Astral: An algebraic approach for sensor data stream querying

The use of sensor based applications is in expansion in many contexts. Sensors are involved at several scales ranging from the individual (e.g. personal monitoring, smart homes) to regional and even world wide contexts (i.e. logistics, natural resource monitoring and forecast). Easy and efficient management of data streams produced by a large number of heterogeneous sensors is a key issue to support such applications. Numerous solutions for query processing on data streams have been proposed by the scientific community. Several query processors have been implemented and offer heterogeneous querying capabilities and semantics. Our work is a contribution on the formalization of queries on data streams in general, and on sensor data in particular. This paper proposes the Astral algebra; defining operators on temporal relations and streams which allow the expression of a large variety of queries. This proposal extends several aspects of existing results: it presents precise formal definitions of operators which are (or may be) semantically ambiguous and it demonstrates several properties of such operators. Such properties are an important result for query optimization as they are helpful in query rewriting and operator sharing. This formalization deepens the understanding of the queries and facilitates the comparison of the semantics implemented by existing systems. This is an essential step in building mediation solutions involving heterogeneous data stream processing systems. Cross system data exchange and application coupling would be facilitated. This paper discusses existing proposals, presents the Astral algebra, several properties of the operators

Gestion de flux de données pour l'observation de systèmes

La popularisation de la technologie a permis d'implanter des dispositifs et des applications de plus en plus développés à la portée d'utilisateurs non experts. Ces systèmes produisent des flux ainsi que des données persistantes dont les schémas et les dynamiques sont hétérogènes. Cette thèse s'intéresse à pouvoir observer les données de ces systèmes pour aider à les comprendre et à les diagnostiquer. Nous proposons tout d'abord un modèle algébrique Astral capable de traiter sans ambiguïtés sémantiques des données provenant de flux ou relations. Le moteur d'exécution Astronef a été développé sur l'architecture à composants orientés services pour permettre une grande adaptabilité. Il est doté d'un constructeur de requête permettant de choisir un plan d'exécution efficace. Son extension Asteroid permet de s'interfacer avec un SGBD pour gérer des données persistantes de manière intégrée. Nos contributions sont confrontées à la pratique par la mise en œuvre d'un système d'observation du réseau domestique ainsi que par l'étude des performances. Enfin, nous nous sommes intéressés à la mise en place de la personnalisation des résultats dans notre système par l'introduction d'un modèle de préférences top-k.Due to the popularization of technology, non-expert people can now use more and more advanced devices and applications. Such systems produce data streams as well as persistent data with heterogeneous schemas and dynamics. This thesis is focused on monitoring data coming from those systems to help users to understand and to perform diagnosis on them. We propose an algebraic model Astral able to treat data coming from streams or relations without semantic ambiguity. The engine Astronef has been developed on top of a service-oriented component framework to enable a large adaptability. It embeds a query builder which can select a composition of components to provide an efficient query plan. Its extension Asteroid interfaces with a DBMS in order to manage persistent data in an integrated manner. Our contributions have been confronted to practice with the deployment of a monitoring system for the digital home and with a performance study. Finally, we extend our approach with an operator to personalize the results by introducing a top-k preference model.SAVOIE-SCD - Bib.électronique (730659901) / SudocGRENOBLE1/INP-Bib.électronique (384210012) / SudocGRENOBLE2/3-Bib.électronique (384219901) / SudocSudocFranceF

Gestion des données pour systèmes d'information ubiquitaires

National audienceno abstrac

Intergiciels et services pour la gestion de données distribuées

Ce manuscrit présente certains de mes travaux de recherche en matière de gestion de données, réalisés au sein de l'équipe bases de données STORM du laboratoire Logiciels, Systèmes, Réseaux de l'IMAG. Ils ont été effectués depuis 1995 (et jusqu'à 2003), année de ma prise de fonctions en tant que Maître de Conférences à l'Institut National Polytechnique (INP) de Grenoble, en poste à l'Ecole Nationale Supérieure d'Informatique et de Mathématiques Appliquées de Grenoble(ENSIMAG). Mes travaux concernent des aspects système --- gestion de cache et duplication de données, support transactionnels, parmi d'autres. Ils contribuent d'une part à l'extension des fonctions des SGBD et d'autre part à la conception de services séparés utilisables indépendamment d'un SGBD. Mon point de vue porte sur la diversification du panorama des architectures des systèmes de gestion de données. J'ai d'abord travaillé dans l'introduction de fonctions déductives et actives dans les SGBD pour ensuite m'orienter vers des solutions plus ouvertes, des intergiciels de gestion de données distribuées sur des unités fixes et mobiles

Servicios de reproducción compuesta

El marco de reproducción RS2.7 visita de nuevo la función de reproducción para poder proporcionar servicios basadosen componentes para entornos de diversos tipos. Identifica claramente qué funciones mínimas son relevantes en la reproducción,al ligar y sincronizar réplicas para poder soportar los niveles correctos de coherencia. El presente artículo aborda cómo el soportepara el nivel de coherencia puede ser descompuesto con relación a dos dimensiones: funcional y programada. Jugar con estas dosdimensiones permite suministrar diversos servicios de reproducción con el simple ensamble de componentes RS2.7. De estaforma, se aplicó un prototipo de RS2.7 operacional a una plataforma para aplicaciones interactivas de red

Actes des 5ème journées francophones Mobilité et Ubiquité

International audienceno abstrac

Gestion intégrée et multi-échelle des systèmes répartis : Architecture et canevas intergiciel orientés composants

Les deux dernières décennies ont été marquées par un essor remarquable de l'informatique répartie (réseaux pair à pair, grilles de calcul, informatique pervasive, etc.) et des services de télécommunication. Désormais, les nouvelles technologies de l'information et de télécommunication font parti intégrante du quotidien des entreprises et des particuliers. Malgré ces avancées technologiques, !es systèmes informatiques restent souvent vulnérable: menacés de pannes, de dysfonctionnements et d'utilisation anarchique ou intempestive des leurs ressources. De plus, !es systèmes informatiques deviennent de plus en plus complexes, et entraînent une complexité de leur gestion. Cette vulnérabilité et complexité sont fortement amplifiées par l'extension géographique des réseaux et des systèmes informatiques, leur hétérogénéité et l'intégration toujours plus importante de l'informatique et des télécommunications. Dans ce contexte, les outils d'administration sont devenus un instrument incontournable de planification, d'organisation et gestion des systèmes informatiques dans leur ensemble. Ils sont même devenus aussi importants que les systèmes administrés eux-mêmes. Toutefois malgré la multitude des acteurs concernés par la problématique d'administration (éditeurs, constructeurs, organismes de standardisation., etc.) ces systèmes présentent souvent des limitations sur le plan technologique et architectural. D'où le besoin de développer de nouvelles approches et d'explorer de nouvelles technologies mieux adaptées aux défis d'échelles et d'hétérogénéité des ressources administrées. Cette thèse s'inscrit au cœur de cette problématique d'administration. Elle aborde la question d'administration intégrée dans des contextes multi-échelles. Afin de répondre à cette question nous nous appuyons sur une approche pluridisciplinaire: architecture logicielle à base de composants, middleware, systèmes et approche d'administration réseaux. Ainsi, nous proposons une approche d'administration multi-échelles basée sur le concept de Domaine d'administration,orientée par l'architecture des systèmes administrés. Pour la validation de l'approche nous proposons le canevas DASIMA, un canevas d'administration à base de composants logiciels dotée d'une double flexibilité (architecturale et comportementale) et d'une capacité à d'auto-introspection. Ces propriétés le distinguent des systèmes d'administration existants et favorisent une administration plus souple dans des contextes multi-échelles. Dans le cadre de la validation de notre approche, le canevas DASIMA a été mis en œuvre pour l'administration d'une application M2M d'Orange. Plusieurs expérimentations à différentes échelles, géographiques et numériques, ont été menées sur la plateforme expérimentale Grid5000 afin de valider la capacité de passage à l'échelle de l'approche proposée.Tiny devices, smart objects, home gateways, sensor networks, have become an integral part of our everyday life and of our socio-economic ecosyste Managing efficiently such environments is just as important as the devices themselves. However, new management challenges such as management i different scales (multi-scale), heterogeneity management or extreme managed resources distribution make this task fiendishly complex. Together, theses challenges result in a new management complexity that breaks CUITent paradigms based on ad-hoc or centralized and rigid monolithic managemel applications. Traditional management systems, that are mainly ad-hoc or centralized, reach their limits in such complex management contexts. This p: work aimes to bring sorne responses to overcome these difficulties by proposing a new management approch based combining advanced softw engineering techniques, component based systems, middlewares, and network management systems concepts. Our proposai breaks with CUITeImanagement paradigms mainly related to quite rigid and monolithic systems. To validate our approach, we have developed DASIMA framewOI (Domain-based Architecture for Scalable Integrated MAnagement midd!eware). DASIMA middleware framework, implements a new managemeJ approach combining domain-based and architecture-based management. lt was implemented as a fully component-based management middlewaJ intended to scale-up and down accOIding to the number and the distribution of managed resources. DASlMA bas been experimented with a re industrial application in the Machine to Machine (M2M) context. Our experiments were done in reuced context (local network) and large sc, deployement context (GRID 5000) and they confirmed the interest of developing adaptablep1iddleware to manage networked systems in multi-sc contexts.GRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocSudocFranceF

Actes des 5ème journées francophones Mobilité et Ubiquité

International audienceno abstrac

Médiation et sélection de sources de données pour des organisations virtuelles distribuées à grande échelle

La sélection de sources de données est un des processus des plus critiques pour les systèmes de médiation dans des contextes grande échelle. C'est le cas notamment des grandes organisations virtuelles où le grand nombre de sources de données, la distribution, l'hétérogénéité, la fragmentation et la duplication des données rendent difficile l'identiffcation des sources pertinentes à l'évaluation d'une requête. Cette thèse aborde cette problématique et propose OptiSource, une stratégie de sélection de sources de données créée pour des tels contextes. OptiSource est particulièrement performante dans des configurations où un grand nombre de sources sont susceptibles de contribuer à une requête selon leur niveau intentionnel (schéma), mais seulement un petit nombre d'entre elles peuvent effectivement le faire au niveau extensionnel (le contenu). OptiSource propose un processus itératif basé sur sélection des sources de données dominantes pour chaque condition de la requête. Les sources dominantes sont désignées selon leur contribution attendue. Cette estimation utilise un modèle qui priorise les sources en fonction du rôle qu'elles peuvent jouer dans la requête, et optimise la répartition des sous-requêtes en utilisant un modèle d'optimisation combinatoire. OptiSource fait partie d'un système de médiation créé pour organisations virtuelles qui peut choisir dynamiquement la stratégie de sélection de sources la plus approprié au contexte. Notre domaine d'application privilégié a été le médical. Nous avons validé nos propositions sur divers types de contextes de grande taille.Data source selection is one of the most critical processes in mediation systems for large-scale contexts, as those found in large virtual organizations. ln such contexts, the high volume of structured data sources, distribution, heterogeneity, fragmentation and replication of data difficult the identification of the relevant data sources that should evaluate a que l'y. This thesis addresses this problem and proposes OptiSource, a strategy for selecting data sources in large scale contexts. OptiSource is particularly effective in applications where a large number of sources are likely to contribute to a query at the intentionallevel (schema), but only a few of them can actually do at the extensionallevel (content). Opti-Source proposes an iterative process based on the selection of the dominant data sources for each query condition. These dominant sources are designated according to their expected contribution. ln order to estimate this contribution OptiSource uses a model that prioritizes sources based on the l'ole they can play in the query and optimizes the assignment of sub-queries using a combinatorial optimization model. OptiSource is part of a mediation system created for virtual organizations that can dynamically choose the most appropriate source selection strategy according to the context. Our domain of application was the health sector. We validated our proposais on a variety of large scale contexts.GRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocSudocFranceF

DASIMA: A Flexible Management Middleware In Multi-Scale Contexts

International audienceTiny devices, smart objects, home gateways, sensor networks, have become an integral part of our everyday life and of our socio-economic ecosystem. However their large number, their distribution and their volatility and heterogeneity make their management fiendishly complex. Traditional management systems, that are mainly ad-hoc or centralized, reach their limits in such complex management contexts. This paper introduces our response to overcome these difficulties by proposing a flexible management middleware for multi-scale contexts. This middleware named DASIMA, implements a new approach combining domain-based and architecture-based management. DASIMA is a fully component-based management middleware intended to scale-up and down according to the number and the distribution of managed resources. This proposal breaks with current management paradigms mainly related to quite rigid and monolithic systems. DASIMA has been experimented in a real industrial application in the Machine to Machine (M2M) context. These experiments confirm the interest of developing adaptable middleware to manage networked systems in multi-scale contexts