Eine SPARQL-Schnittstelle für OData-Services

Enterprise-Resource-Planning-Systeme (ERP-Systeme) bilden für die meisten mittleren und großen Unternehmen einen essentiellen Bestandteil ihrer IT-Landschaft zur Verwaltung von Geschäftsdaten und Geschäftsprozessen. Geschäftsdaten werden in ERP-Systemen in Form von Geschäftsobjekten abgebildet. Ein Geschäftsobjekt kann mehrere Attribute enthalten und über Assoziationen zu anderen Geschäftsobjekten einen Geschäftsobjektgraphen aufspannen. Existierende Schnittstellen ermöglichen die Abfrage von Geschäftsobjekten, insbesondere mit Hinblick auf deren Attribute. Die Abfrage mit Bezug auf ihre Position innerhalb des Geschäftsobjektgraphen ist jedoch über diese Schnittstellen häufig nur sehr schwierig zu realisieren. Zur Vereinfachung solcher Anfragen können semantische Technologien, wie RDF und die graphbasierte Abfragesprache SPARQL, verwendet werden. SPARQL ermöglicht eine wesentlich kompaktere und intuitivere Formulierung von Anfragen gegen Geschäftsobjektgraphen, als es mittels der existierenden Schnittstellen möglich ist. Die Motivation für diese Arbeit ist die Vereinfachung bestimmter Anfragen gegen das im Rahmen dieser Arbeit betrachtete SAP ERP-System unter Verwendung von SPARQL. Zur Speicherung von Geschäftsobjekten kommen in ERP-Systemen typischerweise relationale Datenbanken zum Einsatz. Die Bereitstellung von SPARQL-Endpunkten auf Basis von relationalen Datenbanken ist ein seit längerem untersuchtes Gebiet. Es existieren verschiedene Ansätze und Tools, welche die Anfrage mittels SPARQL erlauben. Aufgrund der Komplexität, der Größe und der Änderungshäufigkeit des ERP-Datenbankschemas können solche Ansätze, die direkt auf dem Datenbankschema aufsetzen, nicht verwendet werden. Ein praktikablerer Ansatz besteht darin, den SPARQL-Endpunkt auf Basis existierender Schnittstellen zu realisieren. Diese sind weniger komplex als das Datenbankschema, da sie die direkte Abfrage von Geschäftsobjekten ermöglichen. Dadurch wird die Definition des Mappings erheblich vereinfacht. Das ERP-System bietet mehrere Schnittstellen an, die sich hinsichtlich des Aufbaus, der Zielsetzung und der verwendeten Technologie unterscheiden. Unter anderem wird eine auf OData basierende Schnittstelle zur Verfügung gestellt. OData ist ein REST-basiertes Protokoll zur Abfrage und Manipulation von Daten. Von den bereitgestellten Schnittstellen weist das OData-Interface gegenüber den anderen Schnittstellen verschiedene Vorteile bei Realisierung eines SPARQL-Endpunktes auf. Es definiert eine Abfragesprache und einen Link-Adressierungsmechanismus, mit dem die zur Beantwortung einer Anfrage benötigten Service-Aufrufe und die zu übertragende Datenmenge erheblich reduziert werden können. Das Ziel dieser Arbeit besteht in der Entwicklung eines Verfahrens zur Realisierung eines SPARQL-Endpunktes auf Basis von OData-Services. Dazu wird zunächst eine Architektur vorgestellt, die als Grundlage für die Implementierung eines entsprechenden Systems dienen kann. Ausgehend von dieser Architektur, werden die durch den aktuellen Forschungsstand noch nicht abgedeckten Bereiche ermittelt. Nach bestem Wissen ist diese Arbeit die erste, welche die Abfrage von OData-Schnittstellen mittels SPARQL untersucht. Dabei wird als Teil dieser Arbeit ein neuartiges Konzept zur semantischen Beschreibung von OData-Services vorgestellt. Dieses ermöglicht die Definition von Abbildungen der von den Services bereitgestellten Daten auf RDF-Graphen. Aufbauend auf den Konzepten zur semantischen Beschreibung wird eine Evaluierungssemantik erarbeitet, welche die Auflösung von Ausdrücken der SPARQL-Algebra gegen semantisch annotierte OData-Services definiert. Dabei werden die Daten aller OData-Services ermittelt, die zur vollständigen Abarbeitung einer Anfrage benötigt werden. Zur Abfrage der relevanten Daten wurden Konzepte zur Erzeugung der entsprechenden OData-URIs entwickelt. Das vorgestellte Verfahren wurde prototypisch implementiert und anhand zweier Anwendungsfälle für die im betrachteten Szenario maßgeblichen Servicemengen evaluiert. Mit den vorgestellten Konzepten besteht nicht nur die Möglichkeit, einen SPARQL-Endpunkt für ein ERP-System zu realisieren, vielmehr kann jede Datenquelle, die eine OData-Schnittstelle anbietet, mittels SPARQL angefragt werden. Dadurch werden große Datenmengen, die bisher für die Verarbeitung mittels semantischer Technologien nicht zugänglich waren, für die Integration mit dem Semantic Web verfügbar gemacht. Insbesondere können auch Datenquellen, deren Integration miteinander bisher nicht oder nur schwierig möglich war, über Systeme zur föderierten Abfrage miteinander integriert werden.

Sparql Interpreter : a component for Triskel architecture

[ES] SPARQL Interpreter es uno de los cinco componentes de la Arquitectura Triskel, una arquitectura de software para una base de datos NoSQL que intenta aportar una solución al problema de Big Data en la web semántica. Este componente da solución al problema de la comunicación entre el lenguaje y el motor, interpretando las consultas que se realicen contra el almacenamiento en lenguaje SPARQL y generando una estructura de datos que los componentes inferiores puedan leer y ejecutar.

Progetto e strumenti di federazione di endpoint sparql per Enterprise Architecture

La Federazione è un concetto molto utilizzato ed implementato in vari ambiti dell’informatica. In particolare sta avendo grande interesse nel Semantic Web, e risulta essere significativo e importante il suo utilizzo in una disciplina in grande evoluzione come l’Enterprise Architecture. L’obiettivo di questa tesi è stato implementare il concetto di Federazione di Endpoint SPARQL, dove l’elemento centrale è stata la condivisione del modello dei dati tra i vari membri, il quale rappresenta il patto della federazione. Successivamente sono stati messi in luce i benefici che questo tipo di soluzione apporta alla disciplina dell’Enterprise Architecture, in particolar modo nell’ambito dell’analisi dei dati. In relazione a quest’ultimo aspetto, il Semantic Web offre un linguaggio flessibile e facilmente evolvibile per rappresentare l’azienda e i suoi dati, oltre che ad un protocollo standard per la loro interrogazione, ovvero lo SPARQL. La federazione, invece, apporta dei miglioramenti rendendo le fonti dato omogenee dal punto di vista del modello, utilizza un unico protocollo per l’accesso ad essi (SPARQL), ed elimina le criticità in relazione alla normalizzazione dei dati nei processi di analisi. Questi due aspetti risultano abilitanti proprio per l’Enterprise Architecture. Infine sono state definite due possibili evoluzioni, in particolare un costrutto che permetta l’implementazione e la gestione della federazione a livello di linguaggio SPARQL, ed una ontologia standard e condivisibile tramite la quale gestire la federazione in modo trasparente.

SPARQL-DL queries for antipattern detection

Ontology antipatterns are structures that reflect ontology modelling problems, they lead to inconsistencies, bad reasoning performance or bad formalisation of domain knowledge. Antipatterns normally appear in ontologies developed by those who are not experts in ontology engineering. Based on our experience in ontology design, we have created a catalogue of such antipatterns in the past, and in this paper we describe how we can use SPARQL-DL to detect them. We conduct some experiments to detect them in a large OWL ontology corpus obtained from the Watson ontology search portal. Our results show that each antipattern needs a specialised detection method.

SRBench: A streaming RDF/SPARQL benchmark

We introduce SRBench, a general-purpose benchmark primarily designed for streaming RDF/SPARQL engines, completely based on real-world data sets from the Linked Open Data cloud. With the increasing problem of too much streaming data but not enough tools to gain knowledge from them, researchers have set out for solutions in which Semantic Web technologies are adapted and extended for publishing, sharing, analysing and understanding streaming data. To help researchers and users comparing streaming RDF/SPARQL (strRS) engines in a standardised application scenario, we have designed SRBench, with which one can assess the abilities of a strRS engine to cope with a broad range of use cases typically encountered in real-world scenarios. The data sets used in the benchmark have been carefully chosen, such that they represent a realistic and relevant usage of streaming data. The benchmark defines a concise, yet omprehensive set of queries that cover the major aspects of strRS processing. Finally, our work is complemented with a functional evaluation on three representative strRS engines: SPARQLStream, C-SPARQL and CQELS. The presented results are meant to give a first baseline and illustrate the state-of-the-art.

Antipattern detection in web ontologies: an experiment using SPARQL queries

Ontology antipatterns are structures that reflect ontology modelling problems because they lead to inconsistencies, bad reasoning performance or bad formalisation of domain knowledge. We propose four methods for the detection of antipatterns using SPARQL queries.We conduct some experiments to detect antipattern in a corpus of OWL ontologies.

Benchmarking federated SPARQL query engines: Are existing testbeds enough?

Testbeds proposed so far to evaluate, compare, and eventually improve SPARQL query federation systems have still some limitations. Some variables and con�gurations that may have an impact on the behavior of these systems (e.g., network latency, data partitioning and query properties) are not su�ciently de�ned; this a�ects the results and repeatability of independent evaluation studies, and hence the insights that can be obtained from them. In this paper we evaluate FedBench, the most comprehensive testbed up to now, and empirically probe the need of considering additional dimensions and variables. The evaluation has been conducted on three SPARQL query federation systems, and the analysis of these results has allowed to uncover properties of these systems that would normally be hidden with the original testbeds.

Federating queries in SPARQL 1.1: syntax, semantics and evaluation

Given the sustained growth that we are experiencing in the number of SPARQL endpoints available, the need to be able to send federated SPARQL queries across these has also grown. To address this use case, the W3C SPARQL working group is defining a federation extension for SPARQL 1.1 which allows for combining graph patterns that can be evaluated over several endpoints within a single query. In this paper, we describe the syntax of that extension and formalize its semantics. Additionally, we describe how a query evaluation system can be implemented for that federation extension, describing some static optimization techniques and reusing a query engine used for data-intensive science, so as to deal with large amounts of intermediate and final results. Finally we carry out a series of experiments that show that our optimizations speed up the federated query evaluation process.

Formalisation and experiences of R2RML-based SPARQL to SQL query translation using Morph

R2RML is used to specify transformations of data available in relational databases into materialised or virtual RDF datasets. SPARQL queries evaluated against virtual datasets are translated into SQL queries according to the R2RML mappings, so that they can be evaluated over the underlying relational database engines. In this paper we describe an extension of a well-known algorithm for SPARQL to SQL translation, originally formalised for RDBMS-backed triple stores, that takes into account R2RML mappings. We present the result of our implementation using queries from a synthetic benchmark and from three real use cases, and show that SPARQL queries can be in general evaluated as fast as the SQL queries that would have been generated by SQL experts if no R2RML mappings had been used.

Bioqueries: a collaborative environment to create, explore and share SPARQL queries in Life Sciences

Bioqueries provides a collaborative environment to create, explore, execute, clone and share SPARQL queries (including Federated Queries). Federated SPARQL queries can retrieve information from more than one data source.

Bioqueries: a collaborative environment to create, explore and share SPARQL queries in Life Sciences

Bioqueries provides a collaborative environment to create, explore, execute, clone and share SPARQL queries (including Federated Queries). Federated SPARQL queries can retrieve information from more than one data source.