Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Damit die Suche im World Wide Web schneller und präziser wird

13.06.2012
Bayreuther Informatiker erhöhen die Effizienz der Abfragesprache SPARQL

Die meisten Internet-Nutzer erleben das World Wide Web als unerschöpfliche Fundgrube für Informationen und Unterhaltung. Was aber dabei nur wenigen bewusst ist: Hinter allen Texten, Bildern und Musikstücken steht ein hochkomplexes System von Dateiformaten, Programmen und Abfragesprachen.

Weltweit arbeiten Mathematiker und Informatiker daran, diese formalen Grundlagen im Interesse der Internet-Nutzer weiterzuentwickeln. Zu ihnen gehören auch Prof. Dr. Wim Martens, Professor für Theoretische Informatik an der Universität Bayreuth, und seine Doktorandin Dipl.-Inf. Katja Losemann. In der noch jungen Abfragesprache SPARQL haben sie Schwachstellen entdeckt, die den Umgang mit großen Datenmengen verlangsamen und die schnelle, zielgenaue Suche im Internet behindern.

Dem World Wide Web Consortium (W3C) haben sie bereits einen Vorschlag unterbreitet, wie dieses Problem beseitigt werden sollte. Eine Konferenz in Arizona/USA bot den Informatikern aus Bayreuth kürzlich die Gelegenheit, ihre Ideen zur Web-Optimie-rung der internationalen Fachwelt vorzustellen.

SPARQL ist seit 2008 eine vom W3C empfohlene Abfragesprache. Sie ermöglicht die Verarbeitung spezieller Daten, die das World Wide Web besser strukturieren: und zwar dadurch, dass sie Informationsquellen aller Art unter formalen Aspekten kenntlich machen. Dies geschieht mithilfe des Resource Description Framework (RDF), eines Regelwerks, das für die formale Beschreibung von Informationsquellen die einzuhaltenden Standards definiert. Es verhält sich wie mit den Büchern in einer großen Bibliothek. Diese werden viel leichter auffindbar, wenn Informationen über Autoren, Titel und Erscheinungsdatum sowie weitere Schlagworte auf standardisierte Weise in einer Kartei erfasst werden. In ähnlicher Weise – nur auf einem viel höheren Abstraktionsgrad – helfen die mithilfe des RDF erzeugten Daten, Informationsquellen im World Wide Web zugänglich zu machen. Um diese Daten verarbeiten zu können, wurde SPARQL entwickelt. Die neue Sprache kommt heute bei vielen Web-Recherchen zum Einsatz, ohne dass die Nutzer etwas davon bemerken.

Prof. Dr. Wim Martens und Katja Losemann haben nun herausgefunden, dass SPARQL in mancher Hinsicht kontraintuitiv ist. Die Sprache ist anders konstruiert, als mathematisch geschulte Anwender es erwarten würden. Zudem konnten sie nachweisen, dass SPARQL teilweise ineffizient arbeitet. Es dauert in einigen Fällen ungewöhnlich lange, um mittels einfacher, in SPARQL verfasster Programme eine geringe Anzahl von Bytes zu verarbeiten. Und sobald es um Datenmengen im Terabyte-Bereich geht, was bei großen Datenbanken durchaus üblich ist, entstehen sogar mit Hochleistungsrechnern extrem lange Wartezeiten von mehreren Jahren.

„Mit theoretischen Analysen und empirischen Tests ist uns der Beweis gelungen, dass diese Ineffizienz nicht durch eine falsche oder ungeschickte Programmierung zustande kommt“, erklärt Martens. „Die Ursache liegt vielmehr in der Abfragesprache SPARQL selbst, genauer gesagt: in einem Feature, das erst 2010 eingeführt wurde. Das W3C hat dieses Feature bisher nicht als Standard eingeführt. Und so bestand für uns die Chance, mit einem Optimierungsvorschlag noch rechtzeitig in die weitere Entwicklung einzugreifen.“ Die Zusammenarbeit mit Katja Losemann führte in kurzer Zeit zu einem Vorschlag, der die entdeckten Schwachstellen beseitigt. „Wir sind optimistisch, dass das W3C auf unsere Anregungen aufgeschlossen reagieren wird“, meint die Bayreuther Doktorandin. „Denn der normale Internet-Nutzer, der schnelle und präzise Antworten auf seine Suchanfragen erwartet, wird mit hoher Wahrscheinlichkeit davon profitieren – insbesondere dann, wenn SPARQL und die durch RDF definierten Standards sich im Web weiter durchsetzen.“

Ihren Optimierungsvorschlag haben die Bayreuther Informatiker mit Kollegen an der Universität von Chile und der Päpstlichen Katholischen Universität von Chile – beide in der Hauptstadt Santiago – abgestimmt. Dort hatten sich drei Forscher ebenfalls intensiv mit SPARQL befasst und waren dabei auf die gleichen Probleme gestoßen. „Dass zwei voneinander unabhängige Forschungsteams denselben Optimierungsvorschlag einbringen, wird die Erfolgsaussichten beim World Wide Web Consortium erhöhen“, glaubt Martens, der sich auch in seinen künftigen Forschungsarbeiten für Verbesserungen im World Wide Web engagieren will.

Veröffentlichung:
Katja Losemann, Wim Martens: The complexity of evaluating path expressions in SPARQL,
in: PODS '12 Proceedings of the 31st Symposium on Principles of Database Systems, Association for Computing Machinery (ACM), New York 2012, pp. 101-112

DOI (Link): 10.1145/2213556.2213573

Kontaktadresse:
Prof. Dr. Wim Martens
Theoretische Informatik
Universität Bayreuth
D-95540 Bayreuth
Tel.: +49 (0)921 55 7750
E-Mail: wim.martens@uni-bayreuth.de
Text und Redaktion:
Christian Wißler M.A.
Stabsstelle Presse, Marketing und Kommunikation Universität Bayreuth
D-95440 Bayreuth
Tel.: 0921 / 55-5356 / Fax: 0921 / 55-5325
E-Mail: mediendienst-forschung@uni-bayreuth.de

Christian Wißler | Universität Bayreuth
Weitere Informationen:
http://www.uni-bayreuth.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Nach dem Schlaganfall hilft die Smartwatch
21.11.2018 | Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften

nachricht CiViQ rüstet die Telekommunikationsbranche mit Quantentechnologien auf
21.11.2018 | Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut, HHI

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Erste Diode für Magnetfelder

Innsbrucker Quantenphysiker haben eine Diode für Magnetfelder konstruiert und im Labor getestet. Das von den Forschungsgruppen um den Theoretiker Oriol Romero-Isart und den Experimentalphysiker Gerhard Kirchmair entwickelte Bauelement könnte eine Reihe neuer Anwendungen ermöglichen.

Elektrische Dioden sind wichtige elektronische Bauteile, die elektrischen Strom in eine Richtung leiten, die Stromleitung in der anderen Richtung aber...

Im Focus: First diode for magnetic fields

Innsbruck quantum physicists have constructed a diode for magnetic fields and then tested it in the laboratory. The device, developed by the research groups led by the theorist Oriol Romero-Isart and the experimental physicist Gerhard Kirchmair, could open up a number of new applications.

Electric diodes are essential electronic components that conduct electricity in one direction but prevent conduction in the opposite one. They are found at the...

Im Focus: Millimeterwellen für die letzte Meile

ETH-Forscher haben einen Modulator entwickelt, mit dem durch Millimeterwellen übertragene Daten direkt in Lichtpulse für Glasfasern umgewandelt werden können. Dadurch könnte die Überbrückung der «letzten Meile» bis zum heimischen Internetanschluss deutlich schneller und billiger werden.

Lichtwellen eigenen sich wegen ihrer hohen Schwingungsfrequenz hervorragend zur schnellen Übertragung von Daten.

Im Focus: Nonstop-Transport von Frachten in Nanomaschinen

Max-Planck-Forscher entdecken die Nanostruktur von molekularen Zügen und den Grund für reibungslosen Transport in den „Antennen der Zelle“

Eine Zelle bewegt sich ständig umher, tastet ihre Umgebung ab und sendet Signale an andere Zellen. Das ist wichtig, damit eine Zelle richtig funktionieren kann.

Im Focus: Nonstop Tranport of Cargo in Nanomachines

Max Planck researchers revel the nano-structure of molecular trains and the reason for smooth transport in cellular antennas.

Moving around, sensing the extracellular environment, and signaling to other cells are important for a cell to function properly. Responsible for those tasks...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Podiumsdiskussion zur 11. Internationalen MES-Tagung in Hannover hochkarätig besetzt

21.11.2018 | Veranstaltungen

Hüftprothese: Minimalinvasiv oder klassisch implantieren? Implantatmodell wichtiger als OP-Methode

21.11.2018 | Veranstaltungen

Personalisierte Implantologie – 32. Kongress der DGI

19.11.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Wie aus Staub Planeten entstehen

21.11.2018 | Physik Astronomie

Podiumsdiskussion zur 11. Internationalen MES-Tagung in Hannover hochkarätig besetzt

21.11.2018 | Veranstaltungsnachrichten

gbo datacomp punktete auf Mittelstandskonferenz in Berlin mit Ergebnissen des Forschungsprojektes „quadrika“

21.11.2018 | Unternehmensmeldung

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics