Conception d'une architecture orientée services pour l'intégration et l'exploitation de données liées

A Resource-Oriented Architecture for Integration and Exploitation of Linked Data

• Auteur / Autrice : Pierre De Vettor
• Direction : Djamal Benslimane, Michaël Mrissa
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 29/09/2016
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale en Informatique et Mathématiques de Lyon (2009-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LIRIS - Laboratoire d'Informatique en Image et Systèmes d'information (Rhône ; 2003-....) - Service Oriented Computing
• Jury : Président / Présidente : Franck Morvan
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Lalanda, Marinette Savonnet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Abder Koukam, Khalil Drira

Mots clés

Mots clés contrôlés

Intégration de données (informatique)

Structures de données (informatique)

SOA

Mots clés libres

Architecture orientees ressource

Adaptation

Smart data

Incertitude des données

Intégration de données

Sémantique des données

Resource oriented architecture

Adaptation

Smart data

Data uncertainty

Data integration

Data semantics

Résumé

Cette thèse porte sur l'intégration de données brutes provenant de sources hétérogènes sur le Web. L'objectif global est de fournir une architecture générique et modulable capable de combiner, de façon sémantique et intelligente, ces données hétérogènes dans le but de les rendre réutilisables. Ce travail est motivé par un scenario réel de l'entreprise Audience Labs permettant une mise à l'échelle de cette architecture. Dans ce rapport, nous proposons de nouveaux modèles et techniques permettant d'adapter le processus de combinaison et d'intégration à la diversité des sources de données impliquées. Les problématiques sont une gestion transparente et dynamique des sources de données, passage à l'échelle et responsivité par rapport au nombre de sources, adaptabilité au caractéristiques de sources, et finalement, consistance des données produites(données cohérentes, sans erreurs ni doublons). Pour répondre à ces problématiques, nous proposons un méta-modèle pour représenter ces sources selon leurs caractéristiques, liées à l'accès (URI) ou à l'extraction (format) des données, mais aussi au capacités physiques des sources (latence, volume). En s'appuyant sur cette formalisation, nous proposent différentes stratégies d'accès aux données, afin d'adapter les traitements aux spécificités des sources. En se basant sur ces modèles et stratégies, nous proposons une architecture orientée ressource, ou tout les composants sont accessibles par HTTP via leurs URI. En se basant sur les caractéristiques des sources, sont générés des workflows d'exécution spécifiques et adapté, permettant d'orchestrer les différentes taches du processus d'intégration de façon optimale, en donnant différentes priorités à chacune des tâches. Ainsi, les temps de traitements sont diminuées, ainsi que les volumes des données échangées. Afin d'améliorer la qualité des données produites par notre approches, l'accent est mis sur l'incertitude qui peut apparaître dans les données sur le Web. Nous proposons un modèle, permettant de représenter cette incertitude, au travers du concept de ressource Web incertaines, basé sur un modèle probabiliste ou chaque ressource peut avoir plusieurs représentation possibles, avec une certaine probabilité. Cette approche sera à l'origine d'une nouvelle optimisation de l'architecture pour permettre de prendre en compte l'incertitude pendant la combinaison des données

In this thesis, we focus on data integration of raw data coming from heterogeneous and multi-origin data sources on the Web. The global objective is to provide a generic and adaptive architecture able to analyze and combine this heterogeneous, informal, and sometimes meaningless data into a coherent smart data set. We define smart data as significant, semantically explicit data, ready to be used to fulfill the stakeholders' objective. This work is motivated by a live scenario from the French {\em Audience Labs} company. In this report, we propose new models and techniques to adapt the combination and integration process to the diversity of data sources. We focus on transparency and dynamicity in data source management, scalability and responsivity according to the number of data sources, adaptability to data source characteristics, and finally consistency of produced data (coherent data, without errors and duplicates). In order to address these challenges, we first propose a meta-models in order to represent the variety of data source characteristics, related to access (URI, authentication) extraction (request format), or physical characteristics (volume, latency). By relying on this coherent formalization of data sources, we define different data access strategies in order to adapt access and processing to data source capabilities. With help form these models and strategies, we propose a distributed resource oriented software architecture, where each component is freely accessible through REST via its URI. The orchestration of the different tasks of the integration process can be done in an optimized way, regarding data source and data characteristics. This data allows us to generate an adapted workflow, where tasks are prioritized amongst other in order to fasten the process, and by limiting the quantity of data transfered. In order to improve the data quality of our approach, we then focus on the data uncertainty that could appear in a Web context, and propose a model to represent uncertainty in a Web context. We introduce the concept of Web resource, based on a probabilistic model where each resource can have different possible representations, each with a probability. This approach will be the basis of a new architecture optimization allowing to take uncertainty into account during our combination process