SPARQL

SPARQL
SPARQL
Орган стандартизации	Консорциум Всемирной паутины
Создатель	Carlos Buil Aranda[вд] и Eric G. Prud'hommeaux[вд]
Последняя версия	1.1;
	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.)

SPARQL 1.1 Overview (англ.) — Обзор языка запросов SPARQL
SPARQL 1.1 Query Language (англ.) — Команда языка SPARQL для запроса данных
SPARQL 1.1 Update (англ.) — Команда языка SPARQL для изменения данных
SPARQL 1.1 Service Description (англ.) — Описание сервиса для выполнения запросов на языке SPARQL
SPARQL 1.1 Federated Query (англ.) — Запросы на языке SPARQL к нескольким источникам данных
SPARQL 1.1 Query Results JSON Format (англ.)
SPARQL 1.1 Query Results CSV and TSV Formats (англ.)
SPARQL Query Results XML Format (Second Edition) (англ.)
SPARQL 1.1 Entailment Regimes Recommendation (англ.)
SPARQL 1.1 Protocol (англ.)
SPARQL 1.1 Graph Store HTTP Protocol (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 ² https://www.w3.org/TR/2013/REC-sparql11-overview-20130321/#Acknowledgements
↑ SPARQL 1.1 — 2013.
↑ Semantic Web Activity News (англ.). — Новости семантической паутины. Дата обращения: 10 июня 2011. Архивировано из оригинала 2 июня 2012 года.
↑ 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.
↑ 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.
↑ 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.
↑ Structure of a SPARQL Query (англ.). — Структура SPARQL запроса. Дата обращения: 10 июня 2011. Архивировано из оригинала 11 февраля 2012 года.
↑ Tim Berners-Lee. Semantic Web Roadmap. — 1998. Архивировано 12 августа 2011 года.
↑ SPARQL Query Language for RDF (англ.). — SPARQL Query Language for RDF. Дата обращения: 28 июня 2011. Архивировано из оригинала 2 июня 2012 года.
↑ SPARQL by example (англ.). — SPARQL by example. Дата обращения: 28 июня 2011. Архивировано из оригинала 11 февраля 2012 года.
↑ SPARQL-endpoint (неопр.). Дата обращения: 24 июня 2011. Архивировано из оригинала 7 июля 2011 года.
↑ SPARQL Implementation Coverage Report (англ.). — Обзор полноты реализаций SPARQL. Дата обращения: 23 ноября 2009. Архивировано из оригинала 2 июня 2012 года.
↑ ViziQuer (англ.). — Утилита для структурированного семантического поиска данных. Дата обращения: 10 июня 2011. Архивировано из оригинала 2 июня 2012 года.

Ссылки

SPARQL Query Language for RDF (англ.) — спецификация языка запросов SPARQL
Semantic Web Activity News (англ.) — Новости семантической паутины
Berners-Lee looks for Web’s big leap (англ.) — интервью Тима Бернерса-Ли
Structure of a SPARQL Query — Структура SPARQL запроса
SPARQL Protocol for RDF (англ.) — спецификация протокола SPARQL
Язык запросов SPARQL для RDF — русский перевод спецификации языка SPARQL
SPARQL Working Group Wiki (англ.)
RDF Query Survey (англ.)
XML.com: Introducing SPARQL: Querying the Semantic Web (англ.)
RDF Query and Rule languages Use Cases and Examples survey (англ.)
SPARQL — язык запросов к RDF
SPARQL Query Language for RDF (англ.)

[_d2a8c8d8962bee7b-1] ¹ ² https://www.w3.org/TR/2013/REC-sparql11-overview-20130321/#Acknowledgements

[_445b547d95075388-2] 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.

[tbl_roadmap_1998-8] 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 (неопр.). 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.

[3]

[4]

[5]

[6]

[1]

[2]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]