Institut für Informatik Betriebliche Informationssysteme Oxana Krieger Yuliya Grinshteyn1 RDF Query Languages Oxana Krieger Yuliya Grinshteyn

Oxana Krieger Yuliya Grinshteyn 1

Institut für InformatikBetriebliche Informationssysteme

RDF Query Languages

Oxana KriegerYuliya Grinshteyn


RDF AnfragesprachenInstitut für InformatikBetriebliche Informationssysteme

1. SQL/OQL- basierte Sprachen RQL RDQL: praktische Anwendung von Anfragen SeRQL

2. Regelbasierte Sprachen Triple Versa N3

3. Vergleich von Anfragesprachen

Übersicht

Gliederung



RDF Query Language (RQL)The First Declarative Language for uniformly querying RDF schemas and resource descriptions (Forth Institute of Computer Science)

Eigenschaften:• RQL basiert auf den Graphenmodell von RDF :

- bietet Eigenschaften für die Navigation auf dem Graph und Auswahl bestimmten Kanten und Knoten für weitere Abfragen.

• RQL folgt einer SQL / OQL-artigen Syntax :

- select-from-where Anfragen

SQL/OQL- basierte Anfragesprachen



Supports von RQL• XML Schema Datentypen

- Filterung von wörtlichen Werten• RDF Schema :

- insbesondere die durch (subClassOf, subPropertyOf) definierten Relationen von Klassen und Properties

• Quantification iterators- EXISTS, FORALL

• Aggregatfunktionen (count …)- Extrahieren der Statistik

• Namespace Abkürzungsmechanismus- Bsp :using namespace

vCard = <http://www.w3.org/2001/vcard-rdf/3.0#>

RQL Sprachenübersicht


RDF AnfragesprachenInstitut für InformatikBetriebliche InformationssystemeRQL Sprachenübersicht

Variablen• Variablen werden per Namen identifiziert

• Namen der Variablen : Var1, var_1 • Variablen von Prädikaten fangen mit dem Präfix @ an

-Beispiel: @p• Variable von schema classes fangen mit dem Präfix $ an

-Beispiel: $s

Operatoren• Logische Operatoren:

AND, OR, NOT• Vergleichsoperatoren:

<, <=,= , >= , >, !=



Path expressions (Pfad-Ausdrücke) • werden in der „from“-Klausel verwendet

- RQL: from {X} @P {Y} • Knoten und Kanten können Variable, URIs du Literalen sein

- RQL: {PAINTER} cult:paints {PAINTING} • Ein Knoten kann leer sein, wenn sein Wert unwichtig ist

- RQL: {PAINTER} cult:paints . cult:technique {TECH}• Pfad-Ausdrücke können aus mehreren Trippeln bestehen:

{Person} foo:worksFor {Company}. rdf:type{foo:ITCompany}

foo:ITCompanyCompanyPersonfoo:worksFor rdf:type



SELECT – FROM – WHERE Query• SELECT gibt an, welche Anfragevariablen in welcher Ordnung

im Anfrageergebnis ausgegeben werden sollen- „*“ werden alle Variablen ausgegeben, Ordnung kann

nicht bestimmt werden• FROM enthält Pfad-Ausdrücke, definiert Pfade im RDF-Graphen• WHERE ist optional, kann zusätzlich boolesche

Einschränkungen auf den Werten in den Pfad-Ausdrücken (from) enthalten

Beispielselect X, @P // X - Subjektfrom {X} @P {Y} // @P - Prädikatwhere Y like "Pablo" // Y - Objekt


RDF AnfragesprachenInstitut für InformatikBetriebliche InformationssystemeRDQL Sprachenübersicht

RDF Data Query Language (RDQL)has been implemented in a number of RDF systems for extracting information from RDF graphs (W3C)

Eigenschaften: • definiert einen Mustergraphen , der mit dem RDF-Graphen

verglichen wird und eine Menge von übereinstimmenden Teilgraphen zurückliefert.

• SQL / OQL-artigen Syntax :- select-from-where Anfragen

• Status W3C Submission• Entwicklung von HP



Supports• Namespace Abkürzungsmechanismus• model-level access mechanism

Namespaces • Syntax: “ using … for“ Klausel am Ende der Query

Bsp.: USING info FOR <http://somewhere/peopleInfo#>

Variablen• Variablen werden per Namen identifiziert• Namen der Variablen fangen mit dem Präfix „?“ an

Bsp.: ?resource, ?fName

URIs• URIs werden in „<> “ quotiert Beispiel: WHERE (?x, <http://www.w3.org/2001/vcard-rdf/3.0#FN>, ?fName)



Muster Graph • werden in der „where“-Klausel verwendet WHERE (?y, <http://www.w3.org/2001/vcard- rdf/3.0#Family>, "Smith") •Pfade

(?Person, <foo:worksFor> ,?Company),

(?Company, <rdf:type>, foo:ITCompany) • Knoten und Kanten können Variable, URIs du Literalen sein

- Bespiel: (?PAINTER, cult:paints ,?PAINTING)

?Person ?Company

foo:worksFor

rdf:type foo:ITCompany



SELECT – FROM – WHERE Query• SELECT gibt an, welche Anfragevariablen im Anfrageergebnis

ausgegeben werden sollen.• FROM spezifiziert die zu untersuchenden Modelle anhand von

URIs (kaum benutzt)• WHERE wird gefolgt von einer Liste konjunktiv verbundener

Triple-Muster. Diese Muster werden mit allen Trippeln, die im Modell enthalten sind, verglichen und übereinstimmende Tripel in einer Ergebnismenge gesammelt.

• AND gibt Bedingungen für den Gütigkeitsbereich von Variablen an.

• USING ermöglicht zur Verbesserung der Übersichtlichkeit der Anfrage die Einführung von Platzhaltern..

- Beispiel:

SELECT ?resource WHERE (?resource, <info:age>, ?age) AND ?age >= 24 USING info FOR <http://somewhere/peopleInfo#>


RDF AnfragesprachenInstitut für InformatikBetriebliche InformationssystemePraktische Anwendung RDQL Anfragen

• SELECT ?x, ?fname WHERE (?x, <http://www.w3.org/2001/vcard-rdf/3.0#FN>, ?fname)

• SELECT ?givenName

WHERE (?y, <http://www.w3.org/2001/vcard-rdf/3.0#Family>, "Smith"), (?y, <http://www.w3.org/2001/vcard-rdf/3.0#Given>, ?givenName)

• (alternativ zu 1). SELECT ?x WHERE (?x, <vCard:FN>, "John Smith")

USING vCard FOR <http://www.w3.org/2001/vcard-rdf/3.0#>

?x ?fname

http://www.w3.org/2001/vcard-rdf/3.0#FN

?y

Smith

?givenName

http://www.w3.org/2001/vcard-rdf/3.0#Family

http://www.w3.org/2001/vcard-rdf/3.0#Given



• SELECT ?resource, ?givenName WHERE (?resource, <http://www.w3.org/2001/vcard-rdf/3.0#N>, ?z) ,

(?z, <http://www.w3.org/2001/vcard-rdf/3.0#Given>, ?givenName)

• SELECT ?resource WHERE (?resource, <info:age>, ?age) AND ?age >= 24

USING info FOR <http://somewhere/peopleInfo#>

?resource ?ageinfo:age

?resource ?z ?givenName

http://www.w3.org/

2001/vcard-rdf/3.0#N

http://www.w3.org/2001/

vcard-rdf/3.0#Given



• SELECT ?resource, ?familyName WHERE (?resource, <info:age>, ?age) , (?resource, <vCard:N>, ?y) , (?y, <vCard:Family>, ?familyName) AND ?age >= 24 USING info FOR <http://somewhere/peopleInfo#> , vCard FOR <http://www.w3.org/2001/vcard-rdf/3.0#>

?resource ?age

?y

info:age

v:Card:N ?familyNamevCard:

Family


RDF AnfragesprachenInstitut für InformatikBetriebliche InformationssystemeSeRQL

Sesame RDF Query Language (SeRQL)A new RDF/RDFS query language that is currently being developed by Aduna as part of Sesame (SeRQL munuel)

Eigenschaften: • vereinigt beste Eigenschaften der anderen Anfragen-Sprachen ( RQL, RDQL, N-Triples, N3 ) und fügt ihre eigene hinzu• Graph Transformation. • Ausdrucksvolle Pfad-Ausdruck-Syntax. • Optional Pfad Matching. • Folgt einer SQL / OQL-artigen Syntax:

- select-from-where Anfragen

Supports:• RDF Schema Support. • XML Schema Datentyp Support


RDF AnfragesprachenInstitut für InformatikBetriebliche InformationssystemeSeRQL Sprachenübersicht

Literalen• Bestehen aus 3 Teilen : Label, language tag ,Datentyp • Beispiele:

• "foo" • "foo"@en• "<foo/>"^^<http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-

ns#XMLLiteral> Variablen

• Variablen werden mit Namen identifiziert• Zeichen „_“, „.“, „-“ sind erlaubt• Beispiel für Namen der Variablen:

- Var1, _var2- unwise.var-name_isnt-it

URI• URIs werden in „<> “ quotiert

- <http://www.openrdf.org/index.html>



Path expressions (Pfad-Ausdrücke)

• Knoten und Kanten können Variable, URIs du Literalen sein

Bespiel: {PAINTER} cult:paints {PAINTING}

• Grundlegende Pfad-Ausdrücke:

SeRQL: {Person} foo:worksFor {Company} rdf:type {foo:ITCompany}

oder {Person} foo:worksFor {Company}, {Company} rdf:type {foo:ITCompany}


RDF AnfragesprachenInstitut für InformatikBetriebliche InformationssystemeSeRQL: Pfad-Ausdrücke

• Multi-value Knoten1. Variante:

{subj1} pred1 {obj1, obj2, obj3}

oder {subj1} pred1 {obj1}, {subj1} pred1 {obj2}, {subj1} pred1 {obj3}

2. Variante: - {subj1, subj2, subj3} pred1 {obj1}

3. Variante: {first} pred1 {middle1, middle2} pred2 {last}


RDF AnfragesprachenInstitut für InformatikBetriebliche InformationssystemeSeRQL: Sprachenübersicht

Path expressions (Pfad-Ausdrücke) Zweige

{subj1} pred1 {obj1}; pred2 {obj2}

oder {subj1} pred1 {obj1}, {subj1} pred2 {obj2}

• optionale Pfad Ausdrücke:{Person} person:name {Name};

person:age {Age}; [person:email {EmailAddress}]



Query SELECT Query

- gibt Menge der Anfragevariablen in vorgegebener Ordnung

- select from where Notation - Bsp: SELECT O, S FROM {S} rdfs:label {O}

CONSTRUCT Query- gibt Menge Trippeln zurück- constuct from where Notation - Bsp.: CONSTRUCT {Parent} foo:hasChild {Child} FROM {Child} foo:hasParent {Parent}


RDF AnfragesprachenInstitut für InformatikBetriebliche InformationssystemeRegelbasierte Sprache TRIPLE

TRIPLEvereinigt in sich eine Anfrage-Sprache und eine Sprache von Regeln

Supports:- Ressourcen & Namespaces, Abkürzungen- Models ( Reihe von RDF Statements)- Reification - Regeln- Transformationen

Sprachenübersicht:• Syntaktische Erweiterung der Hornlogik • Syntaktisch ähnlich der F-Logik :

- subject[predikate object] (“molecule”).


RDF AnfragesprachenInstitut für InformatikBetriebliche InformationssystemeTRIPLE Sprachenübersicht

• Statements, triples, molecules:

– subject[predicate object]

– subject[p1 o1; p2 o2; ...]– s1[p1 s2[p2 o] ]

• Reification:– stefan[believes <Ora[isAuthorOf homepage]> ]

• Logische Formeln:– usual logical connectives and quantifiers: – alle Variablen werden über (oder ) eingeführt



• Clauses:– Fakt: s[p1 o1; p2 o2; ...].– Regel: X s1[p1X] s2[p2X] ... .

• Namespace und Resource abbreviations:– rdf := “http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#”.– isa := rdf:subClassOf



Beispiel: Dublin Core Metadata

dc := “http://purl.org/dc/elements/1.0/”.dfki := “http://www.dfki.de/”.

@dfki:documents { dfki:d_01_01 [ dc:title “TRIPLE”; dc:creator “Michael Sintek”; dc:subject RDF; dc:subject triples; ... ]. }

namespace abbreviations

block

fact

dfki:d_01_01

Michael Sintek

RDF triples

TRIPLE

dc:title dc:creator

dc:subject dc:subject

...

FORALL D <- D[dc:subject RDF]@dfki:documents.

rule

Ergebnis: dfki:d_01_01


RDF AnfragesprachenInstitut für InformatikBetriebliche InformationssystemeRegelbasierte Anfragesprache Versa

Versa is a specialized language for addressing and querying an RDF model. It allows traversal of arcs, processing of node contents, and general expression evaluation.

Unterstützt:• boolesche Logik;• set – Operationen; • transitive Operationen; • das Stringvergleich;

Datentypen:• Ressource

spam:eggs @“http: // rdfinference.org“

• String• Number• Boolean



Versa Query Structure• Query• Traversal and filter expressions

- Forward traversal and filter expressions- Backward traversal expressions

Forward traversal operatorlist-expression - list-expression -> boolean-expression

return Liste von Objekten

Forward filter operatorlist-expression - list-expression |-> boolean-expression

return Liste von Subjekten



An illustration of the workings of a traversal expression

type(t1) – p1->contains(„b“) type(t1) – p1->contains(„b“)

type(t1) – p1->contains(„b“)



all() - dc:date -> *

Ergebnis:

<List>

<String>2001-03-04</String> </List>

all() - dc:date -> contains("-03-")

Ergebnis:<List> <String>2001-03-04</String> </List>

all() |- dc:date -> contains("-03-") Ergebnis:<List> <Resource> http://rdfinference.org/ril/issue-tracker/i2001030423</Resource></List>



Backward traversal expression: Form : list <- list - boolean

<List><Resource> http://rdfinference.org/ril/issue-tracker/i2001030423</Resource></List>

"2001-03-04" <- dc:date - *

("2001-03-04" <- dc:date - *) - dc:title -> * <List><String>Unnecessary abbreviation</String></List>


RDF AnfragesprachenInstitut für InformatikBetriebliche InformationssystemeRegelbasierte Anfragesprache N3

Notation3 (N3) provides a text-based syntax for RDF. Therefore the data model of N3 conforms to the RDF data model. Additionally, N3 allows to dene rules, which are denoted using a special syntax. Such rules, whilst not a query language per se, can be used for the purpose of querying.

Unterstützt:• Namespace Abkürzungsmechanismus

@prefix rdfs: <http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#> .

• Aggregatfunktionenz.B. count

• Rekursionen


RDF AnfragesprachenInstitut für InformatikBetriebliche InformationssystemeRegelbasierte Anfragesprache N3

• Namen der Variablen fangen mit dem Präfix „?“ an Bsp.: ?Var

• Statementsubject predicat object

• Mehrere Objekte für ein Subjekt :sub pred1 obj1, pred2 obj2.

• Am Ende der Regel steht immer „ . “ • Markierung von Blanck node durch die eckigen Klammern

Query - Beispiel:?y rdfs:label „foo“=>?y a:QueryResalt. – Gibt alle Ressourcen, die

eine Label „foo“ haben, zurück.


RDF AnfragesprachenInstitut für InformatikBetriebliche Informationssysteme5. Vergleich von Anfragesprachen

RDQL TRIPLE SeRQL Versa N3 RQL

Path Expressions + + + + + +

Optional Path Expressions - - + + ° °

Union - + - + + +

Difference - - - ° - +

Quantification - ° - - - +

Aggregation - - - + + +

Recursion - + - + + °

Reification ° + + ° - °

Collection and Containers ° ° ° ° ° °

Namespace ° - + - + +

Language - - + - - °

Lexical Space + + + + + +

Value Space ° - + - - +


RDF AnfragesprachenInstitut für InformatikBetriebliche Informationssysteme5. Vergleich von Anfragesprachen

• Usecase Namespacez.B. Return all resources whose namespace starts with

„http://www.uni-leipzig.de/“.

• Usecase Language:<acm:Topic

rdf:about="#ACMTopic/Information_Systems/Database_Management"> <rdfs:label xml:lang="en“>Database Management</rdfs:label>

<rdfs:label xml:lang="de“>Datenbankmanagement</rdfs:label> <acm:SubTopic

rdf:resource="#ACMTopic/Information_Systems/Database_Management/Languages" />

</acm:Topic>

Return the German label of the topic whose English label is „Database Management“.


RDF AnfragesprachenInstitut für InformatikBetriebliche InformationssystemeQuellen

• Sesame RQL : a Tutorialhttp://www.openrdf.org/doc/rql-tutorial.html

• Jena Tutorial – RDQLhttp://www.hpl.hp.com/semweb/doc/tutorial/RDQL/

• The SeRQL query language(manual) http://www.openrdf.org/doc/users/ch06.html

• RDF Query using Versa http://www-106.ibm.com/ developerworks/xml/library/x- think10/index.html#1

• TRIPLE – A Query, Inference and Transformation Language

http://www.dfki.uni-kl.de/frodo/triple/iswc2002/TripleReport.pdf

• Notation 3 http://www.w3.org/DesignIssues/Notation3.html

• Comparison of Query Languages http://www.aifb.uni-karlsruhe.de/WBS/pha/rdf-query/

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