Intégration des systèmes d’information dirigée par les linked data

Abstract

الملخص (بالعربية) : يعد دمج SPARQL و RDF مع RDBMs أمرًا بالغ الأهمية لاعتماد تقنيات الويب الدلالية في المؤسسة. تنعكس هذه الأهمية في إنشاء معيار R2RML لتعيين RDB-to-RDF ، وفي جميع الأبحاث التي تركز على ترجمة استعلامات SPARQL إلى SQL فعالة عبر RDBMs عن طريق التعيينات. غالبًا ما عانت التقنيات السابقة في تنفيذ استعلامات سباركل عبر RDBMS من المشكلات التي حدت من استخدامها في الممارسة العملية. تفترض بعض التقنيات مخططًا علاقيًا ثابتًا ولا تدعم لغات الخرائط العامة ؛ ينشئ البعض الآخر استعلامات SQL معقدة لا تعمل بشكل جيد. يُعرف الوصول إلى البيانات المستندة إلى علم الوجود (OBDA) بأنه نهج شائع لمعالجة هذه المشكلات ، ويسمح بالاستعلام عن مصادر البيانات العلائقية من خلال الانطولوجيا ، ويتم توصيل الأخير بمصادر البيانات من خلال المواصفات التصريحية المقدمة من حيث التعيينات التي تتعلق بالرموز في الأنطولوجيا (الفئات والخصائص) إلى (SQL) وجهات النظر على البيانات. تعرض الأنطولوجيا مع التعيينات رسم بياني RDF افتراضي ، والذي يمكن الاستعلام عنه باستخدام SPARQL. يمكن تحقيق هذا الرسم البياني RDF ، وإنشاء عناصر RDF لاستخدامها مع RDF triplestores ، أو بدلاً من ذلك يمكن الاحتفاظ به افتراضيًا والاستعلام عنه فقط أثناء تنفيذ الاستعلام. نحن مهتمون باستعلامات SPARQL التي تحتوي على أنماط اختيارية متداخلة مقدمة للتعامل مع المعلومات المفقودة. نتناول في هذه الأطروحة كيف يمكن تقييم استعلامات SPARQL ذات الأنماط الاختيارية المتداخلة بكفاءة في نظام RDBMS ، واقتراح حل يعتمد على تحسين SPARQL Algebra. نقدم أيضًا تقييمًا مقارنًا لمقترحاتنا لنظام Ontop ، والذي يعتبر الأكثر كفاءة في إعادة الكتابة. الكلمات الرئيسية: الويب الدلالي ,قاعدة بيانات, الأنطولوجيا, البيانات المرتبطة SQL, SPQRAL, ---------------------------------------------- Résumé (en Français) :

L’intégration de SPARQL et RDF avec les SGBDRs est cruciale pour l’adoption des technologies du Web sémantique en entreprise. Cette importance se reflète dans la création du standard R2RML pour faire le mapping RDB-to-RDF, et dans toutes les recherches axées sur la réécriture des requêtes SPARQL-to-SQL au moyen de mappings. Les approches proposées sur l’exécution de requêtes SPARQL sur SGBDRs souffraient souvent de problèmes qui limitaient leur utilisation dans la pratique. Certaines techniques supposent un schéma relationnel fixe et ne prennent pas en charge les langages de mapping ; d’autres génèrent des requêtes SQL complexes qui ne fonctionnent pas bien. Ontology-Based Data Access (OBDA) est connu comme une approche populaire pour résoudre ces problèmes et permet d’interroger les sources de données relationnelles via une ontologie, cette dernière est connectée aux sources de données via une spécification déclarative donnée en termes de mappings qui relient les symboles de l’ontologie (classes et propriétés) aux vues (SQL) sur les données. L’ontologie avec les mappings expose un graphe RDF virtuel, qui peut être interrogé à l’aide de SPARQL. Ce graphe RDF peut être matérialisé, générant des triplets RDF à utiliser dans les triplestores RDF, ou bien il peut être conservé virtuel et interrogé uniquement pendant l’exécution de la requête. Nous sommes intéressés par les requêtes SPARQL contenant les patterns de type optionnels imbriqués introduits pour traiter les informations manquantes. Nous abordons dans cette thèse comment les requêtes SPARQL avec l’optionnels imbriqués peuvent être efficacement évaluées dans un SGBDR, en proposant une solution basée sur l’optimisation de l’algèbre SPARQL. Nous présentons également une évaluation comparative de notre proposition au système Ontop, qui est considéré comme le plus efficace dans la réécriture. Les mots clés : Web Sémantique, Ontologie, BDDR, SQL, Linked Data, SPARQL, Mapping.

---------------------------------------------- Abstract (en Anglais) : The integration of SPARQL and RDF with RDBMs is crucial for the adoption of Semantic web Technologies in enterprise. This importance is reflected in the creation of the R2RML standard for mapping RDB-to-RDF, and in all the research focused towards translating SPARQL queries into efficient SQL over RDBMs by means of mappings. Previous techniques on execution of SPARQL queries over RDBMS often suffered from problems that limited their use in practice. Some techniques assume a fixed relational schema and do not support general mapping languages; others generate complex SQL queries that do not perform well. Ontology-Based Data Access (OBDA) is known as a popular approach for tackling these issues, and allows for querying relational data sources through an ontology, the later is connected to the data sources through a declarative specification given in terms of mappings that relate symbols in the ontology (classes and properties) to (SQL) views over the data. The ontology with the mappings expose a virtual RDF graph, which can be queried using SPARQL. This RDF graph can be materialized, generating RDF triples to be used with RDF triplestores, or alternatively it can be kept virtual and queried only during query execution. We are interested in SPARQL queries containing the nested optional patterns introduced to deal with missing information. We tackle in this thesis how SPARQL queries with the nested optional patterns can be efficiently evaluated in an RDBMS, proposing a solution based on the optimization of SPARQL Algebra. We also present a comparative evaluation of our proposals to the Ontop system, which is considered the most efficient in rewriting.

Keywords : SemanticWeb, Ontology, RDB, SQL, Linked Data, SPARQL, Mapping