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PublicouMaria do Carmo Jardim Beppler Alterado mais de 9 anos atrás
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Unidade 3- Consulta a dados semi-estruturados
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Requisitos desejáveis (Maier ’98) Expressividade – linguagem de consulta ao estilo SQL – possibilitar a restruturação de dados semi-estruturados Semântica precisa – muito importante para XML Composição – o resultado de uma consulta deve poder ser utilizado dentro de uma outra consulta Consulta ao esquema – visando otimização Facilitar a geração automática de consultas Consulta
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Expressões de caminho (Path expressions) Expressões que permitem navegar no grafo de dados Expressões de caminho simples – sequências de labels – exemplos root.pessoas {&p1,&p2,&p3} root.pessoas.filhos {&p2,&p3} – semântica o resultado de uma expressão de caminho r.l1. ….ln, onde l1,…,ln são os labels e r um objeto, é o conjunto de nodos do grafo acessíveis de r por um caminho do grafo tal que os arcos percorridos passam sucessivamente pelos labels l1,…,ln. Consulta
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Expressões de caminho Expressões de caminho generalizadas Idéia: além de especificar completamente um caminho, permite exprimir restrições (constraints) sobre o caminho Utilização de expressões regulares Exemplos _ é um caracter coringa que designa um label qualquer (pessoa|estudante)._.idade As expressões de caminho definidas até o presente retornam os conjuntos de objetos e não de dados semi-estruturados Consulta
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LOREL: uma linguagem de consultas para dados semi-estruturadoss Dados exemplo Consulta &bibdb &n1 &n2 &n3 paper book biblio Roux author Combalusier date1976 titleDatabase systems Smith author date1999 titleDatabase systems
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LOREL Sintaxe baseada em OQL Exemplo select author:X from biblio.book.author X Semântica – para cada nodo do conjunto biblio.book.author X toma o valor deste nodo cria um nodo de label author e de valor X Resultado {author:"Roux", author:"Combalusier", author:"Smith"} Consulta
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Query 1: SELECT author: X FROM biblio.book.author X &o1 &o12&o24&o29 &96 &30 paper book author date title author date title biblio &o47&o48 &o50 &o52 &25 Smith 1999Database Systems Roux Combalusier 1976 Database Systems... resposta author Resposta = {author: “Smith”, author: “Roux”, author: “Combalusier”} Resposta = {author: “Smith”, author: “Roux”, author: “Combalusier”}
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LOREL Restrição dentro da cláusula where Exemplo select row:X from biblio._ X where "Smith" in X.author Resultado {row:{ author:"Smith", date:1999, title:"Database systems" } Observações – X.author é uma expressão de caminho – X.author é um conjunto de valores, "Smith" in X.author é um predicado de pertinência a um conjunto Consulta
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Query 2: SELECT row: X FROM biblio._ X WHERE “Smith” in X.author &o1 &o12&o24&o29 &96 &30 paper book author date title author date title biblio &o47&o48 &o50 &o52 &25 Smith 1999Database Systems Roux Combalusier 1976 Database Systems... resposta row... resposta = {row: {author:“Smith”, date: 1999, title: “Database…”}, row: … } resposta = {row: {author:“Smith”, date: 1999, title: “Database…”}, row: … }
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LOREL Restrições dentro da cláusula where Exemplo select author:Y from biblio._ X, X.author Y, X.title Z where Z matches "*[D|d]atabase*" Resultado – retorna os autores de publicações cujo título contém a palavra "database". Tratamento de uma consulta select-from-where – três momentos: determinação do conjunto de valores definido dentro da cláusula from restrição deste conjunto com a cláusula definida dentro do where projeção dentro da cláusula select Consulta
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LOREL Criação de vários nodos dentro da projeção select row:{title:Y, author:Z} from biblio.book X, X.title Y, X.author Z Composição de consultas select row:{ select author:Y from X.author Y} from biblio.book X Lorel também permite o uso de expressões de caminho na cláusula select: select X.author from biblio.book X Consulta
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Query 3: SELECT row: ( SELECT author: Y FROM X.author Y) FROM biblio.book X &o1 &o12&o24&o29 &96 &30 paper book author date title author date title biblio &o47&o48 &o50 &o52 &25 Smith 1999Database Systems Roux Combalusier 1976 Database Systems... resposta row &a1 &a2 author Resposta = {row: {author:“Smith”}, row: {author:“Roux”, author:“Combalusier”,}, }
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LOREL Outro exemplo de composição select row:{ select author:Y, title:T from X.author Y X.title T} from biblio.book X where "Roux" in X.author Consulta
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Query 4: SELECT ( SELECT row: {author: Y, title: T} FROM X.author Y, X.title T) FROM biblio.book X WHERE “Roux” in X.author &o1 &o12&o24&o29 &96 &30 paper book author date title author date title biblio &o47&o48 &o50 &o52 &25 Smith 1999Database Systems Roux Combalusier 1976 Database Systems... resposta row &a1 &a2 author title Resposta = {row: {author:“Roux”, title: “Database…”}, row: {author:“ Combalusier ”, title: “Database…”}, } Resposta = {row: {author:“Roux”, title: “Database…”}, row: {author:“ Combalusier ”, title: “Database…”}, } (Query está errada no livro texto) title
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LOREL Semântica dos predicados de comparação select a:A, c:C from r1.row X, r2.row Y, X.a A, X.b B, Y.b B', Y.c C where B=B' – se r1 e r2 são representações de relações, esta consulta calcula a junção natural destas relações sobre os atributos b. – Dentro do contexto semi-estruturado, certos valores de B ou B' podem ser multi-valorados Consulta
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LOREL Comparações de valores select row:X from biblio.paper X where X.author = "Smith" – X.author é um conjunto de objetos, "Smith" é um valor atômico where exists Y in X.author : Y="Smith" select row:X from biblio.paper X where X.year>1993 Consultas
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Lorel Pequenas diferenças sintáticas na expressões de caminho (% ao invés de _, # ao invés de _*) Convenção de caminho: torna-se: SELECT biblio.book.author FROM biblio.book WHERE biblio.book.year = 1999 SELECT X.author FROM biblio.book X WHERE X.year = 1999
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Lorel Variáveis existenciais: – O que acontece com livros com múltiplos autores? Author é existencialmente quantificado: SELECT biblio.book.year FROM biblio.book WHERE biblio.book.author = “Roux” SELECT biblio.book.year FROM biblio.book X, X.author Y WHERE Y = “Roux”
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UnQL Patterns: Equivalente a: SELECT row: X WHERE {biblio.book: {author “Roux”, title X}} in DB, SELECT row: X FROM biblio.book Y, Y.author Z, Y.title X WHERE Z=“Roux”
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UnQL Variávels Label: – “encontre todos os tipos de publicação e seus títulos onde Roux é autor” SELECT row: {type: L, title : Y} WHERE {biblio.L: {author “Roux”, title X}} in DB,
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Bases de dadoss semi-estruturados O sistema LORE
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LORE: Lightweight Object Repository Um SGBD para dados semi-estruturados Desenvolvido em Stanford Utiliza o modelo OEM LORE
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Arquitetura LORE Compilação de consultas Data Engine Armazenamento físico gerente de dados externos gerente de índices operadores físicos gerente de objetos parserpréprocessador gerador de planos de consultas optimizador de consultas A P I GUIApplications consultas
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Linguagem de Consulta XML-QL
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Primeira linguagem declarativa para XML Como obter uma query language para XML rapidamente ? – Assumir OEM como modelo de dados – Usar características de UnQL e StruQL Patterns Templates – Projetar uma sintaxe XML-like
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Patterns em XML-QL WHERE Morgan Kaufmann $A in “www.a.b.c/bib.xml” CONSTRUCT $A WHERE Morgan Kaufmann $A in “www.a.b.c/bib.xml” CONSTRUCT $A Encontre todos os autores que publicaram pela Morgan Kaufmann: Abreviação: fecha qualquer tag.
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Exemplo2 Encontre os autores e títulos dos livros da AWL where AWL $T $A in “www.a.b.c/bib.xml” construct $A $T
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Resultado do Exemplo2 Ceri Active Database System Widom Active Database System...
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Patterns em XML-QL where Jones in “www.a.b.c/bib.xml” construct $X where Jones in “www.a.b.c/bib.xml” construct $X Encontre as linguagens nas quais Jones têm publicado:
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Construtores em XML-QL where $A in “www.a.b.c/bib.xml” construct $A $L where $A in “www.a.b.c/bib.xml” construct $A $L Resultado: Smith English Smith French Doe English.. Encontre todos os autores e as linguagens nas quais eles publicaram:
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Consultas aninhadas em XML-QL WHERE $A in “www.a.b.c/bib.xml” CONSTRUCT $A WHERE $A in “www.a.b.c/bib.xml” CONSTRUCT $L WHERE $A in “www.a.b.c/bib.xml” CONSTRUCT $A WHERE $A in “www.a.b.c/bib.xml” CONSTRUCT $L Encontre os autores e as linguagens nas quais eles publicaram; agrupando por autores: Obs: book.author é uma expressão de caminho
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Smith English French … Doe English … Resultado:
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Junção em XML-QL WHERE $a CONTENT_AS $p in “www.a.b.c/bib.xml” $a in “www.a.b.c/bib.xml”, $L = “English” CONSTRUCT $p WHERE $a CONTENT_AS $p in “www.a.b.c/bib.xml” $a in “www.a.b.c/bib.xml”, $L = “English” CONSTRUCT $p Encontre os artigos que têm pelo menos um autor que também escreveu um livro em inglês
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Variáveis Tag em XML-QL WHERE $t 2000 Carlos in “www.a.b.c/bib.xml”, in {author, editor} CONSTRUCT $t Carlos WHERE $t 2000 Carlos in “www.a.b.c/bib.xml”, in {author, editor} CONSTRUCT $t Carlos Encontre as publicações publicadas em 2000 nas quais Carlos é um autor ou editor
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Path Expressions em XML-QL Seja o DTD: A consulta: “Encontre os nomes da peças que contêm um fabricante “Ford” sem considerar o nível de aninhamento em que a peça occorre: WHERE $r Ford in “www.a.b.c/pecas.xml” CONSTRUCT $r
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Path Expressions em XML-QL No exemplo anterior peca* é uma expressão de caminho regular que é equivalente à seguinte sequência infinita de patterns: $r Ford...
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Path Expressions em XML-QL A consulta a seguir ilustra o uso de alternativa (|), concatenação(.) e asterisco(*) em expressões regulares: WHERE $r IN “www.a.b.c/peca.xml” CONSTRUCT $r
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Integrando dados de diferentes fontes XML Encontre os nomes e CPF das fontes www.receita.gov.br/contribuintes.xml e www.ufpb.br/professores.xml WHERE $n $c IN “www.ufpb.br/professores.xml”, $c $i IN “www.receita.gov.br/contribuintes.xml” CONSTRUCT $n $i
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Linguagem de Consulta X-Query
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XQuery Baseda em Quilt (que é baseda em XML-QL) http://www.w3.org/TR/xquery/2/2001 XML Query data model
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FLWR (“Flower”) Expressions FOR... LET... WHERE... RETURN...
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XQuery Encontre os títulos dos livros publicados após 1995: FOR $x IN document("bib.xml") /bib/book WHERE $x/year > 1995 RETURN $x/title FOR $x IN document("bib.xml") /bib/book WHERE $x/year > 1995 RETURN $x/title Resultado: abc def ghi
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XQuery Para cada autor de um livro publicado pela Morgan Kaufmann, listar os livros publicados: FOR $a IN distinct( document("bib.xml") /bib/book[publisher=“Morgan Kaufmann”]/author) RETURN $a, FOR $t IN /bib/book[author=$a]/title RETURN $t FOR $a IN distinct( document("bib.xml") /bib/book[publisher=“Morgan Kaufmann”]/author) RETURN $a, FOR $t IN /bib/book[author=$a]/title RETURN $t distinct = elimina duplicatas
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XQuery Resultado: Jones abc def Smith ghi
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XQuery FOR $x in expr -- liga $x a cada valor na lista expr LET $x = expr -- liga $x à inteira lista expr – Usado para subexpressões comuns e para agregações
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XQuery count = função (aggregate) que retorna o número de elementos FOR $p IN distinct(document("bib.xml")//publisher) LET $b := document("bib.xml")/book[publisher = $p] WHERE count($b) > 100 RETURN $p FOR $p IN distinct(document("bib.xml")//publisher) LET $b := document("bib.xml")/book[publisher = $p] WHERE count($b) > 100 RETURN $p
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XQuery Encontre os livros cujos preços são maiores do que a média de preços: FOR $b in document("bib.xml") /bib/book LET $a=avg( document("bib.xml") /bib/book/price) WHERE $b/price > $a RETURN $b FOR $b in document("bib.xml") /bib/book LET $a=avg( document("bib.xml") /bib/book/price) WHERE $b/price > $a RETURN $b
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XQuery Sumário: FOR-LET-WHERE-RETURN = FLWR FOR/LET Clauses WHERE Clause RETURN Clause Lista de tuplas Instância do modelo de dados Xquery
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FOR versus LET FOR liga variáveis nodo iteration LET liga variáveis coleção one value
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FOR versus LET FOR $x IN document("bib.xml") /bib/book RETURN $x FOR $x IN document("bib.xml") /bib/book RETURN $x Retorna:... LET $x IN document("bib.xml") /bib/book RETURN $x LET $x IN document("bib.xml") /bib/book RETURN $x Retorna:...
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Coleções em XQuery Conjuntos e Bags – /bib/book/author = uma coleção do tipo Bag – Distinct(/bib/book/author) = uma coleção do tipo conjunto (Set) LET $a = /bib/book $a é uma coleção $b/author uma coleção (vários autores...) RETURN $b/author Retorna:...
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Ordenação em XQuery FOR $p IN distinct(document("bib.xml")//publisher) RETURN $p/text(), FOR $b IN document("bib.xml")//book[publisher = $p] RETURN $b/title, $b/price SORTBY(price DESCENDING) SORTBY(name) FOR $p IN distinct(document("bib.xml")//publisher) RETURN $p/text(), FOR $b IN document("bib.xml")//book[publisher = $p] RETURN $b/title, $b/price SORTBY(price DESCENDING) SORTBY(name) Argumentos de sort referem-se ao namespace da cláusula RETURN e não da cláusula FOR
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If-Then-Else FOR $h IN //holding RETURN $h/title, IF $h/@type = "Journal" THEN $h/editor ELSE $h/author SORTBY (title) FOR $h IN //holding RETURN $h/title, IF $h/@type = "Journal" THEN $h/editor ELSE $h/author SORTBY (title)
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Quantificador Existencial FOR $b IN //book WHERE SOME $p IN $b//para SATISFIES contains($p, "sailing") AND contains($p, "windsurfing") RETURN $b/title FOR $b IN //book WHERE SOME $p IN $b//para SATISFIES contains($p, "sailing") AND contains($p, "windsurfing") RETURN $b/title
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Quantificador Universal FOR $b IN //book WHERE EVERY $p IN $b//para SATISFIES contains($p, "sailing") RETURN $b/title FOR $b IN //book WHERE EVERY $p IN $b//para SATISFIES contains($p, "sailing") RETURN $b/title
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