Logique de requêtes à la XPath : systèmes de preuve et pertinence pratique

XPath-like Query Logics : Proof Systems and Real-World Applicability

• Auteur / Autrice : Anthony Lick
• Direction : Sylvain Schmitz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 08/07/2019
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies de l'information et de la communication (Orsay, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : École normale supérieure Paris-Saclay (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 1912-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Spécification et Vérification (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 1997-2020)
• Jury : Président / Présidente : Sara Negri
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sylvain Schmitz, David Baelde, Andrzej Indrzejczak, Diego Figueira, Véronique Benzaken
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Joachim Niehren, Alwen Tiu

Mots clés

Mots clés contrôlés

Bases de données -- Interrogation

Pertinence (logique)

XPath (langage de programmation)

Nombres ordinaux

Logique informatique

Mots clés libres

Recherche de preuve

Logique de données

Hyperséquent

XPath

Benchmark

Satisfiabilité

Modal logics

Proof search

Hypersequent

XPath

Benchmark

Satisfiability

Résumé

Motivées par de nombreuses applications allant du traitement XML à lavérification d'exécution de programmes, de nombreuses logiques sur les arbresde données et les flux de données ont été développées dans la littérature.Celles-ci offrent divers compromis entre expressivité et complexitéalgorithmique ; leur problème de satisfiabilité a souvent une complexité nonélémentaire ou peut même être indécidable.De plus, leur étude à travers des approches de théories des modèles ou dethéorie des automates peuvent être algorithmiquement impraticables ou manquerde modularité.Dans une première partie, nous étudions l'utilisation de systèmes de preuvecomme un moyen modulaire de résoudre le problème de satisfiabilité des données logiques sur des structures linéaires.Pour chaque logique considérée, nous développons un calcul d'hyperséquentscorrect et complet et décrivons une stratégie de recherche de preuve optimaledonnant une procédure de décision NP.En particulier, nous présentons un fragment NP-complet de la logique temporelle sur les ordinaux avec données, la logique complète étant indécidable, qui est exactement aussi expressif que le fragment à deux variables de la logique du premier ordre sur les ordinaux avec données.Dans une deuxième partie, nous menons une étude empirique des principaleslogiques à la XPath décidables proposées dans la littérature.Nous présentons un jeu de tests que nous avons développé à cette fin etexaminons comment ces logiques pourraient être étendues pour capturer davantage de requêtes du monde réel sans affecter la complexité de leur problème de satisfiabilité.Enfin, nous analysons les résultats que nous avons recueillis à partir de notre jeu de tests et identifions les nouvelles fonctionnalités à prendre en charge afin d’accroître la couverture pratique de ces logiques.

Motivated by applications ranging from XML processing to runtime verificationof programs, many logics on data trees and data streams have been developed in the literature.These offer different trade-offs between expressiveness and computationalcomplexity; their satisfiability problem has often non-elementary complexity or is even undecidable.Moreover, their study through model-theoretic or automata-theoretic approaches can be computationally impractical or lacking modularity.In a first part, we investigate the use of proof systems as a modular way tosolve the satisfiability problem of data logics on linear structures.For each logic we consider, we develop a sound and complete hypersequentcalculus and describe an optimal proof search strategy yielding an NPdecision procedure.In particular, we exhibit an NP-complete fragment of the tense logic over data ordinals---the full logic being undecidable---, which is exactly as expressive as the two-variable fragment of the first-order logic on data ordinals.In a second part, we run an empirical study of the main decidable XPath-likelogics proposed in the literature.We present a benchmark we developed to that end, and examine how these logicscould be extended to capture more real-world queries without impacting thecomplexity of their satisfiability problem.Finally, we discuss the results we gathered from our benchmark, and identifywhich new features should be supported in order to increase the practicalcoverage of these logics.