Towards a Variability-Aware Logical and Physical Database Design

Le processus de conception des BD ne cesse d'augmenter en complexité et d'exiger plus de temps et de ressources afin de contenir la diversité des applications BD. Rappelons qu’il se base essentiellement sur le talent et les connaissances des concepteurs. Ces bases s'avèrent de plus en plus insuffisantes face à la croissante diversité de choix de conception, en soulevant le problème de la fiabilité et de l'exhaustivité de cette connaissance. Ce problème est bien connu sous le nom de la gestion de la variabilité en génie logiciel. S’il existe quelques travaux de gestion de variabilité portant sur les phases physique et conceptuelle, peu se sont intéressés à la phase logique. De plus, ces travaux abordent les phases de conception de manière séparée, ignorant ainsi les différentes interdépendances.Dans cette thèse, nous présentons d'abord la démarche à suivre afin d'adopter la technique des lignes de produits et ce sur l'ensemble du processus de conception afin de (i) considérer les interdépendances entre les phases, (ii) offrir une vision globale au concepteur, et (iii) augmenter l'automatisation. Vu l'étendue de la question, nous procédons par étapes dans la réalisation de cette vision, en consacrant cette thèse à l'étude d'un cas choisi de façon à montrer : (i) l'importance de la variabilité de la conception logique, (ii) comment la gérer en offrant aux concepteurs l'exhaustivité des choix, et la fiabilité de la sélection, (iii) son impact sur la conception physique (gestion multiphase),(iv) l'évaluation de la conception logique, et de l'impact de la variabilité logique sur la conception physique (sélection des vues matérialisées) en termes des besoins non fonctionnel(s) :temps d'exécution, consommation d'énergie voire l'espace de stockage.The evolution of computer technology has strongly impacted the database design process which is henceforth requiring more time and resources to encompass the diversity of DB applications.Note that designers rely on their talent and knowledge, which have proven insufficient to face the increasing diversity of design choices, raising the problem of the reliability and completeness of this knowledge. This problem is well known as variability management in software engineering. While there exist some works on managing variability of physical and conceptual phases, very few have focused on logical design. Moreover, these works focus on design phases separately, thus ignore the different interdependencies. In this thesis, we first present a methodology to manage the variability of the whole DB design process using the technique of software product lines, so that (i)interdependencies between design phases can be considered, (ii) a holistic vision is provided to the designer and (iii) process automation is increased. Given the scope of the study, we proceed step-bystepin implementing this vision, by studying a case that shows: (i) the importance of logical design variability (iii) its impact on physical design (multi-phase management), (iv) the evaluation of logical design, and the impact of logical variability on the physical design (materialized view selection) in terms of non-functional requirements: execution time, energy consumption and storage space