SPARQL

SPARQL
Орган стандартизации Консорциум Всемирной паутины
Создатель Carlos Buil Aranda[вд][1] и Eric G. Prud'hommeaux[вд][1]
Последняя версия
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

SPARQL (рекурсивный акроним от англ. SPARQL Protocol and RDF Query Language) — язык запросов к данным, представленным по модели RDF, а также протокол для передачи этих запросов и ответов на них. SPARQL является рекомендацией консорциума W3C[3] и одной из технологий семантической паутины[4][5]. Предоставление SPARQL-точек доступа (англ. SPARQL-endpoint) является рекомендованной практикой при публикации данных во всемирной паутине[6].

Стандарты W3C

Обзор: http://www.w3.org/standards/techs/sparql (англ.)

Общая схема запроса

Как и в SQL, SPARQL декларирует не только чтение, но и манипуляцию данными. Стандарт SPARQL Update описывает команды INSERT и DELETE для добавления и удаления триплетов в хранилище. Однако, обе эти команды оперируют той или иной выборкой, так что основа SPARQL — это команда SELECT.

Общая схема SPARQL-запроса SELECT выглядит так[7]: 

PREFIX
  # префиксные объявления - служат для указания сокращений URI, 
  # используемых в запросе.
FROM ...
  # источники запроса - определяют какие RDF-графы запрашиваются.
SELECT ...
  # состав результата - определяет возвращаемые элементы данных.
WHERE {...}
  # шаблон запроса - определяет, что запрашивать из набора данных.
ORDER BY ...
  # модификаторы запроса - ограничивают, упорядочивают, преобразуют результаты запроса.

Преимущества

SPARQL позволяет пользователям писать глобально однозначные запросы. Например, следующий запрос возвращает имена и адреса электронной почты каждого человека в мире: 

PREFIX foaf: <http://xmlns.com/foaf/0.1/>
SELECT ?name ?email
WHERE {
 ?person a foaf:Person.
 ?person foaf:name ?name.
 ?person foaf:mbox ?email.
}

Приведённые параметры используются для описания человека, включённого в FOAF. Это иллюстрирует видение Семантической паутины как единой огромной базы данных[8]. Каждый идентификатор в SPARQL, URI, глобально однозначен, в отличие от «email» или «e-mail», обычно используемых в SQL.

Этот запрос может быть распределён на несколько конечных точек SPARQL, разных компьютеров, и сбор результатов осуществляется процедурой, известной как федеративный поиск[англ.].

Формы запросов

Язык SPARQL определяет четыре различных варианта запросов для различных целей:

SELECT запрос

Извлекает необработанные значения из точки доступа SPARQL и возвращает результаты в формате таблицы.

CONSTRUCT запрос

Извлекает информацию из точки доступа SPARQL в формате RDF и преобразовывает результаты к определённой форме.

ASK запрос

Формирует запрос типа Истина/Ложь.

DESCRIBE запрос

Получает описание RDF-ресурса. Реализация поведения DESCRIBE-запросов определяется разработчиком точки доступа SPARQL.

Каждая из этих форм запроса содержит блок WHERE для указания ограничений, хотя в случае запроса DESCRIBE этот блок не является обязательным.

Ключевые слова

Ниже приведена часть используемых ключевых слов в SPARQL запросах, полный перечень доступен в официальной документации.

PREFIX — служит для сокращения URI.

OPTIONAL — обозначает необязательный шаблон.

GRAPH — применяет шаблон к именованным графам.

DISTINCT — обеспечивает уникальность решений в ответе на запрос.

LIMIT — задаёт максимальное количество выводимых результатов.

OFFSET — опускает в результате первые n решений.

ORDER BY — позволяет отсортировать результат по возрастанию (ASC()) или по убыванию (DESC())[9].

Сравнение языков запросов к RDF

  • DQL — основан на XML, запросы и результаты выражаются в DAML+OIL;
  • N3QL — основан на Нотации 3;
  • R-DEVICE;
  • RDFQ — основан на XML;
  • RDQ — похож на SQL;
  • RDQL — похож на SQL;
  • SeRQL — похож на SQL, близок к RDQL;
  • Versa — компактный синтаксис (не SQL), исключительно для 4Suite (язык Python).

Версии

SPARQL 1.0 стал стандартом в январе 2008 и включал:

SPARQL 1.0 Язык запросов;
SPARQL 1.0 Протокол;
SPARQL Формат результатов XML.

SPARQL 1.1 является актуальной версией и включает:

SPARQL язык запросов и протокол обновлены до 1.1;
SPARQL 1.1 Обновления;
SPARQL 1.1 HTTP-протокол для управления RDF графами;
SPARQL 1.1 Описания служб;
SPARQL 1.1 Логические следствия(Entailments);
SPARQL 1.1 Основные Федеративные запросы[10].

Пример

Другой пример запросов SPARQL: «Найти даты выхода серий всех сезонов сериала „Клан Сопрано“»: 

 PREFIX dbpo: <http://dbpedia.org/ontology/>
 SELECT *
 WHERE
 {
  ?e dbpo:series         <http://dbpedia.org/resource/The_Sopranos>.
  ?e dbpo:releaseDate   ?date.
  ?e dbpo:episodeNumber  ?number.
  ?e dbpo:seasonNumber   ?season.
 }
 ORDER BY DESC(?date)

Переменные обозначаются префиксом «?» или «$».

Чтобы сделать запросы краткими, SPARQL позволяет определять префиксы и основные URI способом, подобным Turtle. В этом запросе префикс «dbpo» обозначает «http://dbpedia.org/ontology/».

Точка доступа SPARQL

Точка доступа SPARQL — это служба, поддерживающая протокол запросов SPARQL. Точка доступа позволяет пользователю делать запросы к базе знаний. Сервер обрабатывает запрос и возвращает ответ в некотором, обычно машиночитаемом, формате. Таким образом, точки доступа SPARQL в первую очередь являются API к базам знаний, а представление результатов должно быть реализовано программным обеспечением вызывающей стороны[11].

Различают два вида точек доступа: общего назначения и локальные.

Точки доступа общего назначения могут производить запросы по любым указанным RDF-документам, находящимся в Сети. А локальные точки доступа способны получать данные только от одного ресурса.

Примеры

Автоматическое исполнение запросов

На данный момент для ряда языков программирования существует возможность вызывать SPARQL-запросы[12], существуют инструменты, позволяющие подключать и в полуавтоматическом режиме строить SPARQL-запросы для точки доступа SPARQL, например ViziQuer[13].

Примечания

  1. ↑ 1 2 https://www.w3.org/TR/2013/REC-sparql11-overview-20130321/#Acknowledgements
  2. ↑ SPARQL 1.1 — 2013.
  3. ↑ Semantic Web Activity News (англ.). — Новости семантической паутины. Дата обращения: 10 июня 2011. Архивировано из оригинала 2 июня 2012 года.
  4. ↑ W3C Semantic Web Activity Publications (англ.). W3C. — Перечень публикаций W3C по проекту семантической паутины. Дата обращения: 23 ноября 2009. Архивировано из оригинала 2 июня 2012 года.
  5. ↑ Berners-Lee looks for Web's big leap (англ.). — Интервью Тима Бернерса-Ли. Дата обращения: 10 июня 2011. Архивировано из оригинала 30 сентября 2007 года.
  6. ↑ Tim Berners-Lee. Linked Data. Design Issues. (англ.). — Заметки по публикации данных в семантической паутине. Дата обращения: 14 июня 2011. Архивировано из оригинала 2 июня 2012 года.
  7. ↑ Structure of a SPARQL Query (англ.). — Структура SPARQL запроса. Дата обращения: 10 июня 2011. Архивировано из оригинала 11 февраля 2012 года.
  8. ↑ Tim Berners-Lee. Semantic Web Roadmap. — 1998. Архивировано 12 августа 2011 года.
  9. ↑ SPARQL Query Language for RDF (англ.). — SPARQL Query Language for RDF. Дата обращения: 28 июня 2011. Архивировано из оригинала 2 июня 2012 года.
  10. ↑ SPARQL by example (англ.). — SPARQL by example. Дата обращения: 28 июня 2011. Архивировано из оригинала 11 февраля 2012 года.
  11. ↑ SPARQL-endpoint. Дата обращения: 24 июня 2011. Архивировано из оригинала 7 июля 2011 года.
  12. ↑ SPARQL Implementation Coverage Report (англ.). — Обзор полноты реализаций SPARQL. Дата обращения: 23 ноября 2009. Архивировано из оригинала 2 июня 2012 года.
  13. ↑ ViziQuer (англ.). — Утилита для структурированного семантического поиска данных. Дата обращения: 10 июня 2011. Архивировано из оригинала 2 июня 2012 года.

Ссылки