20041118_Anfragespra.. - Informatik Uni Leipzig
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Institut für Informatik
Betriebliche Informationssysteme
RDF Query Languages
Oxana Krieger
Yuliya Grinshteyn
Oxana Krieger Yuliya Grinshteyn
1
RDF Anfragesprachen
Übersicht
Institut für Informatik
Betriebliche Informationssysteme
Gliederung
1. SQL/OQL- basierte Sprachen
RQL
RDQL: praktische Anwendung von Anfragen
SeRQL
2. Regelbasierte Sprachen
Triple
Versa
N3
3. Vergleich von Anfragesprachen
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2
RDF Anfragesprachen
SQL/OQL- basierte Anfragesprachen
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Betriebliche Informationssysteme
RDF Query Language (RQL)
The First Declarative Language for uniformly querying RDF
schemas and resource descriptions (Forth Institute of Computer
Science)
Eigenschaften:
• RQL basiert auf den Graphenmodell von RDF :
- bietet Eigenschaften für die Navigation auf dem Graph
und Auswahl bestimmten Kanten und Knoten für weitere
Abfragen.
• RQL folgt einer SQL / OQL-artigen Syntax :
- select-from-where Anfragen
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3
RDF Anfragesprachen
RQL Sprachenübersicht
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Betriebliche Informationssysteme
Supports von RQL
• XML Schema Datentypen
- Filterung von wörtlichen Werten
• RDF Schema :
- insbesondere die durch (subClassOf, subPropertyOf)
definierten Relationen von Klassen und Properties
• Quantification iterators
- EXISTS, FORALL
• Aggregatfunktionen (count …)
- Extrahieren der Statistik
• Namespace Abkürzungsmechanismus
- Bsp :using namespace
vCard = <http://www.w3.org/2001/vcard-rdf/3.0#>
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4
RDF Anfragesprachen
RQL Sprachenübersicht
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Variablen
• Variablen werden per Namen identifiziert
• Namen der Variablen : Var1, var_1
• Variablen von Prädikaten fangen mit dem Präfix @ an
- Beispiel: @p
• Variable von schema classes fangen mit dem Präfix $ an
- Beispiel: $s
Operatoren
• Logische Operatoren:
AND, OR, NOT
• Vergleichsoperatoren:
<, <=,= , >= , >, !=
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5
RDF Anfragesprachen
RQL Sprachenübersicht
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Betriebliche Informationssysteme
Path expressions (Pfad-Ausdrücke)
•
•
•
•
werden in der „from“-Klausel verwendet
- RQL: from {X} @P {Y}
Knoten und Kanten können Variable, URIs du Literalen sein
- RQL: {PAINTER} cult:paints {PAINTING}
Ein Knoten kann leer sein, wenn sein Wert unwichtig ist
- RQL: {PAINTER} cult:paints . cult:technique {TECH}
Pfad-Ausdrücke können aus mehreren Trippeln bestehen:
foo:worksFor
Person
rdf:type
Company
foo:ITCompany
{Person} foo:worksFor {Company}. rdf:type{foo:ITCompany}
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6
RDF Anfragesprachen
RQL Sprachenübersicht
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Betriebliche Informationssysteme
SELECT – FROM – WHERE Query
• SELECT gibt an, welche Anfragevariablen in welcher Ordnung
im Anfrageergebnis ausgegeben werden sollen
- „*“ werden alle Variablen ausgegeben, Ordnung kann
nicht bestimmt werden
• FROM enthält Pfad-Ausdrücke, definiert Pfade im
RDF-Graphen
• WHERE ist optional, kann zusätzlich boolesche
Einschränkungen auf den Werten in den Pfad-Ausdrücken
(from) enthalten
Beispiel
select X, @P
from {X} @P {Y}
// X - Subjekt
// @P - Prädikat
where Y like "Pablo"
// Y - Objekt
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7
RDF Anfragesprachen
RDQL Sprachenübersicht
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RDF Data Query Language (RDQL)
has been implemented in a number of RDF systems for extracting
information from RDF graphs (W3C)
Eigenschaften:
• definiert einen Mustergraphen , der mit dem RDF-Graphen
verglichen wird und eine Menge von übereinstimmenden
Teilgraphen zurückliefert.
• SQL / OQL-artigen Syntax :
- select-from-where Anfragen
• Status W3C Submission
• Entwicklung von HP
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RDF Anfragesprachen
RDQL Sprachenübersicht
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Supports
• Namespace Abkürzungsmechanismus
• model-level access mechanism
Namespaces
• Syntax: “ using … for“ Klausel am Ende der Query
Bsp.: USING info FOR <http://somewhere/peopleInfo#>
Variablen
• Variablen werden per Namen identifiziert
• Namen der Variablen fangen mit dem Präfix „?“ an
Bsp.: ?resource, ?fName
URIs
• URIs werden in „<> “ quotiert
Beispiel:
WHERE (?x, <http://www.w3.org/2001/vcard-rdf/3.0#FN>, ?fName)
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RDF Anfragesprachen
RDQL Sprachenübersicht
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Muster Graph
• werden in der „where“-Klausel verwendet
WHERE (?y, <http://www.w3.org/2001/vcard- rdf/3.0#Family>,
"Smith")
• Pfade
?Person
foo:works
For
?Compan
y
rdf:type
foo:ITCompany
(?Person, <foo:worksFor> ,?Company),
(?Company, <rdf:type>, foo:ITCompany)
• Knoten und Kanten können Variable, URIs du Literalen sein
- Bespiel: (?PAINTER, cult:paints ,?PAINTING)
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RDF Anfragesprachen
RDQL Sprachenübersicht
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SELECT – FROM – WHERE Query
• SELECT gibt an, welche Anfragevariablen im Anfrageergebnis
ausgegeben werden sollen.
• FROM spezifiziert die zu untersuchenden Modelle anhand von
URIs (kaum benutzt)
• WHERE wird gefolgt von einer Liste konjunktiv verbundener
Triple-Muster. Diese Muster werden mit allen Trippeln, die im
Modell enthalten sind, verglichen und übereinstimmende
Tripel in einer Ergebnismenge gesammelt.
• AND gibt Bedingungen für den Gütigkeitsbereich von Variablen
an.
• USING ermöglicht zur Verbesserung der Übersichtlichkeit der
Anfrage die Einführung von Platzhaltern..
- Beispiel:
SELECT ?resource
WHERE (?resource, <info:age>, ?age) AND ?age >= 24
USING info FOR <http://somewhere/peopleInfo#>
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RDF Anfragesprachen
Praktische Anwendung RDQL Anfragen
•
SELECT ?x, ?fname
WHERE (?x, <http://www.w3.org/2001/vcard-rdf/3.0#FN>, ?fname)
http://www.w3.org/2001/vcar
d-rdf/3.0#FN
?x
•
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?fname
SELECT ?givenName
WHERE (?y, <http://www.w3.org/2001/vcard-rdf/3.0#Family>, "Smith"),
(?y, <http://www.w3.org/2001/vcard-rdf/3.0#Given>, ?givenName)
http://www.w3.org/2001/vcardrdf/3.0#Family
Smith
?y
http://www.w3.org/2001/vcardrdf/3.0#Given
•
(alternativ zu 1).
SELECT ?x
?givenName
WHERE (?x, <vCard:FN>, "John Smith")
USING vCard FOR <http://www.w3.org/2001/vcard-rdf/3.0#>
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RDF Anfragesprachen
Praktische Anwendung RDQL Anfragen
•
SELECT ?resource, ?givenName
WHERE (?resource, <http://www.w3.org/2001/vcard-rdf/3.0#N>, ?z) ,
(?z, <http://www.w3.org/2001/vcard-rdf/3.0#Given>, ?givenName)
?resource
•
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http://www.w3
.org/
http://www.w3.or
g/2001/
?z
2001/vcardrdf/3.0#N
?givenName
vcardrdf/3.0#Given
SELECT ?resource
WHERE (?resource, <info:age>, ?age)
AND ?age >= 24
USING info FOR <http://somewhere/peopleInfo#>
info:age
?resource
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?age
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RDF Anfragesprachen
Praktische Anwendung RDQL Anfragen
•
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SELECT ?resource, ?familyName
WHERE (?resource, <info:age>, ?age) ,
(?resource, <vCard:N>, ?y) ,
(?y, <vCard:Family>, ?familyName)
AND ?age >= 24
USING info FOR <http://somewhere/peopleInfo#> ,
vCard FOR <http://www.w3.org/2001/vcard-rdf/3.0#>
?resource
info:age
?age
vCard:
v:Card:N
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?y
?familyName
Family
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RDF Anfragesprachen
SeRQL
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Sesame RDF Query Language (SeRQL)
A new RDF/RDFS query language that is currently being developed
by Aduna as part of Sesame (SeRQL munuel)
Eigenschaften:
• vereinigt beste Eigenschaften der anderen Anfragen-Sprachen
( RQL, RDQL, N-Triples, N3 ) und fügt ihre eigene hinzu
• Graph Transformation.
• Ausdrucksvolle Pfad-Ausdruck-Syntax.
• Optional Pfad Matching.
• Folgt einer SQL / OQL-artigen Syntax:
- select-from-where Anfragen
Supports:
• RDF Schema Support.
• XML Schema Datentyp Support
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RDF Anfragesprachen
SeRQL Sprachenübersicht
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Literalen
• Bestehen aus 3 Teilen : Label, language tag ,Datentyp
• Beispiele:
• "foo"
• "foo"@en
• "<foo/>"^^<http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntaxns#XMLLiteral>
Variablen
• Variablen werden mit Namen identifiziert
• Zeichen „_“, „.“, „-“ sind erlaubt
• Beispiel für Namen der Variablen:
- Var1, _var2
- unwise.var-name_isnt-it
URI
• URIs werden in „<> “ quotiert
- <http://www.openrdf.org/index.html>
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RDF Anfragesprachen
SeRQL Sprachenübersicht
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Path expressions (Pfad-Ausdrücke)
• Knoten und Kanten können Variable, URIs du Literalen sein
Bespiel: {PAINTER} cult:paints {PAINTING}
• Grundlegende Pfad-Ausdrücke:
SeRQL: {Person} foo:worksFor {Company} rdf:type
{foo:ITCompany}
oder {Person} foo:worksFor {Company},
{Company} rdf:type {foo:ITCompany}
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RDF Anfragesprachen
SeRQL: Pfad-Ausdrücke
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• Multi-value Knoten
1. Variante:
{subj1} pred1 {obj1, obj2, obj3}
oder
{subj1} pred1 {obj1},
{subj1} pred1 {obj2},
{subj1} pred1 {obj3}
2. Variante:
- {subj1, subj2, subj3} pred1 {obj1}
3. Variante:
{first} pred1 {middle1, middle2} pred2 {last}
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RDF Anfragesprachen
SeRQL: Sprachenübersicht
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Path expressions (Pfad-Ausdrücke)
Zweige
{subj1} pred1 {obj1}; pred2 {obj2}
oder
{subj1} pred1 {obj1},
{subj1} pred2 {obj2}
• optionale Pfad Ausdrücke:
{Person} person:name {Name};
person:age {Age};
[person:email {EmailAddress}]
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RDF Anfragesprachen
SeRQL Sprachenübersicht
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Query
SELECT Query
- gibt Menge der Anfragevariablen in vorgegebener
Ordnung
- select from where Notation
- Bsp: SELECT O, S FROM {S} rdfs:label {O}
CONSTRUCT Query
- gibt Menge Trippeln zurück
- constuct from where Notation
- Bsp.: CONSTRUCT {Parent} foo:hasChild {Child}
FROM {Child} foo:hasParent {Parent}
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RDF Anfragesprachen
Regelbasierte Sprache TRIPLE
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TRIPLE
vereinigt in sich eine Anfrage-Sprache und eine Sprache von
Regeln
Supports:
-
Ressourcen & Namespaces, Abkürzungen
Models ( Reihe von RDF Statements)
Reification
Regeln
Transformationen
Sprachenübersicht:
• Syntaktische Erweiterung der Hornlogik
• Syntaktisch ähnlich der F-Logik :
- subject[predikate object]
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(“molecule”).
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RDF Anfragesprachen
TRIPLE Sprachenübersicht
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• Statements, triples, molecules:
– subject[predicate object]
– subject[p1 o1; p2 o2; ...]
– s1[p1 s2[p2 o] ]
• Reification:
– stefan[believes <Ora[isAuthorOf homepage]> ]
• Logische Formeln:
– usual logical connectives and quantifiers:
– alle Variablen werden über (oder ) eingeführt
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RDF Anfragesprachen
TRIPLE Sprachenübersicht
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• Clauses:
– Fakt: s[p1 o1; p2 o2; ...].
– Regel: X s1[p1X] s2[p2X] ... .
• Namespace und Resource abbreviations:
– rdf := “http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#”.
– isa := rdf:subClassOf
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23
RDF Anfragesprachen
TRIPLE Sprachenübersicht
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Beispiel: Dublin Core Metadata
dc := “http://purl.org/dc/elements/1.0/”.
dfki := “http://www.dfki.de/”.
namespace abbreviations
block
@dfki:documents {
dfki:d_01_01 [
dc:title “TRIPLE”;
dc:creator “Michael Sintek”;
dc:subject RDF;
dc:subject triples; ... ].
}
fact
Michael Sintek
TRIPLE
dc:title
dc:creator
dfki:d_01_01
dc:subject
dc:subject
RDF
...
triples
rule
FORALL D <- D[dc:subject
RDF]@dfki:documents.
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Ergebnis: dfki:d_01_01
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RDF Anfragesprachen
Regelbasierte Anfragesprache Versa
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Versa is a specialized language for addressing and querying an
RDF model. It allows traversal of arcs, processing of node
contents, and general expression evaluation.
Unterstützt:
•
•
•
•
boolesche Logik;
set – Operationen;
transitive Operationen;
das Stringvergleich;
Datentypen:
• Ressource
spam:eggs
@“http: // rdfinference.org“
• String
• Number
• Boolean
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25
RDF Anfragesprachen
Regelbasierte Anfragesprache Versa
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Versa Query Structure
• Query
• Traversal and filter expressions
- Forward traversal and filter expressions
- Backward traversal expressions
Forward traversal operator
list-expression - list-expression -> boolean-expression
return Liste von
Objekten
Forward filter operator
list-expression - list-expression |-> boolean-expression
return Liste von Subjekten
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26
RDF Anfragesprachen
Regelbasierte Anfragesprache Versa
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An illustration of the workings of a traversal expression
type(t1) – p1->contains(„b“)
type(t1) – p1->contains(„b“)
type(t1) – p1->contains(„b“)
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27
RDF Anfragesprachen
Regelbasierte Anfragesprache Versa
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all() - dc:date -> *
Ergebnis:
<List>
<String>2001-03-04</String> </List>
all() - dc:date -> contains("-03-")
Ergebnis:
<List>
<String>2001-03-04</String> </List>
Oxana Krieger Yuliya Grinshteyn
all() |- dc:date -> contains("-03-")
Ergebnis:
<List> <Resource>
http://rdfinference.org/ril/issue-tracker/i2001030423
</Resource></List>
28
RDF Anfragesprachen
Regelbasierte Anfragesprache Versa
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Backward traversal expression:
Form : list <- list - boolean
"2001-03-04" <- dc:date - *
<List>
<Resource>
http://rdfinference.org/ril/issue-tracker/i2001030423
</Resource>
</List>
("2001-03-04" <- dc:date - *) - dc:title -> *
<List><String>Unnecessary abbreviation</String></List>
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29
RDF Anfragesprachen
Regelbasierte Anfragesprache N3
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Betriebliche Informationssysteme
Notation3 (N3) provides a text-based syntax for RDF. Therefore
the data model of N3 conforms to the RDF data model.
Additionally, N3 allows to dene rules, which are denoted using a
special syntax. Such rules, whilst not a query language per se,
can be used for the purpose of querying.
Unterstützt:
• Namespace Abkürzungsmechanismus
@prefix rdfs: <http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#> .
• Aggregatfunktionen
z.B. count
• Rekursionen
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30
RDF Anfragesprachen
Regelbasierte Anfragesprache N3
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Betriebliche Informationssysteme
• Namen der Variablen fangen mit dem Präfix „?“
an Bsp.: ?Var
• Statement
subject predicat object
• Mehrere Objekte für ein Subjekt :
sub pred1 obj1, pred2 obj2.
• Am Ende der Regel steht immer „ . “
• Markierung von Blanck node durch die eckigen Klammern
Query - Beispiel:
?y rdfs:label „foo“=>?y a:QueryResalt. – Gibt alle Ressourcen, die
eine Label „foo“ haben, zurück.
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31
RDF Anfragesprachen
5. Vergleich von Anfragesprachen
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RDQL
TRIPLE
SeRQL
Versa
N3
RQL
Path Expressions
+
+
+
+
+
+
Optional Path Expressions
-
-
+
+
°
°
Union
-
+
-
+
+
+
Difference
-
-
-
°
-
+
Quantification
-
°
-
-
-
+
Aggregation
-
-
-
+
+
+
Recursion
-
+
-
+
+
°
Reification
°
+
+
°
-
°
Collection and Containers
°
°
°
°
°
°
Namespace
°
-
+
-
+
+
Language
-
-
+
-
-
°
Lexical Space
+
+
+
+
+
+
Value Space
°
-
+
-
-
+
Oxana Krieger Yuliya Grinshteyn
32
RDF Anfragesprachen
5. Vergleich von Anfragesprachen
Institut für Informatik
Betriebliche Informationssysteme
• Usecase Namespace
z.B. Return all resources whose namespace starts with
„http://www.uni-leipzig.de/“.
• Usecase Language:
<acm:Topic
rdf:about="#ACMTopic/Information_Systems/Database_Management">
<rdfs:label xml:lang="en“>Database Management</rdfs:label>
<rdfs:label xml:lang="de“>Datenbankmanagement</rdfs:label>
<acm:SubTopic
rdf:resource="#ACMTopic/Information_Systems/Database_Management/Lan
guages" />
</acm:Topic>
Return the German label of the topic whose English label is
„Database Management“.
Oxana Krieger Yuliya Grinshteyn
33
RDF Anfragesprachen
Quellen
Institut für Informatik
Betriebliche Informationssysteme
• Sesame RQL : a Tutorial
http://www.openrdf.org/doc/rql-tutorial.html
• Jena Tutorial – RDQL
http://www.hpl.hp.com/semweb/doc/tutorial/RDQL/
• The SeRQL query language(manual)
http://www.openrdf.org/doc/users/ch06.html
• RDF Query using Versa
http://www-106.ibm.com/ developerworks/xml/library/xthink10/index.html#1
• TRIPLE – A Query, Inference and Transformation
Language
http://www.dfki.uni-kl.de/frodo/triple/iswc2002/TripleReport.pdf
• Notation 3
http://www.w3.org/DesignIssues/Notation3.html
• Comparison of Query Languages
http://www.aifb.uni-karlsruhe.de/WBS/pha/rdf-query/
Oxana Krieger Yuliya Grinshteyn
34
![Datei Foo.java: public class Foo { char[] einlesen (String dateiname](http://s1.studylibde.com/store/data/002741653_1-ac3e60610458aad21dfb948619828dc4-300x300.png)
