JP2014194772A - グラフデータベースクエリ処理方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】当該方法は、クエリを、一部又は全部の検索結果が一致しなければならない複数のトリプルパターンを有する、複数の結果基準に分けるステップを有し、同じ単一値トリプルパターン要素を有する又は可変値トリプルパターン要素として同じ変数IDを指定する2以上のトリプルパターンをそれぞれ有する1又は複数のサブクエリを形成するステップを有するサブクエリ形成ステップと、複数の記憶サーバの各々に各形成したサブクエリを発行するステップを有するサブクエリ発行ステップと、少なくとも1つの形成されたサブクエリを満たすトリプルをを前記複数の記憶サーバからのサブクエリ結果として受信し及び前記クエリに対する応答としてクエリ結果を準備するために前記サブクエリ結果を用いるステップを有するクエリ結果準備ステップと、を有する。
【選択図】図1
Description
本発明の実施形態は、トリプルとしてエンコードされたグラフデータのデータベースのための検索方法を含む。各トリプルは3つのトリプル要素を有し、複数の記憶サーバに格納される。当該方法は、クエリを複数の結果基準に分けるステップを有し、前記結果基準は、一部又は全部のクエリ結果が一致しなければならない複数のトリプルパターンを有し、各トリプルパターンは、それぞれ3個のトリプル要素のうちの異なる1つに対応する3個のトリプルパターン要素を有する。各トリプルパターン要素は、トリプルが前記トリプルパターンに一致しなければならない対応するトリプル要素の単一の値を指定する単一値トリプルパターン要素、又は変数IDを指定する可変値トリプルパターン要素を有し、前記IDは、トリプルのうちの前記トリプルパターンに一致する対応するトリプル要素の値に起因する。方法は、同じ単一値トリプルパターン要素を有する又は可変値トリプルパターン要素として同じ変数IDを指定する2以上のトリプルパターンをそれぞれ有する1又は複数のサブクエリを形成するステップを有するサブクエリ形成ステップと、複数の記憶サーバの各々に各形成したサブクエリを発行するステップを有するサブクエリ発行ステップと、少なくとも1つの形成されたサブクエリを満たすトリプルをを前記複数の記憶サーバからのサブクエリ結果として受信し及び前記クエリに対する応答としてクエリ結果を準備するために前記サブクエリ結果を用いるステップを有するクエリ結果準備ステップと、を更に有する。
図1は、本発明を実施する方法における方法のステップのフローチャートを示す。本発明を実施する方法は、例えば、コンピュータにより実施される方法であっても良い。ステップS1は、データベース制御部の専用機能モジュール、例えばクエリ分割モジュールにより実行されても良い。
tp2:(s1,p2,?z)
tp3:(?x,p2,?z)
図3に、トリプルパターンtp1、tp2、tp3のQPGを示す。QPGのエッジは、共有変数又は共通の結合値の名前でラベル付けされる。疑義を回避するため、「?」は可変値トリプルパターン要素を表し、「?」に続く文字は可変値トリプルパターン要素のIDを表すことに留意する。結合値は、結合値が主語(subject)/述語(predicate)/目的語(object)であることを示すs/p/oにより示される単一値トリプルパターン要素により表される。s/p/oに続く数字は、特定の値、つまりs/p/oの特定のインスタンスを表す。与えられた例では、トリプルは、ストリングオブジェクトにより表されるので、「s1」はストリングオブジェクトであり、特に主語の例である。特定の例では、同じ値を有するが異なるトリプル要素に関連する2つの結合値は、等しい又は共通であるとは考えられない。つまり、s1及びp2が同じストリングである場合、それらは、3つのトリプルパターン要素s/p/oのうちの同じ1つを表さないので、2つのトリプルパターンにより共有される結合値であると考えられない。
tp5:(?y,p2,o2)
F1:(?x≠?y)
図4に、代替例の結果基準を用いて構築されたQPGを示す。
(1)より多くの結合トリプル要素(主語、述語、目的語である)を有するトリプルパターンを選択する。
(2)フィルタリング条件は、同じサブクエリ内に現れるトリプルパターンよりも低い優先度を有する。より少ない変数を有するフィルタは、より速く処理されるので、より多くの変数を有するフィルタよりも高い優先度を有する。
(3)rdf:xxx/rdfs:xxx(つまり、RDF/RDFS名前空間が前に付く任意の特性−これらは、膨大数のトリプルを返すと予測されるので、優先順位を低くされる)の他の主語と目的語を選択することによりつながりを切断する。
(4)rdf:xxx/rdfs:xxxの他の種類の述語を選択することによりつながりを切断する。
a)rdf:xxx述語は、以下の順序の優先順位である。
rdfs:subclassof>rdfs:label>rdf:type(これは、膨大数の結果を返すと予測されるトリプルパターンとそうでないトリプルパターンの間を見分ける更なる手段を提供する)。
tp7:(?y,p2,?z)
tp6及びtp7は、変数ID「y」によりリンク付けされ、したがって1つのサブクエリに形成される。サブクエリがスレーブサーバへ送信されると、tp6又はtp7が最初にスキャンされる。したがって、?yの中間結果セットが生成される。tp6及びtp7のうちの2番目がスキャンされると、?yの結果リスト、したがって?x及び?zが部分的にインスタンス化される。しかしながら、tp6又はtp7のいずれの結果も、他のスレーブサーバに格納されたtp6及びtp7に一致するトリプルの知識を有しないで、サブクエリ全体を満たす可能性のあるトリプルのリストから除外できない。したがって、?x及び?zの部分的インスタンス化は更なる統合操作の検索空間を削減するが、tp6及びtp7に一致するトリプルは他のスレーブサーバに利用可能にされるので、?x及び?zは完全にインスタンス化でき、これらのインスタンスを有するトリプルはサブクエリ結果として返される。
12 SPARQLインタフェース
14 クエリパーティショナ
20 論理グローバル記憶層
30 スレーブサーバ
32 ローカル記憶層
Claims (15)
- トリプルとしてエンコードされたグラフデータのデータベースのための検索方法であって、各トリプルは3つのトリプル要素を有し、複数の記憶サーバに格納され、前記方法は、
クエリを複数の結果基準に分けるステップを有する分割ステップであって、前記結果基準は、一部又は全部の検索結果が一致しなければならない複数のトリプルパターンを有し、各トリプルパターンは、それぞれ3つのトリプル要素のうちの異なる1つに対応する3つのトリプルパターン要素を有し、
各トリプルパターン要素は、
トリプルが前記トリプルパターンに一致しなければならない対応するトリプル要素の単一の値を指定する単一値トリプルパターン要素、又は
変数IDを指定する可変値トリプルパターン要素であって、前記IDは前記トリプルパターンに一致するトリプルの対応するトリプル要素の値に起因する、可変値トリプルパターン要素、である、分割ステップと、
同じ単一値トリプルパターン要素を有する又は可変値トリプルパターン要素として同じ変数IDを指定する2以上のトリプルパターンをそれぞれ有する1又は複数のサブクエリを形成するステップを有するサブクエリ形成ステップと、
前記複数の記憶サーバの各々に各形成されたサブクエリを発行するステップを有するサブクエリ発行ステップと、
少なくとも1つの形成されたサブクエリを前記複数の記憶サーバからのサブクエリ結果として受信するステップと、前記クエリに対する応答としてクエリ結果を準備するために前記サブクエリ結果を用いるステップと、を有するクエリ結果準備ステップと、
を有する方法。 - 結果基準は1又は複数のフィルタリング条件を更に有し、各フィルタリング条件は、前記変数IDの中からの1又は複数の特定のIDについて、トリプルが前記クエリ結果に含まれるために、前記IDの要因となったトリプル要素の値が含まれなければならない範囲を定め、
前記サブクエリ形成ステップは、1又は複数のサブクエリを形成するステップを更に有し、各サブクエリは、変数IDを可変値トリプルパターン要素として指定するトリプルパターンと前記指定したIDの範囲を定めるフィルタリング条件とを有する、
請求項1に記載の方法。 - 前記サブクエリ形成ステップは、前記フィルタリング条件のうちの1つが、変数の別のIDに関連するトリプルが前記クエリ結果に含まれるために、前記IDの要因となったトリプル要素の値が含まれなければならない範囲を定めるとき、前記ID及び前記別のIDのサブクエリを単一のサブクエリに結合するステップを更に有する、請求項2に記載の方法。
- 前記サブクエリ形成ステップは、各単一値トリプルパターン要素又は1より多い結果基準に現れる変数IDについて、該単一値トリプルパターン要素又は変数IDを有する全ての結果基準のコピーを有するサブクエリを形成するステップを更に有する、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記クエリ結果準備ステップは、可変値トリプルパターン要素として同じ変数IDを有する2以上のトリプルパターンを有する形成されたサブクエリの各々について、
前記記憶サーバの各々から、前記2以上のトリプルパターンのうちの少なくとも1つを満たす全てのトリプルのコピーを有する個々のトリプルパターン結果を受信するステップと、
前記受信した個々のトリプルパターン結果から、該サブクエリのサブクエリ結果として格納されたトリプルのコピーを除去するステップと、
前記サブクエリの結果基準を満たすトリプルについて残りの受信した個々のトリプルパターン結果を検索し、該トリプルをサブクエリ結果として格納するステップと、
を有する、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の方法。 - 前記分割ステップ、サブクエリ形成ステップ、サブクエリ発行ステップ、及びクエリ結果準備ステップは、中央データベース制御部で実行される、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の方法。
- 各記憶サーバで、
前記形成されたサブクエリを受信するステップと、
前記受信したサブクエリの各々の結果基準を満たすトリプルについて、前記記憶サーバに格納されたトリプルをスキャンするステップと、
各受信したサブクエリについて、前記サブクエリの結果基準を満たすトリプルのコピーを、前記サブクエリのサブクエリ結果として、他の記憶サーバ及び/又は前記中央データベース制御部へ転送するステップと、
を更に有する請求項1乃至6のいずれか一項に記載の方法。 - 前記スキャンするステップは、
前記受信した形成されたサブクエリの中からそれぞれ異なるトリプルパターンを識別するステップと、
より多くの可変値トリプルパターン要素を有するトリプルパターンがより少ない可変値トリプルパターン要素を有するトリプルパターンより低く優先順位付けされるよう、前記識別された異なるトリプルパターンを優先順位付けするステップと、
優先度の順に、前記トリプルパターン毎に、中間トリプル結果セットを得るために、前記トリプルパターンに一致するトリプルについて、前記記憶サーバに格納されたトリプルをスキャンするステップと、
1より多いトリプルパターンを有するサブクエリ内の各トリプルパターンの前記中間トリプル結果セットを結合することにより、及びフィルタリング条件を有するサブクエリ内の各トリプルパターンの前記中間トリプル結果セットにフィルタリング条件を適用することにより、サブクエリ結果を得るステップと、
を更に有する請求項7に記載の方法。 - 前記記憶サーバの各々で、可変値トリプルパターン要素として同じ変数IDを指定する2以上のトリプルパターンを有するサブクエリについて、前記2以上のトリプルパターンのうちの1つを第1のトリプルパターンとして割り当てるステップと、他の記憶サーバの各々から前記サブクエリ内の1又は複数の他のトリプルパターンの各々について中間トリプル結果セットを得るステップと、前記記憶サーバにある前記第1のトリプルパターンに一致すると分かった各トリプルについて、前記サブクエリを満たすトリプルのペア又はグループを識別するために、前記の得られた中間トリプル結果セットをスキャンするステップと、を更に有する請求項8に記載の方法。
- 前記クエリ結果準備ステップは、前記クエリに従って前記サブクエリの各々のサブクエリ結果を結合することにより、クエリ結果を得るステップを有する、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記クエリはSPARQLクエリである、請求項1乃至10のいずれか一項に記載の方法。
- トリプルとしてエンコードされたグラフデータのデータベースのためのデータベース制御部であって、各トリプルは3つのトリプル要素を有し、複数の記憶サーバに格納され、前記データベース制御部は、
クエリを複数の結果基準に分けるよう構成されるクエリ分割モジュールであって、前記結果基準は、一部又は全部の検索結果が一致しなければならない複数のトリプルパターンを有し、各トリプルパターンは、それぞれ3つのトリプル要素のうちの異なる1つに対応する3つのトリプルパターン要素を有し、
各トリプルパターン要素は、
トリプルが前記トリプルパターンに一致しなければならない対応するトリプル要素の単一の値を指定する単一値トリプルパターン要素、又は
変数IDを指定する可変値トリプルパターン要素であって、前記IDは前記トリプルパターンに一致するトリプルの対応するトリプル要素の値に起因する、可変値トリプルパターン要素、である、クエリ分割モジュールと、
同じ単一値トリプルパターン要素を有する又は可変値トリプルパターン要素として同じ変数IDを指定する2以上のトリプルパターンをそれぞれ有する1又は複数のサブクエリを形成するよう構成されるサブクエリ形成モジュールと、
前記複数の記憶サーバの各々に各形成されたサブクエリを発行するよう構成されるサブクエリ発行モジュールと、
少なくとも1つの形成されたサブクエリを前記複数の記憶サーバからのサブクエリ結果として受信し、前記クエリに対する応答としてクエリ結果を準備するために前記サブクエリ結果を用いるよう構成されるクエリ結果準備モジュールと、
を有するデータベース制御部。 - 請求項12に記載のデータベース制御部と、前記トリプルを格納する複数の記憶サーバと、を有するデータ記憶システム。
- 1又は複数のコンピューティング装置により実行されると、前記1又は複数のコンピューティング装置に請求項1乃至11のいずれか一項に記載の方法を実行させる、コンピュータプログラム。
- 1又は複数のコンピューティング装置により実行されると、前記1又は複数のコンピューティング装置に請求項12に記載のデータベース制御部又は請求項13に記載のデータ記憶システムとして動作させる、コンピュータプログラム。
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