PDF de programación - Sistemas de Bases de Datos Difusas Sensibles al Contexto

TESIS DOCTORAL

Sistemas de Bases de Datos Difusas

Sensibles al Contexto



José Tomás Cadenas Lucero



Directores:

Dr. Nicolás Marín Ruíz
Dra. María Amparo Vila Miranda



Programa Oficial de Doctorado en Tecnologías de la Información y la
Comunicación

Departamento de Ciencias de
ETS de Ingenierías Informática y de Telecomunicación

la Computación e Inteligencia Artificial



Granada, Mayo de 2015







El doctorando D. José Tomás Cadenas Lucero y los directores de la
tesis Dr. Nicolás Marín Ruiz y Dra. María Amparo Vila Miranda
garantizamos, al firmar esta tesis doctoral, que el trabajo ha sido realizado
por el doctorando bajo la dirección de los directores de la tesis y hasta
donde nuestro conocimiento alcanza, en la realización del trabajo, se han
respetado los derechos de otros autores a ser citados, cuando se han
utilizado sus resultados o publicaciones.



Granada, 22 de Mayo de 2015



Directores de la Tesis



Fdo.:



Doctorando



Fdo.:



ii





Dedicatoria



A Dios,

A mi amante esposa y mis queridos hijos,

A mi madre y la memoria de mi padre



iii



Agradecimientos

Un agradecimiento muy especial para mis directores de tesis Mª Amparo
Vila Miranda y Nicolás Marín Ruiz, sin su apoyo
incondicional,
profesionalismo, dedicación y esmero no habría sido posible la realización de
este trabajo. Más allá de su labor de directores de tesis también han sido amigos
y me ayudaron a afrontar con éxito esta ardua labor.

A Leonid por haber hecho posible mi relación con el Grupo de
Investigación de Bases de Datos y Sistemas Inteligentes de la Universidad de
Granada, dirigido por Mª Amparo; además de todo su apoyo profesional, como
amigo y guía espiritual No tengo palabras para agradecerles todo lo que han
hecho por mí Amparo, Nicolás y Leo.

Doy gracias a Jesús por haberlos cruzado en el camino de mi vida,
traerme a esta maravillosa ciudad, Granada, y poder hacer amigos de muchas
partes del mundo.

A la Fundación Carolina y la Universidad Simón Bolívar por haberme
apoyado durante mis estudios de doctorado con la beca otorgada, sin ella habría
sido imposible para mí desarrollar el doctorado fuera de mi país de origen.

A los profesores del Departamento de Computación e Inteligencia
Artificial, y a los del Master de Soft Computing y Sistemas Inteligentes de la
Universidad de Granada, así como ponentes en los múltiples seminarios que pude
asistir y que contribuyeron con mi formación.

Un agradecimiento especial al Prof. Carlos Torrealba por su gran ayuda
en la corrección del inglés. A profesores y estudiantes de la Universidad Simón
Bolívar que me apoyaron en la realización de mi trabajo: Rosseline, Soraya,
Edna, Marlene, Rubén, Andreína, Verónica, Jhosbert, Daniela, Arturo, Hancel,
entre otros.

A mi madre Mireya, mi esposa Macringer, mis hijos Tomás Daniel,
Mariamni y José Miguel por su apoyo, cariño y comprensión en momentos
difíciles. A mis hermanas Liliana y Evelyn, mis hermanos Luis Enrique, José
Daniel, Miguel Angel. Mi familia política Omaira, Gerardo (padre e hijo),
Zoraya, Ibel y Nicolasa.

A Andrés Domenech por su compañía y amistad durante mis estancias en
Granada. A sus familiares en especial su madre Rosa María por haber tenido
confianza en mí el primer día que nos conocimos a la puerta de la Facultad de
ETS de Ingenierías Informática. A su abuela Rosa María por su cariño. A Paco
Rivas por su amistad y apoyo cuando lo necesité.

A todos los que de una forma u otra me ayudaron a lograr esta

maravillosa meta y no los mencioné... ¡Mil bendiciones!



iv



Índice General



1. Introducción ...................................................................................................... 1

1.1. Planteamiento del Problema ..................................................................... 3

1.2. Objetivo General ...................................................................................... 7

1.3. Objetivos Específicos ............................................................................... 8

1.4. Metodología .............................................................................................. 8

1.5. Estructura del Trabajo .............................................................................. 9

2. Estudio Preliminar ........................................................................................... 11

2.1. El Contexto ............................................................................................. 11

2.1.1. El Contexto en Computación ........................................................... 13

2.1.2.

Ideas generales acerca del Contexto en Sistemas de Información y
Bases de Datos ................................................................................. 16

2.2. Aplicaciones Sensibles al Contexto ....................................................... 18

2.2.1. Consideraciones Generales .............................................................. 18

2.2.2. Comportamiento de las Aplicaciones Sensibles al Contexto ........... 21

2.3. Sistemas de Información Sensibles al Contexto ..................................... 22

2.3.1.

Ideas Generales ................................................................................ 23

2.3.2. Procesamiento de Consultas Sensibles al Contexto ......................... 24

2.4. Modelado del Contexto .......................................................................... 25

2.5. Discusión ................................................................................................ 27

3. Bases de Datos Difusas ................................................................................... 31

3.1.1. Conceptos Básicos ........................................................................... 38

3.1.2. La Lógica Difusa en Representación de la Información .................. 43

3.1.3. Bases de Datos Relacionales Difusas .............................................. 44

3.1.4. Bases de Datos Orientadas a Objeto Difusas ................................... 47

3.1.5. El modelo de datos de Objetos Difusos de referencia ..................... 54

4. Sistema de BD Sensible al Contexto ............................................................... 65

4.1. Esquema de Interacción .......................................................................... 66

4.2. El Contexto ............................................................................................. 67

4.2.1. Contexto relativo al usuario ............................................................. 68



v



4.2.2. Contexto relativo al ambiente .......................................................... 70

4.2.3. Otros ................................................................................................. 71

4.3. Sensibilidad al contexto de la salida del sistema .................................... 71

4.3.1. Semántica ......................................................................................... 72

4.3.2. Resultado ......................................................................................... 72

4.4. Arquitectura del Sistema de Bases de Datos Sensible al Contexto ........ 74

Integración de la sensibilidad al Contexto en Sistemas Informáticos

4.4.1.


74

4.4.2.

Integración del Contexto en un DBMS ............................................ 78

4.4.3. Nuestra propuesta de arquitectura .................................................... 80

4.5. Conclusiones del Capítulo ...................................................................... 81

5. Atributos Lingüísticos con Semántica Adaptable al Contexto ....................... 83

5.1. El problema de los atributos sensibles al contexto en Bases de Datos
Difusas ........................................................................................................... 84

5.1.1. Dominios Difusos ............................................................................ 85

5.1.2. El problema de la Semántica ........................................................... 87

5.2. Modelo Formal Propuesto ...................................................................... 88

5.3. Implementación transparente en un SGBDOR ...................................... 93

5.3.1. Gestor de Apoyo a la Sensibilización al Contexto .......................... 94

5.3.2. Módulos CTP ................................................................................... 96

5.4. Conclusiones del Capítulo .................................................................... 108

6. Aplicación Real de una Base de Datos Difusa Sensible al Contexto ............ 109

6.1. Descripción de la Aplicación Real en SQL .......................................... 109

6.1.1. Dominio de la Aplicación .............................................................. 109

6.1.2. El Examen Físico Articular ............................................................ 111

6.1.3.

Implementación de la Aplicación real en SQL .............................. 116

6.2. Diseño de la Aplicación Web ............................................................... 122

6.2.1. Plataforma de Desarrollo ............................................................... 122

6.2.2. Lenguajes de Programación ........................................................... 122

6.2.3. Base de Datos ................................................................................. 123

6.2.4.

Interfaces de l