: Méthodes d'Inférence Symbolique pour les Bases de Données

This dissertation is a summary of a line of research, that I wasactively involved in, on learning in databases from examples. Thisresearch focused on traditional as well as novel database models andlanguages for querying, transforming, and describing the schema of adatabase. In case of schemas our contributions involve proposing anoriginal languages for the emerging data models of Unordered XML andRDF. We have studied learning from examples of schemas for UnorderedXML, schemas for RDF, twig queries for XML, join queries forrelational databases, and XML transformations defined with a novelmodel of tree-to-word transducers.Investigating learnability of the proposed languages required us toexamine closely a number of their fundamental properties, often ofindependent interest, including normal forms, minimization,containment and equivalence, consistency of a set of examples, andfinite characterizability. Good understanding of these propertiesallowed us to devise learning algorithms that explore a possibly largesearch space with the help of a diligently designed set ofgeneralization operations in search of an appropriate solution.Learning (or inference) is a problem that has two parameters: theprecise class of languages we wish to infer and the type of input thatthe user can provide. We focused on the setting where the user inputconsists of positive examples i.e., elements that belong to the goallanguage, and negative examples i.e., elements that do not belong tothe goal language. In general using both negative and positiveexamples allows to learn richer classes of goal languages than usingpositive examples alone. However, using negative examples is oftendifficult because together with positive examples they may cause thesearch space to take a very complex shape and its exploration may turnout to be computationally challenging.Ce mémoire est une courte présentation d’une direction de recherche, à laquelle j’ai activementparticipé, sur l’apprentissage pour les bases de données à partir d’exemples. Cette recherches’est concentrée sur les modèles et les langages, aussi bien traditionnels qu’émergents, pourl’interrogation, la transformation et la description du schéma d’une base de données. Concernantles schémas, nos contributions consistent en plusieurs langages de schémas pour les nouveaumodèles de bases de données que sont XML non-ordonné et RDF. Nous avons ainsi étudiél’apprentissage à partir d’exemples des schémas pour XML non-ordonné, des schémas pour RDF,des requêtes twig pour XML, les requêtes de jointure pour bases de données relationnelles et lestransformations XML définies par un nouveau modèle de transducteurs arbre-à-mot.Pour explorer si les langages proposés peuvent être appris, nous avons été obligés d’examinerde près un certain nombre de leurs propriétés fondamentales, souvent souvent intéressantespar elles-mêmes, y compris les formes normales, la minimisation, l’inclusion et l’équivalence, lacohérence d’un ensemble d’exemples et la caractérisation finie. Une bonne compréhension de cespropriétés nous a permis de concevoir des algorithmes d’apprentissage qui explorent un espace derecherche potentiellement très vaste grâce à un ensemble d’opérations de généralisation adapté àla recherche d’une solution appropriée.L’apprentissage (ou l’inférence) est un problème à deux paramètres : la classe précise delangage que nous souhaitons inférer et le type d’informations que l’utilisateur peut fournir. Nousnous sommes placés dans le cas où l’utilisateur fournit des exemples positifs, c’est-à-dire deséléments qui appartiennent au langage cible, ainsi que des exemples négatifs, c’est-à-dire qui n’enfont pas partie. En général l’utilisation à la fois d’exemples positifs et négatifs permet d’apprendredes classes de langages plus riches que l’utilisation uniquement d’exemples positifs. Toutefois,l’utilisation des exemples négatifs est souvent difficile parce que les exemples positifs et négatifspeuvent rendre la forme de l’espace de recherche très complexe, et par conséquent, son explorationinfaisable

Conditional Random Fields for XML Applications

XML tree labeling is the problem of classifying elements in XML documents. It is a fundamental task for applications like XML transformation, schema matching, and information extraction. In this paper we propose XCRFs, conditional random fields for XML tree labeling. Dealing with trees often raises complexity problems. We describe optimization methods by means of constraints and combination techniques that allow XCRFs to be used in real tasks and in interactive machine learning programs. We show that domain knowledge in XML applications easily transfers in XCRFs thanks to constraints and combination of XCRFs. We describe an approach based on XCRF to learn tree transformations. The approach allows to solve xml data integration tasks and restructuration tasks. We have developed an open source toolbox for XCRFs. We use it to propose a Web service for the generation of personalized RSS feeds from HTML pages