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Constraints über RDF-Graphen: Checking und semantische Ausführung von SPARQL-Anfragen.

Subject Area Security and Dependability, Operating-, Communication- and Distributed Systems
Term from 2009 to 2014
Project identifier Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 110980242
 
Final Report Year 2015

Final Report Abstract

Das Umfeld des Projektes ist das vom World Wide Web Consortium (W3C) standardisierte Resource Description Framework (RDF) zusammen mit der ebenfalls vom W3C standardisierten Anfragesprache über RDF-Graphen SPARQL, die eine deklarative auf Graphmustern basierende Anfrageformulierung erlaubt. Thema des Projektes war die Untersuchung der Rolle von Constraints über RDF für eine semantik-basierte Ausführung von Anfragen in SPARQL. Im Projekt wurden allgemeine theoretische Grundlagen für die Überprüfung von Constraints bzgl. eines gegebenen RDF-Datensatzes und für eine auf Constraints basierende semantische Optimierung von SPARQL-Ausdrücken geschaffen. Der bekannte State-of-the-Art wurde um mächtigere hinreichende Bedingungen für die Terminierung des Chase-Algorithmus erweitert. Weiter wurde eine umfassende Optimierungstheorie für die Auswertung von SPARQL-Ausdrücken geschaffen und neue Komplexitätsresultate der Auswertung von SPARQL erarbeitet. Constraints über RDF können in SPARQL-Anfragen übersetzt werden - ein Constraint ist genau dann erfüllt, wenn die entsprechende SPARQL-Anfrage ein leeres Ergebnis liefert. Um eine effiziente Auswertung von SPARQL-Ausdrücken auf massiven RDF-Datensätzen zu erreichen, wurden Cluster-Architekturen für die Auswertung von SPARQL-Ausdrücken untersucht. Es wurden neue Techniken für die Auswertung von Join-Ausdrücken mittels MapReduce erarbeitet und deren Skalierung nachgewiesen. Eine Unterstützung einer interaktiven Anfrageauswertungen innerhalb des Hadoop-Frameworks wurde ebenfalls untersucht und demonstriert, dass im Vergleich zu MapReduce-basierten Verfahren erhebliche Effizienzgewinne realisiert werden können. Zur Formulierung von RDF-Constraints wurde eine eigene Constraintsprache entwickelt und ein Prototyp für das Überprüfen von Constraints implementiert. Der Prototyp ist als Download frei verfügbar.

Publications

  • Foundations of SPARQL query optimization, in Proceedings of the 13th International Conference on Database Theory, Lausanne, Switzerland, 2010
    Michael Schmidt, Michael Meier and Georg Lausen
  • Semantic query optimization in the presence of types, in Proceedings of the Twenty-Ninth ACM SIGMOD- SIGACT-SIGART Symposium on Principles of Database Systems, PODS, Indianapolis, Indiana, USA, 2010
    Michael Meier, Michael Schmidt, Fang Wei and Georg Lausen
  • Map-Side Merge Joins for Scalable SPARQL BGP Processing, in Proceedings of the 5th IEEE International Conference on Cloud Computing Technology and Science, CloudCom 2013, Bristol, United Kingdom, December 2-5, 2013
    Martin Przyjaciel-Zablocki, Alexander Schätzle, Eduard Skaley, Thomas Hornung and Georg Lausen
  • RDF Constraint Checking, in Proceedings of the Workshops of the EDBT/ICDT 2015 Joint Conference (EDBT/ICDT), Brussels, Belgium, 2015
    Peter M. Fischer, Georg Lausen, Alexander Schätzle and Michael Schmidt
 
 

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