Prédire les performances des requêtes et expliquer les résultats pour assister la consommation de données liées

Predicting query performance and explaining results to assist Linked Data consumption

• Auteur / Autrice : Rakebul Hasan
• Direction : Fabien Gandon, Pierre-Antoine Champin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 04/11/2014
• Etablissement(s) : Nice
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies de l'information et de la communication (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut national de recherche en informatique et en automatique (France). Unité de recherche (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes) - WIMMICS
• Jury : Président / Présidente : Johan Montagnat
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Fabien Gandon, Pierre-Antoine Champin, Johan Montagnat, Pascal Molli, Philippe Cudré-Mauroux
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pascal Molli, Philippe Cudré-Mauroux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ontologies (informatique)

Structures de données (informatique)

Web sémantique

Mots clés libres

Données liées

Performances des requêtes

Explication

SPARQL

Linked data

Explanation

Query performance

Prediction

SPARQL

Résumé

Prédire les performances des requêtes et expliquer les résultats pour assister la consommation de données liées. Notre objectif est d'aider les utilisateurs à comprendre les performances d'interrogation SPARQL, les résultats de la requête, et dérivations sur les données liées. Pour aider les utilisateurs à comprendre les performances des requêtes, nous fournissons des prévisions de performances des requêtes sur la base de d’historique de requêtes et d'apprentissage symbolique. Nous n'utilisons pas de statistiques sur les données sous-jacentes à nos prévisions. Ce qui rend notre approche appropriée au Linked Data où les statistiques sont souvent absentes. Pour aider les utilisateurs des résultats de la requête dans leur compréhension, nous fournissons des explications de provenance. Nous présentons une approche sans annotation pour expliquer le “pourquoi” des résultats de la requête. Notre approche ne nécessite pas de reconception du processeur de requêtes, du modèle de données, ou du langage de requête. Nous utilisons SPARQL 1.1 pour générer la provenance en interrogeant les données, ce qui rend notre approche appropriée pour les données liées. Nous présentons également une étude sur les utilisateurs montrant l'impact des explications. Enfin, pour aider les utilisateurs à comprendre les dérivations sur les données liées, nous introduisons le concept d’explications liées. Nous publions les métadonnées d’explication comme des données liées. Cela permet d'expliquer les résultats en suivant les liens des données utilisées dans le calcul et les liens des explications. Nous présentons une extension de l'ontologie PROV W3C pour décrire les métadonnées d’explication. Nous présentons également une approche pour résumer ces explications et aider les utilisateurs à filtrer les explications.

Our goal is to assist users in understanding SPARQL query performance, query results, and derivations on Linked Data. To help users in understanding query performance, we provide query performance predictions based on the query execution history. We present a machine learning approach to predict query performances. We do not use statistics about the underlying data for our predictions. This makes our approach suitable for the Linked Data scenario where statistics about the underlying data is often missing such as when the data is controlled by external parties. To help users in understanding query results, we provide provenance-based query result explanations. We present a non-annotation-based approach to generate why-provenance for SPARQL query results. Our approach does not require any re-engineering of the query processor, the data model, or the query language. We use the existing SPARQL 1.1 constructs to generate provenance by querying the data. This makes our approach suitable for Linked Data. We also present a user study to examine the impact of query result explanations. Finally to help users in understanding derivations on Linked Data, we introduce the concept of Linked Explanations. We publish explanation metadata as Linked Data. This allows explaining derived data in Linked Data by following the links of the data used in the derivation and the links of their explanation metadata. We present an extension of the W3C PROV ontology to describe explanation metadata. We also present an approach to summarize these explanations to help users filter information in the explanation, and have an understanding of what important information was used in the derivation.