Executive Secretary

III International Symposium on “Generation and Transfer of Knowledge for Digital Transformation

SITIC 2025

FORMALIZATION OF SEMANTIC OPERATORS FOR BINARY INTEGRATION OF CONCEPTUAL DATABASE SCHEMAS

Set Favorite

Abstract

• Problem: Structural and semantic heterogeneity in distributed database conceptual schemas hinders effective information integration. Current methods lack semantically formalized operators that automate conflict resolution during the integration process.

• Objective(s): To formalize a set of semantic operators based on automatic correspondences to facilitate binary integration of heterogeneous conceptual schemas.

• Methodology: A formal framework based on semantic correspondence analysis is developed, establishing five types of relationships between schema elements: equivalence, generalization, intersection, integrable disjunction, and non-integrable disjunction. Three main operators (Fusion, Subset, Generalization) are defined with formal semantic specification and conflict resolution algorithms.

• Results and discussion: Three operators were mathematically formalized that automatically resolve structural and nomenclature conflicts. Validation through case studies demonstrates significant reduction in manual designer intervention and preservation of original semantics.

• Conclusions: The proposed operators provide a formal basis for automating conceptual schema integration, reducing algorithmic complexity and improving semantic consistency of the resulting schema.

Resumen

• Problemática: Existe heterogeneidad estructural y semántica en esquemas conceptuales de bases de datos dificulta la integración efectiva de información. En ocasiones, es necesario integrar diferentes percepciones de usuarios disponibles en diversas fuentes de datos para responder a solicitudes de más alto nivel. Los métodos actuales carecen de operadores semánticamente formalizados que automaticen la resolución de conflictos durante el proceso de integración y se requieren herramientas computacionales que simplifiquen el proceso de integración de esquemas conceptuales de bases de datos.

• Objetivo(s): Formalizar un conjunto de operadores semánticos basados en correspondencias automáticas para facilitar la integración binaria de esquemas conceptuales heterogéneos.

• Metodología: Se desarrolla un marco formal basado en análisis de correspondencia semántica que establece cinco tipos de relaciones entre elementos de esquemas: equivalencia, generalización, intersección, disyunción integrable y disyunción no integrable. Se definen tres operadores principales (Fusión, Subconjunto, Generalización) con especificación semántica formal y algoritmos de resolución de conflictos.

• Resultados y discusión: Se formalizaron matemáticamente tres operadores que resuelven automáticamente conflictos estructurales y de nomenclatura. La validación mediante casos de estudio demuestra reducción significativa en la intervención manual del diseñador y preservación de la semántica original.

• Conclusiones: Los operadores propuestos proporcionan una base formal para la automatización de la integración de esquemas conceptuales, reduciendo la complejidad algorítmica y mejorando la consistencia semántica del esquema resultante.