Technologie ETL. Metadata, RDF.

Obsah

ETL - principy, aplikace, nástroje
ETL: Extract-Transform-Load
Aplikace ETL
Implementace
Ukázky - Clover ETL
Clover ETL - Designer
Otázky
Rámce pro metadata popisující XML a jiné datové zdroje
Rámec RDF
RDF Model
RDF Schema
RDF reprezentace užívaných metadatových schémat - Z39.50, Dublin Core atd.
Dublin Core - příklad konkrétního metadatového schématu
Co je Dublin Core?
Jednoduchý (Simple) Dublin Core
Dublin Core - elementy
DC - příklad metadatového popisu
Kvalifikovaný Dublin Core
Kódování DC v XML
Nástroje pro práci s RDF
Příklady praktického použití metadat - veřejná správa
Rámec pro metadata ISVS ČR
Adaptace Dublin Core pro potřeby veřejné správy
Aplikační profil NMS
Ontologie
Co jsou ontologie?
Aplikace ontologií (Use Cases)
XML Topic Maps

ETL - principy, aplikace, nástroje

ETL: Extract-Transform-Load

Extract-Transform-Load (ETL) jsou postupy a nástroje datové integrace:

Extract

získávání dat z různých zdrojů, různých formátů, ...

Transform

převod do požadované podoby

Load

zavedení/uložení dat do cílové databáze či datového skladu

Aplikace ETL

ETL nástroje mají v současnosti mnoho aplikačních oblastí:

  1. Integrace dat z různých zdrojů a formátů (textové dokumenty, CSV, tabulky XLS, databáze, XML data...)

  2. Konsolidace dat (převody a "čištění" dat)

  3. Ukládání do velkých databází - datových skladů (data-warehouse) pro aplikace v managementu

  4. Migrace dat (převody na jiné platformy, databáze...)

ETL systémy jsou označovány za "a critical building block to a successful business intelligence deployment".

Implementace

Existuje celá řada (nejen javových) implementací, mnohé s grafickým rozhraním na "kreslení" transformačních toků.

Clover ETL

http://www.cloveretl.org - open source nástroj ETL vč. grafického rozhraní

Microsoft SQL Server Integration Services

http://www.microsoft.com/sql/technologies/integration/default.mspx

Octopus Java/XML ETL Tool

http://octopus.enhydra.org/

java-etl

http://code.google.com/p/java-etl/

Kettle

http://kettle.pentaho.org/

Ukázky - Clover ETL

Komerčně vyvíjený (společnost Javlin, průmyslový partner FI, http://www.cloveretl.org) open-source nástroj obsahující:

Clover Engine

jádro provádějící transformace. Obsahuje také konektory na externí zdroje a cíle dat

Clover Server

platforma pro ostré spouštění (vč. plánování, monitoringu) transformací

Clover Designer

nástroj pro grafický návrh transformačních grafů (na platformě Eclipse)

Clover ETL - Designer

Obrázek 1.


Otázky

Implementace a nasazení ETL na velké objemy dat přináší některé (jinde se nevyskytující) problémy:

  • nutnost optimalizovat transformace jak na rychlost tak na zvládnutí velkých objemů

  • paměťově efektivní modely na (mezi)ukládání XML dat - běžné "in memory" stromové modely nelze použít

  • definovatelnost, udržovatelnost a verifikovatelnost rozsáhlých transformačních sítí - vizuální nástroje + formální metody

Rámce pro metadata popisující XML a jiné datové zdroje

Rámec RDF

RDF Model a RDf Schema jsou doporučeními W3C

Specifikace a další informace pracovní skupiny - http://www.w3.org/RDF

RDF Model

RDf je obecný mechanizmus pro specifikaci metadat

je použitelný k libovolných (i ne-digitálním) zdrojům

základem modelu jsou trojice:

  • zdroj (resource) - např. http://www.fi.muni.cz/~tomp/xml

  • vlastnost (property) - např. popis

  • hodnota (value) - např. Domovská stránka předmětu P138 na FI MU

Trojice je možné znázornit

  • graficky,

  • jako trojice (r, p, v) nebo

  • XML syntaxí

Blíže viz

RDF Schema

  • Specifikuje omezení na množiny vlastností, jejich definičních oborů a oborů hodnot

  • Modeluje se opět v RDF

RDF reprezentace užívaných metadatových schémat - Z39.50, Dublin Core atd.

  • RDF je obecný rámec pro modelování metadat, pro konkrétní použití je obvykle nutné definovat schéma přípustných vlastností, jejich domén a množin (přípustných) hodnot.

  • Tím se vytvoří RDF reprezentace daného metadatového schématu.

  • Reprezentace může mít podobu RDF Schematu.

Dublin Core - příklad konkrétního metadatového schématu

Co je Dublin Core?

  • je generické metadatové schéma s univerzální použitelností

  • vznikl původně jako iniciativa knihovníků pro popis bibliografických informací

  • dnes univerzálně používán - např. pro metadatový popis informací ve veřejné správě (e-Government)

  • tvoří jej 15 základních elementů s rámcově definovanou sémantikou

  • elementy je možné rozšiřovat - rozkladem na (obvykle disjunktní) podmnožiny (vždy to musí být podmnožiny některého z původních elementů)

Jednoduchý (Simple) Dublin Core

"Jednoduchý" nebo "základní" Dublin Core (angl. Simple Dublin Core nebo Unqualified Dublin Core, dále jen "jednoduchý DC") představuje základní soubor patnácti prvků, který vyvinula a podporuje

  • Iniciativa pro metadata Dublin Core (Dublin Core Metadata Initiative, DCMI, http://dublincore.org).

  • Momentálně je aktuální verzí Dublin Core 1.1.

  • je přijat konsorciem IETF jako tzv. dokument RFC (Request For Comment) 2431rovněž od 2003 jako ISO Standard 15836-2003

Dublin Core - elementy

Název Jméno dané zdroji Tvůrce Entita primárně odpovědná za
      vytvoření obsahu zdroje Předmět a klíčová slova Téma obsahu zdroje Popis
      Vysvětlení obsahu zdroje Vydavatel Entita odpovědná za zpřístupnění
      zdroje Přispěvatel Entita, která přispěla k vytvoření obsahu zdroje
      Datum Datum spojené s určitou událostí během existence zdroje Typ zdroje
      Povaha nebo druh obsahu zdroje Formát Fyzická nebo digitální
      reprezentace zdroje Identifikátor zdroje Jednoznačný odkaz na zdroj v
      rámci daného kontextu Zdroj Odkaz na zdroj, z něhož je popisovaný zdroj
      odvozen Jazyk Jazyk intelektuálního obsahu zdroje Vztah Odkaz na
      příbuzný zdroj Pokrytí Rozsah nebo záběr obsahu zdroje Správa autorských
      práv Informace o právech vztahujících se k popisovanému zdroji

DC - příklad metadatového popisu

Název Zelená kniha o elektronickém obchodu Tvůrce Úřad pro
      veřejné informační systémy, Úřad vlády Předmět Elektronický obchod,
      elektronický podpis, bezpečnost, správa Popis Vládní návrh podpory
      elektronického obchodu v České republice Datum vytvoření 2001-09-20
      Datum zveřejnění 2001-10-17 Identifikátor ISBN:?????

Kvalifikovaný Dublin Core

  • (Qualified Dublin Core) obsahuje stejný soubor prvků jako jednoduchý DC a doporučuje další upřesnění a omezení každého prvku.

  • Typicky se tak děje na základě formálního nebo de-facto mezinárodního standardu, např. může požadovat, aby prvek "jazyk" byl vyplněn v souladu se seznamem ISO pro jazyky (ISO 639).

Nástroje pro práci s RDF

Jena Java RDF API and toolkit http://www.hpl.hp.com/semweb/

The ICS-FORTH RDFSuite

další viz http://www.w3.org/RDF

Příklady praktického použití metadat - veřejná správa

Rámec pro metadata ISVS ČR

Kroky budování

  • Přijmout doporučení Dublin Core a osvojit jej jako Národní metadatový standard (NMS).

  • Rozšířit tento standard tak, aby vyhovoval potřebám veřejné správy jak pro snadné vyhledávání informací, tak pro správu informačních zdrojů.

  • Vyvinout Aplikační profil NMS, který bude obsahovat předepsaná kódovací schémata a závazný výklad jednotlivých metadatových prvků.

  • Připravit Tezaurus veřejné správy.

Adaptace Dublin Core pro potřeby veřejné správy

pro potřeby veřejné správy v zemích Evropské Unie, Austrálie, Kanady a Nového Zélandu je rozpracováván specifický aplikační profil Dublin Core.

Cílem MIReG je vytvořit metadatový rámec (metadata framework), příslušné referenční softwarové nástroje a soubor osvědčených postupů (best practice) pro implementaci rámce v jednotlivých zemích a sektorech. Přitom spolupracuje také s evropskou standardizační autoritou CEN, což dává předpoklad celoevropského respektování vzniklého doporučení.

  • proces zahájen na sérii pracovních seminářů Managing information resources for e-government (MIReG) a stal se součástí programu Interchange of Data between Administrations (IDA) Evropské Unie.

  • Dalším partnerem při vytváření evropského metadatového rámce je též projekt ParlML, zaměřený na zpřístupňování informací Evropského parlamentu.

  • Příslušná pracovní skupina připravuje doporučení DC-Gov Application Profile

Aplikační profil NMS

zahrnuje:

  • Upřesnění (zjemnění, kvalifikaci, specializaci angl. element refinement) metadatových prvků, které přesněji určuje sémantiku daného prvku a tím jej rozděluje na jemněji (přesněji) určené podprvky - např. obecné datum lze kvalifikací rozdělit na menší části, a místo "datum" uvádět přesněji např. "datum vytvoření", "datum zveřejnění", "datum platnosti", "nástupnické datum".

  • Kvalifikovaný prvek lze však i nadále zpracovávat nástroji, které příslušné kvalifikaci "nerozumějí" - tyto nástroje potom chápou prvek jako by zůstal nekvalifikovaný (všeobecnější), tj. "datum zveřejnění" mohou chápat jako prosté "datum", čímž je sice část sémantiky ztracena, ale prvek může být stále užitečný např. pro vyhledávání.

  • Kódovací schémata (též kvalifikace hodnoty, angl. encoding scheme nebo value qualification) specifikující formát, ve kterém bude uložena hodnota pro příslušný metadatový prvek, např. "datum" vždy bude uváděno ve formátu rrrr-mm-dd (rok-měsíc-den), což definuje standard ISO 8601.

  • Kromě formátu může být kvalifikací hodnoty též např. specifikace měrné jednotky, v níž bude hodnota uváděna.

Ontologie

Co jsou ontologie?

prostředek jak popisovat znalosti

množina pojmů a konstruktů, jak je odvozovat, spojovat atd.

základní kategorie ontologií jsou

  • Classes (general things) in the many domains of interest

  • The relationships that can exist among things

  • The properties (or attributes) those things may have

používá metadatové rámce (např. RDF), ale je

bohatší s přesnější sémantikou

jsou vybudovány obecné rámce pro tvorbu ontologií pro specifické domény

Aplikace ontologií (Use Cases)

  • Webové portály, integrace dat na webu

  • Multimediální kolekce

  • Správa velkých webů

  • Dokumentace návrhu

  • Inteligentní agenti

  • "Všudypřítomné počítání"

Pracovní skupina při W3C

XML Topic Maps

Další návrh pracovní skupině WebOnt - http://www.topicmaps.org/xtm/1.0