Reescrita de Consultas em Federações de Dados Interligados usando uma Abordagem pay-as-you-go para a Descoberta de Correspondências

Reescrita de Consultas em Federações de
Dados Interligados usando uma Abordagem
pay-as-you-go para a Descoberta de
Correspondências
Danusa Ribeiro
drbc@cin.ufpe.br
Orientadora: Bernadette Farias Lóscio
bfl@cin.ufpe.br

Nível: Mestrado
Ano de Ingresso no programa: 2012
Época esperada de conclusão: Março de 2014

Workshop de Teses e Dissertações – SBBD 2012

Agenda
 Introdução

 Motivação

 Caracterização da Contribuição

 Trabalhos Relacionados

 Estado Atual do Trabalho

 Referências

2

Introdução

3

Introdução

• Um dos principais desafios em Sistemas para
Integração de Dados são:

 Reescrita de consultas

4

Introdução
Um componente fundamental para a reescrita
de consultas é conjunto de mapeamentos entre
o esquema de mediação e os esquemas locais
Q

Esquema
de
Mediação

Q + M1 Q + M2 Q + M3
Q’ Q’’ Q’’’

A B C

5

Introdução

Atualizado em Setembro de 2011
http://richard.cyganiak.de/2007/10/lod/

6

Introdução

• Arquiteturas de Aplicações LD
 Centralizada

 Navegação entre links

 Federada

7

Objetivos

Objetivo Geral: propor uma solução para o problema de reescrita de consultas
em federações de conjuntos de dados interligados (Linked Data).

Objetivos Específicos:
 Especificação de um processo pay-as-you-go para a geração de
correspondências

 Especificação de um processo para reescrita de consultas em
federações de dados interligados

 Desenvolvimento de um protótipo com funcionalidades para a
extração de termos de uma consulta, reescrita de consulta e
apresentação dos resultados

8

Definições Preliminares

• Federação de dados interligados I = {S, M, C} onde:
 S = {s1,...,sn}: conjunto de conjuntos de dados interligados

 M: esquema de mediação

 C = {c1,...,cn}: um conjunto de correspodências entre M e
cada um dos conjuntos de dados

9

Definição do Problema

Dada uma federação de dados interligados I = {S, M, C}, estamos
interessados em propor uma solução para o seguinte problema:

dada uma consulta Q submetida em I de acordo com o esquema
de mediação M, como decompor Q em uma ou mais consultas a
serem executadas sobre um ou mais conjuntos de dados si
considerando que nem todas as correspondências necessárias
para a reescrita de Q estão disponíveis em C ?

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Visão Geral da Abordagem
Consulta Q
Extração de Mediador
Termos
Ontologia de
Mediação
Visualização
Busca de Geração de Novas dos Resultados
Correspondências Correspondência

Repositório de
Correspondências Geração de Integração dos
Subconsultas Resultados

Federação de Dados
Ontologia Local I Ontologia Local II Ontologia Local N
Interligados
SPARQL SPARQL SPARQL
Endpoint Endpoint Endpoint

RDF RDF RDF

11

Caracterização da Contribuição

• Correspondências entre o esquema de mediação e os conjuntos
de dados
 Pay-as-you-go

 As correspondências necessárias para o processo de
reescrita de uma consulta Q serão identificadas no
momento da execução da consulta e de acordo com as
propriedades que estão sendo consultados por Q

12

<owl:Class rdf:ID="Person">
<rdfs:subClassOf rdf:resource="#Legal-Agent"/>
<rdfs:subClassOf rdf:resource="&support;Tangible-Thing"/>
<rdfs:isDefinedBy rdf:resource="&base;"/>
</owl:Class>
<owl:DatatypeProperty rdf:ID="full-name">
<rdfs:domain rdf:resource="#Person"/> DBLP

<rdf:Property rdf:about=“http://xmlns.com/foaf/0.1/surname”
rdfs:label="Surname”>
<rdfs:domain rdf:resource="http://xmlns.com/foaf/0.1/Person"/>
<rdfs:range rdf:resource="http://www.w3.org/2000/01/rdf-
schema#Literal"/>
<rdfs:isDefinedBy rdf:resource="http://xmlns.com/foaf/0.1/"/>
</rdf:Property> DBpedia
13

</owl:Class>

schema#Literal"/>
14

</owl:Class>

schema#Literal"/>
15

Um exemplo

• Para ilustrar a abordagem proposta:
– Seja I = {S, M, C} uma federação de dados interligados
construída sobre o domínio de dados bibliográficos, onde:

S = {DBLP, ACM, DBpedia}

M = {Ontologia de Mediação}

C =

16

Um exemplo

Classes Propriedades
Publication Identifier, Title, Abstract
Person Name, Biography,
HomePage, Author
University Name, Address, Country

Classes e Propriedades da Ontologia de
Mediação

Ontologia de Mediação

17

Um exemplo

• Seja a consulta q1 : “Retorne os títulos dos artigos publicados
pelo autor Alon Y. Halevy. Além disso, recupere a homepage
do autor bem como uma breve apresentação sobre o mesmo”

SELECT ?title, ?homepage, ?bio
WHERE {
?publication Title ?title .
?publication Author ?author .
?author HomePage ?homepage .
?author Biography ?bio .
?author Name “Alon Y. Halevy” .
}

18

Um exemplo

i. Extração dos termos da consulta
– {Title, Author, HomePage, Biography e Name}

ii. Identificação de correspondências
Ontologia de Mediação ACM DBLP DBpedia
Name akt:full-name akt:full-name dbpedia:name, foaf:surname,
foaf:givenName
Biography - - rdf:comment
HomePage - - foaf:page, foaf:homepage
Title akt:has-title akt:has-title -

19

Um exemplo
Consulta q1 Resultado
PREFIX Binding Value
akt:<http://www.aktors.org/ontology/portal#> 1 ?title Guest Editorial
PREFIX akts: 2 ?title Answering queries using views
iii. Geração de subconsultas (reescrita)
<http://www.aktors.org/ontology/support#> 3 ?title Queries independent of updates
SELECT DISTINCT ?title WHERE { 4 ?title Logic-based techniques in data…
?publication akt:has-title ?title .
?publication akt:has-author ?author . 5 ?title MiniCon: A scalable algorithm …
?author akt:full-name "Alon Y. Halevy".}Limit 5
PREFIX akt: Binding Value
<http://www.aktors.org/ontology/portal#> 1 ?title Equivalence, Query-Reachability …
PREFIX akts: 2 ?title Constraints and Redundancy in…
<http://www.aktors.org/ontology/support#> 3 ?title Exploiting Irrelevance…
SELECT DISTINCT ?title WHERE { 4 ?title Queries Independent of Updates.
?publication akt:has-title ?title .
?publication akt:has-author ?author . 5 ?title Query Optimization by…
?author akt:full-name "Alon Y. Halevy".}Limit 5
PREFIX foaf: <http://xmlns.com/foaf/0.1/> Binding Value
PREFIX dbpedia: <http://dbpedia.org/resource/> 1 ?homepage http://alonhalevy.blogspot.com/
SELECT DISTINCT ?homepage, ?bio WHERE {
?y dbpedia-owl:wikiPageExternalLink ?homepage .
?y rdfs:comment ?bio . ?bio Alon Yitzchack Halevy is..
?y rdf:type foaf:Person .
?y dbpprop:name "Halevy, Alon Y."@en}

20

Um exemplo

iv. Integração dos resultados

Biography Alon Yitzchack Halevy is a renowned Israeli-American
computer scientist and a leading researcher in the area of
data integration. …
HomePage http://en.wikipedia.org/wiki/Alon_Y._Halevy
Title Guest Editorial, Answering queries using views, Queries
independent of updates…

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Trabalhos Relacionados

• [Markis et al. 2012] SPARQL-RW: Transparent Query Access
over Mapped RDF Data Sources
– reescrita de consultas SPARQL
– integrar dados RDF

• [Lee et al. 2010] An intelligent query processing for
distributed ontologies
– reescrita de consultas SPARQL
– Integrar dados Linked Data

22

Próximos Passos

• Especificação dos processos para:
– Extração dos termos da consulta
– Geração de correspondências
– Geração das subconsultas (reescrita)

• Caracterização dos Mapeamentos entre as Múltiplas
Ontologias

• Definição de um cenário para a realização de testes

23

Contribuições

i. Uma metodologia para geração incremental de
correspondências entre ontologias a partir do uso das
propriedades providas por OWL, RDF, RDFS, SKOS

ii. Especificação do processo de reescrita de consultas SPARQL
em federações de conjuntos de dados interligados

iii. Implementação de um protótipo para validação das
abordagens propostas

24

Referências
• [Bizer et al 2009] Bizer C., Heath T., Berners-Lee T. (2009) Linked data -
the story so far. Int. J. Semantic Web Inf. Syst, 2009.
• [Franklin et al. 2005] Franklin, M., Halevy, A., Maier, D. “From Databases to
Dataspaces: A New Abstraction for Information Management”. In: SIGMOD
’05: ACM SIGMOD international conference on Management of Data
(2005).
• [Halevy et al. 2006a] Halevy, A., Rajaraman, A., Ordille, J.: “Data
integration: the teenage years”. In: VLDB’06: 32nd International Conference
on Very Large Data Bases, ACM (2006).
• [Herschel & Heese 2005] Herschel, S., Heese, R. “Humboldt Discoverer: A
Semantic P2P index for PDMS”. In: Proc. of the International Workshop
Data Integration and the Semantic Web, Porto, Portugal, 2005.

25

Referências
• [Lee et al. 2009] Lee, J., Park, J. H., Park, M. J., Chung, C. W., Min, J. K.
(2010). “An intelligent query processing for distributed ontologies”, Journal
of Systems and Software, Volume 83, Issue 1, January 2010, Pages 85-95.
• [Lóscio 2003] Lóscio, B. F. “Managing the Evolution of XML-based
Mediation Queries”. Ph.D. Thesis, Federal University of Pernambuco,
Brazil, 2003.
• [Makris et al. 2012] Makris, K., Bikakis, N., Giodasis, N., Christodoulakis, S.
(2012). “SPARQL-RW: Transparent Query Access over Mapped RDF Data
Sources”. EDBT, 2012., Berlin, Germany.
• [Mendes et al. 2012] Pablo N. M., Hannes, M., Bizer, C. (2012). Sieve:
linked data quality assessment and fusion. In Proceedings of the 2012 Joint
EDBT/ICDT Workshops (EDBT-ICDT '12), ACM, New York, NY.

26

Obrigada!!!
drbc@cin.ufpe.br

Agradecimentos

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