CC3201-1 B DATOS P 2016 Clase 14: Datos Semiestructurados:...
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CC3201-1BASES DE DATOS
PRIMAVERA 2016
Clase 14: Datos Semiestructurados: Grafos
Aidan Hogan
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MODELOS DE DATOS
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Modelo de datos (tabla)
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Modelo de datos (árbol/jerarquía)
¿Es un “verdadero” árbol?
Umm … sí y no.
Es feo tener tres nodos para Ale (y es más difícil consultar)
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Modelo de datos (árbol/jerarquía)
¿Es un árbol ahora?
Hay ciclos, entonces ¡no!
¿Aparte de eso, H.A.P.A.?
¿De dónde es Kross 5?
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Modelo de datos (árbol/jerarquía)
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Modelo de datos (árbol/jerarquía)
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Modelo de datos (grafo)
Un grafo dirigido con arcos etiquetados
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Grafo dirigido …
¿El problema sin dirección?
¿Curacaví es el origen de Kross 5 o Kross 5 es el origen de Curacavía?
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Grafo con arcos etiquetados
¿El problema sin etiquetas sobre los arcos?
No sabemos la relación entre Ale y Kross Golden, por ejemplo.
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Un grafo dirigido con arcos etiquetados
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Un grafo dirigido con arcos etiquetados
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El espectro de la estructura de datos
Relacional(SQL, CSV, …)
Grafos(RDF, Prop. Gs, …)
Arboles(XML, JSON, …)
Texto Enriquecido(HTML, Word, …)
Texto PlanoNo estructurados
Estructurados
Semiestructurados
D
A
T
O
S
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Para arboles, tenemos formatos como XML
¿Hay un formato para grafos?
…
¿Cómo podríamos definir una sintaxis para grafos?
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Para grafos, podemos usar triples
No hay orden.
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DATOS SEMIESTRUCTURADOS:GRAFOS (TRIPLES)
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Relacional(SQL, CSV, …)
Grafos(RDF, Prop. Gs, …)
Arboles(XML, JSON, …)
Texto Enriquecido(HTML, Word, …)
Texto PlanoNo estructurados
Estructurados
Semiestructurados
D
A
T
O
S
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Datos semiestructurados …
Los usuarios pueden agregar más atributos.
Muchos atributos pueden tener cero o más valores.
Datos son incompletos.
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Juego de Datos: XML (Arbol)
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Juego de Datos: Grafos
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Juego de Datos: Grafos
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Juego de Datos: Grafos
Si no hay un valor, simplemente se puede omitir el valor
¿H.A.P.A.? Usamos los nodos Bronn y Drogo como nombre y personaje
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Juego de Datos: Grafos
Podemos considerar varios tipos de nodos (“string”, nodo complejo)
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Juego de Datos: Grafos
Podemos considerar varios tipos de nodos (string, int, boolean, etc.)
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Juego de Datos: Grafos
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Juego de Datos: Grafos
Un nodo puede enlazar a varios nodos con el mismo etiqueta de arco
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Juego de Datos: Grafos
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Juego de Datos: Grafos
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Juego de Datos: Grafos
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Juego de Datos: Grafos
¿Cómo podemos decir que Callum Warryfue el primer actor de Tommen y Dean C.
Chapman el segundo?
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Juego de Datos: Grafos
Hay que representar orden “por mano”.
¿Cómo podemos decir que Callum Warryfue el primer actor de Tommen y Dean C.
Chapman el segundo?
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Juego de Datos: Grafos
¿Cómo podemos decir que Callum Warryfue el actor de Tommen desde el
episodio 1 y Dean C. Chapman fue desde el episodio 31?
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Juego de Datos: Grafos
¿Cómo podemos decir que Callum Warryfue el actor de Tommen desde el
episodio 1 y Dean C. Chapman fue desde el episodio 31?
Si una relación no es binaria, se puede usar un nodo para representar la
relación.
(Se puede representar orden de esta manera también.)
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Dean-Charles Chapman
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… grafos son más flexible que datos relacionales (y arboles) también.
La conclusión de esta parte …
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¿PERO DÓNDE SE USAN GRAFOS?
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La Web de Datos / La Web Semantica
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¡La Web es magnífica!
¿Pero puede ser mejor? … a veces es difícil encontrar información relevante.
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¡Pero Google es magnífico!
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Se pueden encontrar respuestas directas
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Haciendo un informe para su clase …
Quiere encontrar cada:
– Ganadores del Premio Nobel en Literatura
– Que han luchado en una guerra
– El año que ganaron el premio
– Y el año que comenzó la guerra
¿Cómo se puede encontrar esta información con la Web actual?
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Muchas pestañas de Wikipedia …
…
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La Web en el espectro de datos
Relacional(SQL, CSV, …)
Grafos(RDF, Prop. Gs, …)
Arboles(XML, JSON, …)
Texto Enriquecido(HTML, Word, …)
Texto PlanoNo estructurados
Estructurados
Semiestructurados
D
A
T
O
S
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La Web Semántica …
… una base de datos global usando la Web
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La Web de Datos en el espectro de datos
No estructurados
Estructurados
Semiestructurados
D
A
T
O
S
¿Y si quisiéramos estructurar los datos de la Web y crear
una Web de Datos, donde la pondríamos en el espectro?
Relacional(SQL, CSV, …)
Grafos(RDF, Prop. Gs, …)
Arboles(XML, JSON, …)
Texto Enriquecido(HTML, Word, …)
Texto Plano
Imaginemos el esquema relacional. :/
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La Web de Datos en el espectro de datos
No estructurados
Estructurados
Semiestructurados
D
A
T
O
S
¿Y si quisiéramos estructurar los datos de la Web y crear
una Web de Datos, donde la pondríamos en el espectro?
Relacional(SQL, CSV, …)
Grafos(RDF, Prop. Gs, …)
Arboles(XML, JSON, …)
Texto Enriquecido(HTML, Word, …)
Texto Plano
Parece más razonable usar grafos dado su flexibilidad
¿Pero qué formato de datos podemos ocupar entonces?
…
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RESOURCE DESCRIPTION FORMAT(RDF)
Formato de Descripción de Recursos
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Modelando el mundo con triples
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¿Agregar información? Concatenar triples.
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Los triples representan un grafo
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Los triples representan un grafo
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Idea: Usar los identificadores de la Web
• URL: Uniform Resource Location– La ubicación de un recurso de la Web – (e.g., una pagina Web)– http://ex.org/Dubl%C3%ADn.html
• URI: Uniform Resource Identifier (RDF 1.0)– Un identificador de un recurso general– (e.g., una ciudad)– http://ex.org/Dubl%C3%ADn
• IRI: Internationalised Resource Identifier (RDF 1.1)– Una URI que permite caracteres en Unicode– http://ex.org/Dublín
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Usaremos IRIs con prefijos
http://ex.org/Dublín ↔ ex:Dublín
• “ex:” denota un prefijo para http://ex.org/
• “Dublín” en un nombre local
Prefijos comunes:
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Desde strings …
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… hasta identificadores de la Web …
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… ¿y qué pasa con números, etc.? …
¿Deberíamos asignar IRIs a números, booleanos, etc.?
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Literals representan “valores” …
… como strings, numeros, booleanos, fechas …
• Pero solo se permiten como objeto
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Se usan los tipos de XML Schema
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Se usan los tipos de XML Schema
Por defecto un string
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Se pueden usar etiquetas de idiomas
Etiquetas de idoma
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SPARQL: SPARQL PROTOCOL AND RDF QUERY LANGAUGE
Protocolo y Lenguaje de Consulta de RDF:
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SPARQL: Consultar Grafos en RDF
Consulta: “Quién protagoniza en la película ‘Sharknado’?”
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SPARQL: Consultar Grafos en RDF
Consulta: Soluciones:
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SPARQL Prefijos: Abreviaturas de IRIs
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SPARQL: clausula de WHERE
• Donde se produce la magia
• Especifica un grafo de consulta
“Patrón triple”
(un triple con variables)
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SPARQL: clausula de WHERE
![Page 68: CC3201-1 B DATOS P 2016 Clase 14: Datos Semiestructurados: …aidanhogan.com/teaching/cc3201-1-2016/lectures/BdD2016... · 2016-12-07 · CC3201-1 BASES DE DATOS PRIMAVERA 2016 Clase](https://reader034.fdocuments.es/reader034/viewer/2022043007/5f9339d1ddd12667b1174a45/html5/thumbnails/68.jpg)
SPARQL: clausula de WHERE
Consulta: “¿En cuales (otras) películas los actores de Sharknado han actuado?”
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SPARQL: clausula de WHERE
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SPARQL: clausula de WHERE
“Basic Graph Pattern”
(un conjunto de pátrones triples)
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SPARQL: Joins
“Variable de Join”
(una variable en múltiples lugares)
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SPARQL: Unión
Consulta: “¿Qué son los títulos del las dos primeras películas en la serie Sharkando?”
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SPARQL: Unión
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SPARQL: Left-join (OPTIONAL)
Consulta: “¿Los títulos de películas y (cuando sea disponible) sus fechas de estreno?”
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SPARQL: Left-join (OPTIONAL)
“Variable UNBOUND”
(una variable sin una solución)
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SPARQL: Filtros
Consulta: “Cuales películas estrenaron en 2014?”
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SPARQL: Filtros
Resultados vacíos
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SPARQL: Filtros
Una abreviatura
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SPARQL: clausula de WHERE (otro ejemplo)
![Page 80: CC3201-1 B DATOS P 2016 Clase 14: Datos Semiestructurados: …aidanhogan.com/teaching/cc3201-1-2016/lectures/BdD2016... · 2016-12-07 · CC3201-1 BASES DE DATOS PRIMAVERA 2016 Clase](https://reader034.fdocuments.es/reader034/viewer/2022043007/5f9339d1ddd12667b1174a45/html5/thumbnails/80.jpg)
SPARQL: clausula de WHERE (otro ejemplo)
Como NOT EXISTS/EXCEPT!
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SPARQL: SELECT con *
![Page 82: CC3201-1 B DATOS P 2016 Clase 14: Datos Semiestructurados: …aidanhogan.com/teaching/cc3201-1-2016/lectures/BdD2016... · 2016-12-07 · CC3201-1 BASES DE DATOS PRIMAVERA 2016 Clase](https://reader034.fdocuments.es/reader034/viewer/2022043007/5f9339d1ddd12667b1174a45/html5/thumbnails/82.jpg)
SPARQL: SELECT con proyección
Devuelveduplicados
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SPARQL: SELECT con DISTINCT
(no hay duplicados)
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SPARQL: ASK
true si hay al menos un resultado,
false si no.
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SPARQL: CONSTRUCT
Devuelve un grafo de RDF
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Modificadores: ORDER BY, LIMIT, OFFSET
Consulta: “La segunda película y la tercera película más recientes”
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Expresiones de Caminos: “Property paths”
Consulta: “Los actores con un ‘Número de Bacon’ finito”
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LA WEB DE DATOS … HOY EN DÍA
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GOOGLE’S “RICH SNIPPETS”
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Resultados lujosos …
¿Pero cómo sabe Google del rating, calorías, duración, etc.?
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Datos anidados en los documentos
La pública recibe más clics
Google puede crear resultados lujosos
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schema.org (Bing, Google, Yahoo!, Yandex)
92
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GOOGLE’S KNOWLEDGE GRAPH
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Google: “Info-box”
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Google: Búsqueda Semántica
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Datos estructurados como grafos …
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FACEBOOK OPEN GRAPH PROTOCOL
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Mientras tanto en Facebook …
Facebook quiere saber alguna información de los
documentos con enlaces en los comentarios
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Mientras tanto en la Web …
Facebook quiere saber alguna información sobre las cosas que uno puede “Like” en la Web externa
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Facebook Open Graph Protocol
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DATA-FYING WIKIPEDIA:WIKIDATA
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¿Qué es Wikidata?
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Wikipedia: Varios Idiomas
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Wikipedia: Listas, etc.
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Alexis marca un gól …
Ahora un ejército de personas tienen que actualizar Wikipedia
(texto, listas, idiomas, etc.)
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Una solución: Wikidata
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Wikidata: datos estructurados
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Servicio de consulta (SPARQL):
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Servicio de consulta (SPARQL):
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EN CONCLUSIÓN
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Una área de investigación aquí …
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Datos ≠ Datos Relacionales
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Preguntas?