Querying relational databases using ontology, rules and Jess reasoning engine

• Autorzy: Bąk J. , Jędrzejek Cz.

Warianty tytułu

PL

Zadawanie pytań do relacyjnych baz danych wykorzystujące ontologię, reguły oraz silnik wnioskujący Jess

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

We present a library which is used for querying and processing data with its semantics. The Semantic Data Library (SDL) is an environment for execution of hybrid (forward and backward) reasoning and querying using data stored in a relational database. SDL uses an ontology in the OWL format, rules in the SWRL format and the functionalities of Jess reasoning engine. We show how to integrate a relational database, an ontology, rules and the reasoning engine. Our method enables to query a relational database with the use of concepts from ontology. Our experiments show good scalability. This is demonstrated by executing queries using ontology used in a PPHS project. Query response times for five database sizes containing information about invoices were compared with the KAON2 engine and with the corresponding SQL queries.

PL

W pracy przedstawiono narzędzie SDL (ang. Semantic Data Library), które służyły do odpytywania i przetwarzania danych zgodnie ze zdefiniowaną ich semantyką. Biblioteka SDL dysponuje mechanizmem wnioskowania hybrydowego (w przód oraz wstecz) oraz umożliwia zadawanie pytań do relacyjnych baz danych. Narzędzie wykorzystuje ontologię w formacie OWL, reguły w formacie SWRL oraz funkcje silnika wnioskującego Jess. W pracy przedstawiono metodę integracji relacyjnej bazy danych, ontologii, reguł oraz silnika wnioskującego. Opracowana metoda integracji umożliwia zadawanie pytań do relacyjnej bazy danych wykorzystując pojęcia zdefiniowane w ontologii. Praca zawiera również zagadnienia wydajnościowe zademonstrowane przy użyciu ontologii rozwijaniej w ramach projektu PPBW. W tym celu wygenerowanych zostało pięć relacyjnych baz danych zawierających informacje o fakturach, firmach i towarach. Wyniki działania biblioteki SDL zostały porównane z wynikami działania silnika wnioskującego KAON2 oraz języka SQL.

Słowa kluczowe

EN

relational databases; SDL

PL

relacyjne bazy danych; SDL

• Wydawca: Poznańskie Towarzystwo Przyjaciół Nauk
• Czasopismo: Studia z Automatyki i Informatyki
• Rocznik: 2008
• Tom: T. 33
• Strony: 24--44
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bąk J.

autor

Jędrzejek Cz.

• Poznan University of Technology, Institute of Control and Information Engineering, M. Sklodowskiej-Curie Sqr. 5, 60-965 Poznan, Poland,

Bibliografia

• [1] Bąk J., Jędrzejek C., Biblioteka SDL – narzędzie semantycznego przetwarzania danych relacyjnych (in Polish), XIV Konferencja PLOUG, Szczyrk 2008, pp. 71-87.
• [2] Bąk J., Jędrzejek C., Wnioskowanie hybrydowe w relacyjnej bazie danych, wykorzystujące ontologię OWL wzbogaconą regułami języka SWRL (in Polish), XIII Konferencja PLOUG, Kościelisko 2007, pp. 285-300.
• [3] Bąk J. Jędrzejek C., Wnioskowanie hybrydowe w relacyjnej bazie danych wykorzystujące podejście semantyczne (in Polish), Konferencja BDAS ’08 (Bazy Danych: Aplikacje i Systemy), Ustroń 2008, pp. 333—348.
• [4] Berners-Lee, T., The Semantic Web, Scientific American, 2001.
• [5] Bizer C., Cyganiak R., D2R Server – Publishing Relational Databases on the Semantic Web, Proceedings of the 5th International Semantic Web Conference, Athens 2006.
• [6] Bizer C., Seaborne A., D2RQ – Treating Non-RDF Databases as Virtual RDF Graphs, 3rd International Semantic Web Conference (ISWC2004), Hiroshima 2004.
• [7] Data Master, http://protegewiki.stanford.edu/index.php/DataMaster/
• [8] OWL Web Ontology Language Reference, Eds. M. Dean, G. Schreiber, W3C Recommendation, 2004, http://www.w3.org/TR/2004/REC-owl-ref-20040210/
• [9] Falkowski M., Jędrzejek C., An Efficient SQL-based Querying Method to RDF Schemata, KKNTPD Conference, Poznań 2007, pp. 162-173.
• [10] Forgy C., Rete: A Fast Algorithm for the Many Pattern/Many Object Pattern Match Problem, Artificial Intelligence, 1982, Vol. 19, pp. 17-37.
• [11] Friedman-Hill E., Jess in Action, Manning Publications Co. 2003.
• [12] Hustadt U., Motik B., Sattler U., Reducing SHIQ- Description Logic to Disjunctive Datalog Programs, Proceedings of the 9th International Conference on Knowledge Representation and Reasoning (KR2004), Whistler 2004, pp. 152-162.
• [13] Java, http://java.sun.com/
• [14] Java Database Connectivity (JDBC), http://java.sun.com/javase/technologies/database/
• [15] Java Expert System Shell (Jess), http://jessrules.com/
• [16] Jena2, http://jena.sourceforge.net/
• [17] KAON2, http:// kaon2.semanticweb.org/
• [18] LUBM, http://swat.cse.lehigh.edu/projects/lubm/
• [19] LUBM Ontology, http://www.lehigh.edu/zhp2/2004/0401/univ-bench.owl
• [20] Microsoft SQL Server, http://www.microsoft.com/sql/default.mspx
• [21] Motik B., Reasoning in Description Logics using Resolution and Deductive Databases, http://www.fzi.de/ipe/eng/publikationen.php?id=1505, Ph.D. Thesis, University of Karlsruhe, Karlsruhe 2006.
• [22] Motik B., Sattler U., Studer R., Query Answering for OWL-DL with Rules, Proceedings of the 3rd International Semantic Web Conference (ISWC 2004), Hiroshima 2004, pp. 549-563.
• [23] O’Connor M. J., Shankar R. D., Tu S. W., Nyulas C. I., Das A. K., Musen M. A., Efficiently Querying Relational Databases using OWL and SWRL, The 1st International Conference on Web Reasoning and Rule Systems, Innsbruck, Springer, LNCS 4524, pp. 361-363.
• [24] O’Connor M. J., Tu S. W., Das A. K., Musen M. A.: Querying the Semantic Web with SWRL, The International RuleML Symposium on Rule Interchange and Applications (RuleML2007), Orlando, Springer Verlag 2007.
• [25] Open Source, http://www.opensource.org/licenses
• [26] OWLJessKB, http://edge.cs.drexel.edu/assemblies/software/owljesskb/
• [27] Polish Platform for Homeland Security (Polska Platforma Bezpieczeństwa Wewnętrznego – PPBW), in Polish, The Tool to Support Investigative Procedures by Using Automatic Inference, http://www.ppbw.pl/
• [28] Protégé Editor, http://protege.stanford.edu/
• [29] Resource Description Framework Specification (RDF), http://www.w3.org/RDF/
• [30] SPARQL Query Language for RDF W3C Recommendation, Eds. A. Seaborne, E. Prud’hommeaux, 2008, http://www.w3.org/TR/2008/REC-rdf-sparql-query-20080115/
• [31] Semantic Web Rule Language (SWRL), http://www.w3.org/Submission/SWRL/
• [32] Semantic Web Rule Language Built-ins (SWRLB), http://www.w3.org/Submission/2004/SUBM-SWRL-20040521/
• [33] Sesame, http://www.openrdf.org/
• [34] TOML Ontology, http://mica.ai-kari.put.poznan.pl/jcyb/TOML.owl
• [35] Uniform Resource Identifier (URL), http://labs.apache.org/webarch/uri/rfc/rfc3986.html