GraFlex - Interactive Graphdatenbank-Evolution und Graphdaten-Transformation

• Antragstellerin: Professorin Dr.-Ing. Meike Klettke
• Fachliche Zuordnung: Datenmanagement, datenintensive Systeme, Informatik-Methoden in der Wirtschaftsinformatik
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 552691270

Wenn Graphdatenbanken als primäres Format für die Datenspeicherung verwendet werden, dann wird das gesamte Ecosystem für die Graphdaten-Verarbeitung benötigt. Insbesondere fehlen derzeit noch Verfahren zur Schemaevolution und Transformation von Graphdaten. In diesem Projekt wollen wir für diese beiden Aufgaben Lösungen entwickeln. Dabei soll eine Evolutionskomponente für Graphdatenbanken erstellt werden, die vergleichbar zu dem „alter table“ von relationalen Datenbanken die Änderung von Strukturen in Graphdatenbanken durchführt. In Graphdatenbanken beinhaltet die Evolution sowohl die implizierten Strukturänderungen innerhalb der Graphdaten als auch die Änderungen von deren expliziten (optionalen) Schemata. Der zu entwickelnden Ansatz soll dabei von Beginn an interaktiv konzipiert werden. Das heißt, im Vergleich zu den sonst ausgeführten Batch-Prozessen der Evolution soll hier ein Human-in-the-Loop Ansatz entwickelt werden, mit dem Benutzer:innen informierte Entscheidungen treffen und die Evolution dadurch definieren und steuern können. Um das zu ermöglichen, soll im Programm auch eine Vorab-Abschätzung der Änderungen visualisiert sowie ein Preview-Verfahren für die Evolution in Graphen entwickelt werden. Die Methode soll anschließend zu allgemeinen Graphdaten-Transformationen verallgemeinert werden. Diese werden zum Beispiel dann benötigt, wenn in einer Wissenschaftsrichtung bestimmte Standards zu bedienen sind oder wenn Graphdatenbanken in vorgegebene Datenformate integriert werden sollen. Dafür soll im Projekt zuerst eine Methode zum Matching zwischen Quell- und Ziel-Schema entwickelt werden, aus der anschließend allgemeine Transformationsoperationen (SMOs) abgeleitet werden sollen, im letzten Schritt werden diese eingesetzt, um die Graphdatenbank in die Ziel-Struktur zu transformieren. Ebenso wie beim ersten Thema soll auch dieser Prozess von Beginn an interaktiv konzipiert werden, so dass er sowohl für Informatiker:innen als auch Anwendungsexpert:innen leicht anwendbar wird. Damit wollen wir für beide Aufgaben (Evolution und Transformation von Graphdatenbanken) die bisher noch nicht verfügbare Methoden konzeptionell entwickeln sowie in Tools prototypisch implementieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen