori Per consentire ai manager analisi potenti e flessibili è necessario definire un apposita infrastruttura hardware e software di supporto composta da: DBMS, Software di back-end, Software di front-end Sonia Bergamaschi -DBGROUP- Universita` di Modena e Reggio Emilia 3

4 Business intelligence Il ruolo chiave di una piattaforma di business intelligence è la trasformazione dei dati aziendali in informazione fruibile a diversi livelli di dettaglio dati = informazione L informazione è un bene a valore crescente, necessario per pianificare e controllare le attività aziendali con efficacia Essa costituisce la materia prima che viene trasformata dai sistemi informativi, come i semilavorati vengono trasformati dai sistemi di produzione Sonia Bergamaschi -DBGROUP- Universita` di Modena e Reggio Emilia 4

5 Integrazione dell informazione Nelle moderne organizzazioni è frequente la costituzione di reti virtuali, in cui diverse organizzazioni operano in associazione attraverso processi cooperativi inter-aziendali Per aggregare e gestire processi ed informazioni di diverse organizzazioni, è fondamentale mediare fra l'eterogeneità dei diversi contesti informativi creando una base condivisa ed integrata di conoscenza Il processo di integrazione deve tenere in considerazione i problemi derivanti dall eterogeneità delle sorgenti dati: Eterogeneità strutturale: Differenti modelli di dati Stesso modello dei dati ma diverse modalità di rappresentazione Eterogeneità semantica: differente significato ed interpretazione due schemi potrebbero usare uno stesso termine per riferirsi a concetti distinti (omonimi), oppure, potrebbero usare termini diversi per far riferimento ad uno stesso concetto (sinonimi). Le ontologie sono considerate componenti fondamentali per l interoperabilità semantica, fornendo un accesso unificato ai dati in base al contenuto semantico. Sonia Bergamaschi -DBGROUP- Universita` di Modena e Reggio Emilia 5

6 Virtual Data Integration A system designer builds a mediated schema over which a user poses queries. The source databases are interfaced with wrappers if needed. Sonia Bergamaschi -DBGROUP- Universita` di Modena e Reggio Emilia 6

7 Data Warehouse & Data Integration The information from the source databases is extracted, transformed then loaded into the data warehouse. Sonia Bergamaschi -DBGROUP- Universita` di Modena e Reggio Emilia 7

8 Mediatore: : Vista Globale Virtuale L obiettivo delle architetture a Mediatore è quello di ottenere una Vista Globale Virtuale (a differenza di un DataWarehouse!) dei dati che risiedono in sorgenti diverse. Tale componente costruisce uno schema integrato delle sorgenti dati coinvolte e permette interrogazioni su quello schema, liberando l utente dalla necessità di conoscere gli schemi delle diverse sorgenti integrate. Query Global Virtual View (GVV) Mapping Local Schema Local Schema Local Schema DB DB File XML Sonia Bergamaschi -DBGROUP- Universita` di Modena e Reggio Emilia 8

9 MOMIS: Semantic Integration of Heterogeneous Data MOMIS (Mediator environment for Multiple Information Sources) is a framework to perform information extraction and integration of heterogeneous data sources developed by the DBGroup ( MOMIS provides a Global Virtual View (GVV) that is a conceptualization (ontology) describing a set of distributed & heterogeneous data sources allows a user to pose a query and receive a unique answer Query Global Virtual View (GVV) Mapping Local Schema Local Schema Local Schema DB DB File XML Sonia Bergamaschi -DBGROUP- Universita` di Modena e Reggio Emilia 9

10 DB Group The DataBase Group (www. dbgroup.unimo.it) is the research database group at the Department of Computer Engineering of the University of Modena and Reggio Emilia, it is led by Professor Sonia Bergamaschi and is composed of the following researchers: Sonia Bergamaschi (full professor) Domenico Beneventano (professor) Maurizio Vincini (senior researcher) Francesco Guerra (junior researcher) Mirko Orsini (Phd student) Laura Po (Phd student) Antonio Sala (Phd student) Alberto Corni (Phd, research collaborator) Serena Sorrentino (research collaborator) Sonia Bergamaschi -DBGROUP- Universita` di Modena e Reggio Emilia 10

11 DB Group research activity Intelligent Database Systems to develop Intelligent Database Systems by coupling Artificial intelligence (Description Logics) and database techniques Information Integration & Business Intelligence to combine data residing at different autonomous sources and providing the user with a unified view of these data Semantic Search Engines to augment and improve traditional Web Search Engines by using not just words, but concepts and logical relationships. Sonia Bergamaschi -DBGROUP- Universita` di Modena e Reggio Emilia 11

12 National and International Research Projects Project Partecipation: D2I (From Data to Information) supported by MIUR: Programma di ricerca scientifica di rilevante interesse nazionale ( ) ; Project Partecipation: Agenti software e commercio elettronico: profili giuridici, tecnologici e psico-sociali, supported by MIUR Programma di ricerca scientifica di rilevante interesse nazionale ( ) Project Partecipation: Tecnologie per arricchire e fornire accesso a contenuti supported by MIUR - Fondo Speciale Innovazione 2000 ( ) Project Partecipation: WINK (Web-linked Integration of Networkbased Knowledge) supported by IST-UE RDT (cluster EUTIST-AMI) ( ) Sonia Bergamaschi -DBGROUP- Universita` di Modena e Reggio Emilia 12

13 National and International Research Projects Project Participation: STIL supported by Regione Emilia-Romagna Iniziativa 1.1 del Piano Telematico Regionale (September ) Project Coordination: SEWASIE (SEmantic Web and AgentS in Integrated Economies) supported by IST-UE RDT( ) Project Coordination: WISDOM (Web Intelligent Search based on DOMain ontologies) supported by MIUR Programma di ricerca scientifica di rilevante interesse nazionale ( ) Project Participation: CEREALAB supported by Regione Emilia-Romagna Rete dell Alta Tecnologia ( ) Project Participation: CROSS supported by Regione Emilia-Romagna Centri Innovazione ( ) Project Coordination: NeP4B (Networked Peers for Business) supported by MIUR Programma Stategico ( )- started on July 2006 Project Participation: STASIS (SofTware for Ambient Semantic Interoperable Services) ( ) supported by IST-EU RDT - started on september 2006 WHY SO MANY FUNDED PROJECTS? MOMIS Sonia Bergamaschi -DBGROUP- Universita` di Modena e Reggio Emilia 13

14 MOMIS has been already tested in the above mentioned MOMIS research projects for the development of Vertical Web Portals and the integration of heterogeneus data sources in many domains: Tourism (vertical web portal - WISDOM) Textile (search engine - SEWASIE) Mechanical (search engine - SEWASIE) Logistics (logistic domain ontology - STIL) Agro-Food (data integration for cereals breeding - CEREALAB) Commercial (business intelligence - CROSS) MOMIS provides methods and tools for: sharing legacy systems in an integrated information system safeguarding the autonomy of systems and organizations supporting the enterprise interoperability Sonia Bergamaschi -DBGROUP- Universita` di Modena e Reggio Emilia 14

15 MOMIS: Tourism domain In the WISDOM project (Web Intelligent Search based on DOMain ontologies) ( MOMIS was exploited for the integration of several tourism web sites and the development of a Tourism Vertical Web Portal Sonia Bergamaschi -DBGROUP- Universita` di Modena e Reggio Emilia 15

16 In the SEWASIE project (SEmantic Web and AgentS in Integrated Economies) ( MOMIS was exploited for the the development of a Semantic Search Engine for SMEs MOMIS: Textile and Mechanical domains Sonia Bergamaschi -DBGROUP- Universita` di Modena e Reggio Emilia 16

17 In the STIL project ( MOMIS was exploited for the integration of logistic company data sources and the development of a logistics domain ontology. The Virtual Logistic Hub based on the logistics domain ontology provides interoperability between logistic enterprises. MOMIS: Logistics domain Sonia Bergamaschi -DBGROUP- Universita` di Modena e Reggio Emilia 17

18 MOMIS: Agro-Food domain In the CEREALAB project ( MOMIS was exploited for the integration of molecular and phenotypic data sources and the development of a an integrated information system for cereals breeders. Sonia Bergamaschi -DBGROUP- Universita` di Modena e Reggio Emilia 18

19 In the CROSS project ( MOMIS was exploited for the integration of heterogeneus sales order data sources and the population of a Data Warehouse in a business intelligence environment. MOMIS: Commercial domain Sonia Bergamaschi -DBGROUP- Universita` di Modena e Reggio Emilia 19

20 Selected Publications S. Bergamaschi,, S. Castano e M. Vincini: Semantic Integration of Semistructured and Structured Data Sources,, SIGMOD Record Special Issue on Semantic Interoperability in Global Information, Vol. 28, No. 1, March (Google( Scholar: 237 Citations, 2 nd for semantic integration, Citeseer: : 61 Citations, ISI IF 1,455) S. Bergamaschi,, S. Castano,, D. Beneventano e M. Vincini: Semantic Integration of Heterogeneous Information Sources,, Special Issue on Intelligent Information Integration, Data & Knowledge Engineering, Vol. 36, Num. 1, Pages , 249, Elsevier Science B.V (Google( Scholar: 181 Citations, 4th for semantic integration, Citeseer: : 16 Citations, ISI IF 1,367) D. Beneventano,, S. Bergamaschi,, S. Castano,, A. Corni,, R. Guidetti,, G. Malvezzi,, M. Melchiori e M. Vincini: Information Integration: the MOMIS Project Demonstration,, International Conference on Very Large Data Bases (VLDB'2000), Cairo, Egypt, Settembre (Google( Scholar: 66 Citations, Citeseer: : 7 Citations) D. Beneventano,, S. Bergamaschi,, F. Guerra, M. Vincini: Synthesizing an Integrated Ontology, IEEE Internet Computing, Vol.7,N.5, September/October (ISI IF 2,579) S. Bergamaschi,, G. Cabri,, F. Guerra, L. Leonardi,, M. Vincini,, F. Zambonelli, Exploiting Agents to Support Information Integration, Special Issue of the International Journal on Cooperative Information Systems vol. 11(3-4): , 314, 2002, ISSN (IF 0,971) I. Benetti,, D. Beneventano,, S. Bergamaschi,, F. Guerra, M. Vincini, An Information Integration Framework for E-Commerce, E IEEE Intelligent Systems Magazine, Jan/Feb 2002, pp (IF 1,905) I. Benetti,, S. Bergamaschi,, F. Guerra, M. Vincini, Soap-enabled web services for knowledge management, Int. J. Web Engineering and Technology,Vol.. 1. N.2., Sonia Bergamaschi -DBGROUP- Universita` di Modena e Reggio Emilia 20

21 Selected Publications S. Bergamaschi,, F. Guerra, Peer to Peer Paradigm for a Semantic Search Engine, in proceedings of the International Workshop on Agents and Peer-to to-peer Computing, Bologna, 15 July 2002, LNCS 2530, Springer ISBN S. Bergamaschi,, F. Guerra, M. Vincini, Product Classification Integration for E-CommerceE Commerce, Second International Workshop on Electronic Business Hubs - WEBH 2002 in conjunction with DEXA 2002, September , Aix En Provence,, France, published by IEEE Computer Society, Los Alanitos (CA), ISBN , 8, pp D. Beneventano,, S. Bergamaschi,, S. Castano,, V. De Antonellis,, A. Ferrara, F. Guerra, F. Mandreoli, G. Ornetti,, M. Vincini, Semantic Integration and Query Optimization of Heterogeneous Data Sources, 1st Int.l Workshop on Efficient Web-based based Information Systems (EWIS), 2002, Montpellier, France, pp S. Bergamaschi,, F. Guerra, M. Vincini, A peer-to to-peer information system for the semantic web, in proceedings of the International Workshop on Agents and Peer-to to-peer Computing, in AAMAS 2003 Melbourne, Australia, July 14, 2003 D. Beneventano,, S. Bergamaschi,, F. Guerra, M. Vincini: Building an Ontology with MOMIS, in proceedings of the Semantic Integration Workshop within the Second International Semantic Web Conference, October 20, 2003 Sundial Resort, Sanibel Island, Florida, USA. D. Beneventano,, S. Bergamaschi,, F. Guerra, M. Vincini, Building an integrated Ontology within SEWASIE system, in proceedings of the First International Workshop on Semantic Web W and Databases, Co-located with VLDB 2003 Berlin, Germany, (2003) S. Bergamaschi, G.Gelati,, F. Guerra, M. Vincini, WINK: a Web-based based Enterprise System for Collaborative Project Management in Virtual Enterprises, 4th International Conference on Web Information Systems Engineering, Roma Italy, December 2003 Sonia Bergamaschi -DBGROUP- Universita` di Modena e Reggio Emilia 21

22 Selected Publications S. Bergamaschi,, F. Guerra, M. Orsini,, C. Sartori, Extracting Relevant Attribute Values for Improved Search,, IEEE Internet Computing, vol. 11, no. 5, pp , Sept/Oct, 2007 (special issue on Semantic-Web Web-Based Knowledge Management) S. Bergamaschi,, F. Guerra, M. Orsini,, C. Sartori, Relevant values: new metadata to provide insight on attribute values at schema level,, International Conference on Enterprise Information Systems (ICEIS 2007), 12-16, 16, June 2007, Funchal,, Madeira Portugal D. Beneventano,, S. Bergamaschi,, M. Vincini,, M. Orsini,, R. Carlos Nana, Query Translation on Heterogeneous Sources in MOMIS Data Transformation Systems,, VLDB Third International Workshop on Database Interoperability (InterDB( 2007), September 24, 2007 Vienna, Austria. D. Beneventano, S.Bergamaschi: Semantic search engines based on data integration systems. In Semantic Web Services: Theory, Tools and Applications. IGI Global, Information Science Reference, Hershey, New York, 2006, pages S.Bergamaschi,, P. Bouquet, D. Giacomuzzi,, F. Guerra, L. Po, and M. Vincini: MELIS: an incremental method for the lexical annotation of domain ontologies,, in International Journal on Semantic Web and Information Systems (IJSWIS) 3(3), p.p S.Bergamaschi, A.Sala: Virtual Integration of existing web databases for the genotypic selection of cereal cultivars, The 5th International Conference on Ontologies, DataBases, and Applications of Semantics (ODBASE 2006), Montpellier, France, Oct 31 - Nov 2, 2006 Sonia Bergamaschi -DBGROUP- Universita` di Modena e Reggio Emilia 22