A Study on Machine Learning Techniques for the Schema Matching Networks Problem
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Cavalcanti, João Marcos Bastos
Macêdo, José Antônio Fernandes de
Salgado, Ana Carolina Brandão
Hara, Carmem Satie
Macêdo, José Antônio Fernandes de
Salgado, Ana Carolina Brandão
Hara, Carmem Satie
Pós-Graduação
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Universidade Federal do Amazonas
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Resumo
Casamento de Esquemas é a tarefa de encontrar correpondências entre elementos de diferentes esquemas de bancos de dados. É um problema desafiador, uma vez que o mesmo conceito geralmente é representado de maneiras distintas nos esquemas.Tradicionalmente, a tarefa envolve um par de esquemas a serem mapeados. Entretanto, houve um crescimento na necessidade de mapear vários esquemas ao mesmo tempo, tarefa conhecida como Casamento de Esquemas em Rede, onde o objetivo é identificar elementos de vários esquemas que correspondem ao mesmo conceito. Este trabalho propõe uma famı́lia de métodos para o problema do casamento de esquemas em rede baseados em aprendizagem de máquina, que provou ser uma alternativa viável para o problema do casamento tradicional em diversos domı́nios. Para superar obstáculo de obter bastantes instâncias de treino, também é proposta uma técnica de bootstrapping para gerar treino automático. Além disso, o trabalho considera restrições de integridade que ajudam a nortear
o processo de casamento em rede. Este trabalho também propõe uma estratégia para receber avaliações do usuário, com o propósito de melhorar o resultado final. Experimentos mostram que o método proposto supera outros métodos comparados alcançando valor F1 até 0.83 e sem utilizar muitas avaliações do usuário.
Abstract
Schema Matching is the problem of finding semantic correspondences between elements from different schemas. This is a challenging problem, since the same concept is often represented by disparate elements in the schemas. The traditional instances of this problem involved a pair of schemas to be matched. However, recently there has been a increasing interest in matching several related schemas at once, a problem known as Schema Matching Networks, where the goal is to identify elements from several schemas that correspond to a single concept. We propose a family of methods for schema matching networks based on machine learning, which proved to be a competitive alternative for the traditional matching problem in several domains. To overcome the issue of requiring a large amount of training data, we also propose a bootstrapping procedure to automatically generate training data. In addition, we leverage constraints that arise in network scenarios to improve the quality of this data. We also propose a strategy for receiving user feedback to assert some of the matchings generated, and, relying on this feedback, improving the quality of the final result. Our experiments show that our methods can outperform baselines reaching F1-score up to 0.83.
Descrição
Palavras-chave
Termo controlado
Casamento de Esquemas em Rede; Schema Matching Networks; Reconciliação de Esquemas em Rede; Integração de Dados; Aprendizagem de Máquina; Banco de Dados; Schema Reconciliation Networks; Data Integration; Machine Learning; Databases
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS)
Citação
RODRIGUES, Diego de Azevedo. A Study on Machine Learning Techniques for the Schema Matching Networks Problem. 2018. 109 f. Tese (Doutorado em Informática) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus, 2018.
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