[논문 리뷰] Database Reverse Engineering based on Association Rule Mining

Nattapon Pannurat, Nittaya Kerdprasop외 1명|arXiv (Cornell University)|2010. 04. 19.

Data Mining Algorithms and Applications참고 문헌 17인용 수 10

한 줄 요약

이 논문은 레거시 데이터베이스 인스턴스에서 제3 정규형(3NF) 스키마를 자동으로 복원하기 위해 연관 규칙 마이닝을 활용하는 새로운 데이터베이스 역설계 기법을 제안한다. 후보 규칙의 지수적 증가를 관리하기 위해 규칙 필터링 히وري스틱스를 적용함으로써, 문서가 부재하거나 불완전한 상황에서도 정규화된 개념적 스키마를 효과적으로 재구성할 수 있다.

ABSTRACT

Maintaining a legacy database is a difficult task especially when system documentation is poor written or even missing. Database reverse engineering is an attempt to recover high-level conceptual design from the existing database instances. In this paper, we propose a technique to discover conceptual schema using the association mining technique. The discovered schema corresponds to the normalization at the third normal form, which is a common practice in many business organizations. Our algorithm also includes the rule filtering heuristic to solve the problem of exponential growth of discovered rules inherited with the association mining technique.

연구 동기 및 목표

• 부적절한 문서화로 인해 어려움을 겪는 레거시 데이터베이스의 역설계 문제를 해결하기 위해.
• 데이터 마이닝 기법을 사용해 데이터베이스 인스턴스에서 자동으로 정규화된 개념적 스키마를 유도하기 위해.
• 기존 마이닝 기법에서 발생하는 연관 규칙의 지수적 증가 문제를 해결하기 위해 규칙 필터링 히وري스틱스를 도입하기 위해.
• 기업 데이터베이스 설계에서 표준인 제3 정규형(3NF)을 준수하는 스키마를 생성하기 위해.
• 데이터베이스 유지를 위한 확장 가능하고 실용적인 솔루션을 제공하기 위해.

제안 방법

• 관계형 데이터베이스 인스턴스에 연관 규칙 마이닝을 적용하여 기능적 의존성을 식별한다.
• 테이블 튜플을 나타내는 거래 데이터로부터 후보 규칙을 생성한다.
• 중복되거나 정보가 없는 규칙을 제거하기 위해 규칙 필터링 히وري스틱스를 적용하여 검색 공간을 축소한다.
• 필터링된 규칙에서 기능적 의존성을 추출하여 후보 키와 속성을 유추한다.
• 발견된 의존성을 정규화하여 3NF 스키마를 생성한다.
• 최종 스키마가 정규화 및 의존성 유지 여부를 검증한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 연관 규칙 마이닝이 레거시 데이터베이스 인스턴스에서 정규화된 개념적 스키마를 효과적으로 복원할 수 있는가?
• RQ2 역설계 과정에서 연관 규칙의 지수적 증가 문제를 어떻게 완화할 수 있는가?
• RQ3 제안된 방법이 사전 문서화 없이 3NF 준수 스키마를 얼마나 잘 생성하는가?
• RQ4 규칙 필터링 히وري스틱스는 확장성 향상과 노이즈 감소에 얼마나 효과적인가?
• RQ5 이 방법은 최소한의 인간 간섭으로 실제 기업용 데이터베이스에 적용 가능한가?

주요 결과

• 제안된 방법은 사전 문서화 없이도 데이터베이스 인스턴스에서 3NF 준수 개념적 스키마를 성공적으로 재구성한다.
• 규칙 필터링 히وري스틱스는 후보 규칙 수를 크게 감소시켜 계산 효율성을 향상시킨다.
• 실제 데이터로부터 의미 있는 기능적 의존성을 복원하는 데 있어 이 방법의 타당성이 입증된다.
• 생성된 스키마는 기업 응용 프로그램에서 일반적으로 사용되는 정규화 원칙을 유지한다.
• 문서가 누락된 경우 레거시 데이터베이스 유지보수를 위한 실용적인 대안을 제공한다.
• 실제 세계의 데이터베이스 인스턴스에 적용한 결과, 일관된 스키마 복원이 이루어져 기술이 검증되었다.