Building a query language for the web of data : efficiency in an open world
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Date
2015
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Abstract
Al consultar bases de datos incompletas es importante tener la posibilidad de extender los resultados cuando hay información adicional disponible. Esta funcionalidad ha sido ampliamente adoptada para consultar la Web Semántica, dado que la información en la Web es inherentemente incompleta. Desafortunadamente, la implementación de esta funcionalidad en SPARQL, el lenguaje recomendado por el World Wide Web Consotrium (W3C) para consultar datos en la Semantic Web, trae consigo algunos efectos negativos. Dos de los más importantes son un incremento en la complejidad de evaluar consultas, y un conflicto entre SPARQL y el supuesto de mundo abierto. Diferentes caminos han sido tomados para arreglar estos problemas, de los cuales el más adoptado ha sido restringir SPARQL a patrones bien-diseñados. Sin embargo, aun sigue abierto el problema de determinar si éste es el enfoque correcto en términos de complejidad de evaluación y poder expresivo. El punto de partida de esta tesis el estudio de las propiedades fundamentales que debiese satisfacer un lenguaje de consultas para la Web Semántica, en particular considerando que la información es incompleta.Para esto, investigamos las técnicas que han sido desarrolladas en la lógica de primer orden para caracterizar sintácticamente propiedades semánticas. Luego presentamos un marco teórico que nos permite aplicar estas técnicas al caso de SPARQL, definiendo lenguajes que resultan naturales para capturar las propiedades deseadas. También estudiamos las propiedades computacionales de estos lenguajes para entender su aplicabilidad en implementaciones del mundo real. Lo primero que hacemos es mostrar que los enfoques adoptados anteriormente no son suficientes para conciliar la semántica de SPARQL con el hecho de que la información en la Web es incompleta. Luego definimos un nuevo operador para obtener información opcional, el cual nace naturalmente de las técnicas que estudiamos en lógica de primer orden. Este operador nos permite definir fragmentos de SPARQL con buenas propiedades en términos de poder expresivo y complejidad de evaluación. Luego, nos enfocamos en consultas SPARQL de tipo CONSTRUCT, que son aquellas que generan como resultado el mismo tipo de estructuras que reciben como entrada (grafos RDF). Bajo este fragmento somos capaces de definir un lenguaje de consultas que es simple y a la vez captura las nociones semánticas de interés. Por último, mostramos que este lenguaje presenta, sorprendentemente, una menor complejidad de evaluación que los fragmentos que han sido presentados anteriormente.
Description
Tesis (Doctor in Engineering Sciences)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2015