Analyse statique de requête pour le Web sémantique

Static Analysis of Semantic Web Queries

• Auteur / Autrice : Melisachew Wudage Chekol
• Direction : Jérôme Euzenat, Nabil Layaida
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 19/12/2012
• Etablissement(s) : Grenoble
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, sciences et technologies de l'information, informatique (Grenoble ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Laboratoire d'Informatique de Grenoble
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Informatique de Grenoble
• Jury : Président / Présidente : Marie-Christine Rousset
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jérôme Euzenat, Nabil Layaida, Marie-Laure Mugnier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Diego Calvanese, Axel Polleres

Mots clés

Mots clés libres

Inclusion

SPARQL

PSPARQL

RDF

OWL

Analyse statique

Containment

SPARQL

PSPARQL

Static analysis

RDF

OWL

Résumé

L'inclusion de requête est un problème bien étudié sur plusieurs décennies de recherche. En règle générale, il est défini comme le problème de déterminer si le résultat d'une requête est inclus dans le résultat d'une autre requête pour tout ensemble de données. Elle a des applications importantes dans l'optimisation des requêtes et la vérification de bases de connaissances. L'objectif principal de cette thèse est de fournir des procédures solides et com- plètes pour déterminer l'inclusion des requêtes SPARQL en vertu d'exprimés en axiomes logiques de description. De plus, nous mettons en œuvre ces procédures à l'appui des résultats théoriques par l'expérimentation. À ce jour, test d'inclusion de requête a été effectuée à l'aide de différentes techniques: homomorphisme de graphes, bases de données canoniques, les tech- niques de la théorie des automates et par une réduction au problème de la va- lidité de la logique. Dans cette thèse, nous utilisons la derniere technique pour tester l'inclusion des requêtes SPARQL utilisant une logique expressive appelée μ-calcul. Pour ce faire, les graphes RDF sont codés comme des systèmes de transitions, et les requêtes et les axiomes du schéma sont codés comme des formules de μ-calcul. Ainsi, l'inclusion de requêtes peut être réduit á test de validité de formule logique. L'objectif de cette thèse est d'identifier les divers fragments de SPARQL (et PSPARQL) et les langages de description logique de schéma pour lequelle l'inculsion est décidable. En outre, afin de fournir théoriquement et expériment- alement éprouvées procédures de vérifier l'inclusion de ces fragments décid- ables. Pas durer au moins mais, cette thèse propose un point de repère pour les solveurs d'inclusion. Ce benchmark est utilisé pour tester et comparer l'état actuel des solveurs d'inclusion.

Query containment is a well-studied problem spanning over several decades of research. Generally, it is defined as the problem of determining if the result of one query is included in the result of another query for any given dataset. It has major applications in query optimization and knowledge base verification. The main objective of this thesis is to provide sound and complete procedures to determine containment of SPARQL queries under expressive description logic axioms. Further, to support theoretical results by experimentation. To date query containment has been done using different techniques: containment mapping, canonical databases, automata theory techniques and through a reduction to the validity problem in logic. In this thesis, we use the later technique to address containment using an expressive logic called mu-calculus. In doing so, RDF graphs are encoded as transitions systems, and queries and schema axioms are encoded as mu-calculus formulae. Thereby, query containment can be reduced to validity test in the logic. The focus of this thesis is to identify various fragments of SPARQL (and PSPARQL) and description logic schema languages for which containment is decidable. Additionally, to provide theoretically and experimentally proven procedures to check containment of those decidable fragments. Last not but least, this thesis proposes a benchmark for containment solvers. This benchmark is used to test and compare the current state-of-the-art containment solvers.