RDF és SPARQL

Felhasznált anyagok Marcelo Arenas, Claudio Gutierrez, Jorge Peréz: RDF and SPARQL: Database Foundations (bemutató) Claudio Gutierrez, Carlos Hurtado, Alberto O. Mendelzon: Foundations of Semantic Web Databases. PODS Marcelo Arenas, Claudio Gutierrez, Jorge Peréz: Semantics and Complexity of SPARQL. ACM Transactions on Databases SPARQL Query Language for RDF. W3C Recommendation 2008.

RDF RDF (Resource Description Framework), azaz az RDF segítségével világunk entitásaival (általában a weben található erőforrások) kapcsolatosan fogalmazhatunk meg állításokat. W3C Semantic Web Activity „munkacsoport” dolgozta ki, február 14-én lett szabvány. Legalább háromféleképpen lehet reprezentálni:  gráfokkal,  XML,  Notation3 (szintén a W3C vezette be), ehhez szorosan kapcsolódik a Turtle, aminek a jelöléseit részben a SPARQL is használja. A Turtle (Terse RDF Triple Language) az RDF gráfokat tömör formában adhatók meg, számos rövidítéssel és szintaktikai édesítőszerrel. Jó bevezető:

RDF példa (XML) W3Schools Jan Egil Refsnes

Turtle :. :book1 dc:title "SPARQL Tutorial".

RDFS

Reifikáció

Formálisan az RDF… Egy RDF gráf szókészlete: a benne szereplő URI-k és literálok halmaza, univerzuma a szókészlet és az üres pontok h.-nak uniója.

Interpretáció, ekvivalencia

Homomorfizmus RDF gráfok között

Következés (nincs RDF séma) Ha az üres pontok száma rögzített, a probléma P-beli.

Következés RDFS szókészlettel I. Az alábbi gráfok ekvivalensek, mégsem létezik homomorfizmus G 1 -ről G 2 -re, vagy G 3 -ról G 1 -re.

Dedukciós szabályok

Dedukciós rendszer helyes és teljes

RDF gráf lezárása

Példa RDF gráf lezárására

Következés RDFS szókészlettel II.

Az RDF gráfok magja

RDF gráfok normálformája

Redundancia kiküszöbölése

Példa redundancia kiküszöbölésére

Tételek

SPARQL példa Data "SPARQL Tutorial". Query SELECT ?title WHERE { ?title. }

foaf:. _:a foaf:name "Alice". _:b foaf:name "Bob". Query: PREFIX foaf: SELECT ?x ?name WHERE { ?x foaf:name ?name }

ns:. :book1 dc:title "SPARQL Tutorial". :book1 ns:price 42. :book2 dc:title "The Semantic Web". :book2 ns:price 23. Query: PREFIX dc: PREFIX ns: SELECT ?title ?price WHERE { ?x ns:price ?price. FILTER (?price < 30.5) ?x dc:title ?title. }

rdf:. _:a rdf:type foaf:Person. _:a foaf:name "Alice". _:a foaf:mbox. _:b rdf:type foaf:Person. _:b foaf:name "Bob". Query: PREFIX foaf: SELECT ?name ?mbox WHERE { ?x foaf:name ?name. OPTIONAL { ?x foaf:mbox ?mbox } }

ns:. :book1 dc:title "SPARQL Tutorial". :book1 ns:price 42. :book2 dc:title "The Semantic Web". :book2 ns:price 23. Query: PREFIX dc: PREFIX ns: SELECT ?title ?price WHERE { ?x dc:title ?title. OPTIONAL { ?x ns:price ?price. FILTER (?price < 30) } }

dc11:. _:a dc10:title "SPARQL Query Language Tutorial". _:a dc10:creator "Alice". _:b dc11:title "SPARQL Protocol Tutorial". _:b dc11:creator "Bob". _:c dc10:title "SPARQL". _:c dc11:title "SPARQL (updated)". Query: PREFIX dc10: PREFIX dc11: SELECT ?title ?author WHERE { { ?book dc10:title ?title. ?book dc10:creator ?author } UNION { ?book dc11:title ?title. ?book dc11:creator ?author } }

Queries: PREFIX foaf: SELECT ?name FROM WHERE { ?x foaf:name ?name } PREFIX : PREFIX foaf: PREFIX xsd: SELECT ?name WHERE { ?x foaf:name ?name ; :empId ?emp } ORDER BY DESC(?emp) PREFIX foaf: SELECT DISTINCT ?name WHERE { ?x foaf:name ?name }

Queries: PREFIX foaf: SELECT ?name WHERE { ?x foaf:name ?name } ORDER BY ?name LIMIT 5 OFFSET 10 PREFIX foaf: PREFIX vcard: CONSTRUCT { vcard:FN ?name } WHERE { ?x foaf:name ?nam e } PREFIX foaf: ASK { ?x foaf:name "Alice" }

xsd:. _:a foaf:givenName "Alice". _:b foaf:givenName "Bob". _:b dc:date " T04:04:04Z"^^xsd:dateTime. Query: PREFIX foaf: PREFIX dc: PREFIX xsd: SELECT ?name WHERE { ?x foaf:givenName ?givenName. OPTIONAL { ?x dc:date ?date }. FILTER ( bound(?date) ) }

Formalizálás kezdetei

Szintaxis

Leképezések, szemantika

Kompatibilis leképezések

Leképezés halmazok közötti műveletek

Szemantika I.

Szemantika II.

Példák Data:

Eltérések a W3C szabványtól Halmaz szemantika, multihalmaz szemantika helyett.

Kiértékelés, együttes komplexitás

AND, FILTER

AND, FILTER, UNION

AND, FILTER, OPT

AND, UNION, OPT

Kiértékelés, adat komplexitás

Normálforma

Jól-tervezett gráf minták I. „Rosszul tervezett” kérdés:

Jól-tervezett gráf minták II.

Első fontos tulajdonság I. Ha törlünk egy OPT feltételt, azt várjuk, hogy nem nő a a megoldások száma. Ám ez nincs mindig így:

Első fontos tulajdonság II.

Első fontos tulajdonság III.

Második fontos tulajdonság

coNP-teljesség

Optimalizáció I.

Optimalizáció II.

Questions?