[论文解读] The SPARQL2XQuery Interoperability Framework

Nikos Bikakis, Chrisa Tsinaraki+3 more|arXiv (Cornell University)|Nov 3, 2013

Semantic Web and Ontologies被引用 4

一句话总结

本文提出了一套框架，通过将SPARQL查询翻译为XQuery，实现了SPARQL与XQuery之间的无缝互操作性，使基于XML的系统能够高效地访问和处理来自SPARQL端点的RDF数据。其主要贡献是一个双向映射机制，在保持语义完整性的同时，实现了网络数据中跨技术的数据集成。

ABSTRACT

The Web of Data is an open environment consisting of a great number of large inter-linked RDF datasets from various domains. In this environment, organizations and companies adopt the Linked Data practices utilizing Semantic Web (SW) technologies, in order to publish their data and offer SPARQL endpoints (i.e., SPARQL-based search services). On the other hand, the dominant standard for information exchange in the Web today is XML. Additionally, many international standards

研究动机与目标

• 为解决RDF-based SPARQL端点与基于XML的Web服务之间日益增长的互操作性需求。
• 使基于XML的应用程序能够在无需原生SPARQL支持的情况下，查询和处理通过SPARQL端点发布的RDF数据。
• 设计一种在SPARQL到XQuery转换过程中保持语义意义的翻译框架。
• 支持在语义网络和传统基于XML的Web应用程序之间集成异构数据源。
• 为在企业级和数据集成场景中使用XQuery查询链接的RDF数据，提供一种标准化且可扩展的机制。

提出的方法

• 使用XQuery 3.0构造，设计SPARQL代数运算符与等价XQuery表达式的正式映射。
• 定义从RDF数据模型到XML表示的模式映射，使RDF数据能够以XML格式表达。
• 实现一个查询重写引擎，将SPARQL查询翻译为基于XML序列化RDF的语义等价XQuery查询。
• 使用XQuery FLWOR表达式和路径表达式来建模SPARQL图模式匹配和可选模式。
• 应用优化技术，以减少翻译和执行过程中的查询执行开销。
• 使用真实世界的SPARQL端点和标准XML数据处理工具对框架进行验证。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何在将SPARQL查询翻译为基于XML的系统所用XQuery时，保持其语义完整性？
• RQ2 将SPARQL代数操作映射到等价XQuery表达式时面临的关键挑战是什么？
• RQ3 翻译后的XQuery查询性能在多大程度上可与原生SPARQL执行性能相匹配？
• RQ4 该框架在XQuery中对SPARQL的复杂特性（如OPTIONAL、UNION和聚合函数）的支持程度如何？
• RQ5 该框架能否扩展以支持多种RDF数据源和XML数据处理流水线？

主要发现

• 该框架成功地将广泛范围的SPARQL查询翻译为语义保持不变的XQuery表达式。
• 翻译过程支持SPARQL的核心功能，包括基本图模式、可选匹配和基本聚合。
• 性能评估表明，经过XQuery特定索引和查询规划优化后，翻译后的XQuery查询可实现可接受的执行时间。
• 该框架使现有基于XML的应用程序无需修改其数据访问层，即可消费来自SPARQL端点的RDF数据。
• 模式映射机制有效地将RDF数据表示为XML格式，实现了与XML工具和流水线的无缝集成。
• 该方法在企业级数据集成场景中，实现了语义网络与传统基于XML的系统之间的可行性与实用性。