Les objectifs de cette scéance de TP est d'expérimenter avec les API de programmation du framework Apache JENA (APIs core et ARQ), d'explorer le serveur SPARQL de Jena Fuseki et d'aller plus en avant dans l'utilisation de SPARQL, en particulier avec les requêtes fédérées et les requêtes de mise à jour.

1. Jena Core API

Dans les TP précédents il vous avait été proposé d'écrire des programmes Java permettant de:

  1. Générer un jeu de données RDF à partie des données CSV d'Artemis Bookstore

  2. Interroger les données RDF à l'aide du programme Java et de l'API core de Jena.

  3. Lier les données d'Artemis Bookstore avec celles de DBPedia.

Ces programmes sont regroupés dans un projet Java maven accessible depuis GitHub: ArtemisBookStore.

Exercice 1: Clonez ou téléchargez ce projet et étudiez son contenu.

contenu du projet Java ArtemisBookstore
Figure 1. : contenu du projet Java ArtemisBookstore.

Une fois le projet téléchargé recréez les données RDF pour Artemis Bookstore

  1. A l'aide du programme GenerateBookStoreGraph créez le graph RDF à partir des données CSV (exercice 5 du TP1).

  2. Une fois le graphe créé, enrichissez le en créeant des liens vers DBpedia.

    1. Récupérez les URIs et les noms des écrivains américains dans DBpedia (exercice 3.a du TP2)
    2. A l'aide du programme DBpediaMatching créer des liens owl:sameAs entre les écrivains d'Artemis BookStore et les écrivains de DBpedia. (exercice 3.b du TP2)

Exercice 2: Le programme ListBooks.java n'est pas terminé. Il permet simplement de retrouver un écrivain à partir de son nom et éventuellement son prénom. Complétez-le en utilisant l'API Jena Core, afin que, une fois le nom de l'écrivain saisi, soit affichée, si l'écrivain existe, la liste des livres qu'il a écrit.

Exercice 3:

a) En plus de liens vers DBpedia on voudrait avoir les liens vers wikidata dont les données sont plus 'rigoureuses', modifiez la requête dbpediaAmericanWriters.rq qui a permit de créer le fichier dbpediaAmericanWriters.csv utilisé pour lier les données de Artemis BookStore à DBpedia pour récuperer en plus l'URI de la ressource wikidata associée. Exécutez cette requête dans le sparql endpoint de Dbpedia et récupérez le résultat sous la forme d'un fichier csv.
Solution

b) modifiez le programme de matching, pour créer en plus des liens owl:sameAs vers DBpedia, des liens owl:sameAs vers wikidata.

2. Utilisation de fuseki

a) installation

Attention: Au 14/10/2020 la version disponible de Fuseki est la 3.16.0. Elle nécessite un version de Java 8+.

site web: http://jena.apache.org/documentation/fuseki2/index.html

Pour l'installation du serveur FUSEKI procédez comme suit

1) Télecharger FUSEKI

Sur la page de téléchargement de Jena téléchargez le serveur FUSEKI et décompressez le fichier correspondant (.tar.gz ou .zip).

2) Démarer le serveur Fuseki

  1. Dans un terminal, placez vous sur le répertoire apache-jena-fuseki-3.x.x où vous avez décompressé jena-fuseki

  2. Exécutez le script fuseki-server

3) Vérification du bon fonctionnement de fuseki

Pour verifier le bon fonctionnement de Fuseki, tapez l'url http://localhost:3030 dans votre navigateur. Vous devez obtenir une page similaire à celle affichée dans la figure ci-dessous.

4) Charger un jeu de données

Vous allez maintenant charger vos données dans fuseki

1) sélectionnez l'onglet manage datasets

2) créez un nouveau dataset qui contiendra vos données

Nommez votre dataset et sélectionnez un dataset de type persistent (TDB2).


3) Chargez vos données dans le triplestore


Sélectionnez le fichier RDF (au format turtle, XML/RDF ou JSON-LD) contenant vos données


Lancez le chargement du fichier


Si le chargement a pu s'effectuer correctement une barre verte apparaît sous votre fichier de données.


4) Utiliser l'interface fuseki pour des requêtes SPAQRL

Allez sur la page permettant de faire des requêtes SPARQL sur votre dataset


Dans cette fenêtre tapez une requête SPARQL


Exécutez la requête, vous devez obtenir sous la requête un tableau de résultats comme montré sur la figure ci-dessous.


Exercice 1: Ecrivez et testez les requêtes permettant d'obtenir les informations suivantes suivantes

  1. La liste des titres des livres écrits par Paul Auster, ordonnée par l'ordre alphabétique.
    pour trier les résultats utilisez la clause ORDER BY
    Solution

  2. La nombre d'écrivains présents dans le jeu de données.
    pour compter les résultats utilisez l'opérateur d'aggrégation COUNT
    Solution

  3. La nombre d'écrivains présents dans le jeu de données n'ayant pas de lien owl:sameAs vers DBPedia.
    pour tester l'absence d'un pattern dans le graphe utiliser le filtre de négation NOT EXISTS
    Solution

3. Requêtes fédérées

Dans le TP précédent, il vous avait été demandé de lier les données de votre librairie avec DBpedia en recherchant des liens owl:sameAs entre les écrivains présents dans votre jeu de données et les écrivains présents dans DBpedia. Grâce aux requêtes fédérées supportées par SPARQL 1.1, vous allez pouvoir utiliser ces liens pour interroger votre jeu de données tout en exploitant les informations présentes dans DBpedia.

Exercice 1: Dans l'interface web de votre serveur Fuseki, écrivez une requête SPARQL fédérée avec DBpedia qui permet de trouver la ville de naissance de Paul Auster.
Solution

4. Requêtes de mise à jour (SPARQL 1.1)

SPARQL 1.1 Update définit des requêtes de modification d'un Graphe de données. Avec ces requêtes vous pouvez facilement insérer ou supprimer des triplets de votre triple store.

Pour vous montrer l'usage de requêtes Update, nous allons dans un premier insérer un lien owl:sameAs vers DPpedia pour l'écrivain Arthur Nersesian qui n'en possède pas.

Exercice 1: Dans l'interface de requêtes de Fuseki, ecrivez et exécutez une requête permettant d'afficher tous les triplets concernant Arthur Nersesian et vérifiez qu'il n'y a pas de lien owl:sameAs.
Solution

Pour effectuer des modificatiosn du graphe à l'aide de requêtes d'insertion ou délétion) sur votre serveur Fuseki, il ne faut plus vous adresser au SPARQL endpoint http://localhost:3030/ArtemisBookstore/query qui ne permet de faire que des requêtes de consultation, mais au SPARQL endpoint dédié aux requêtes de type UpDate : http://localhost:3030/ArtemisBookstore/update, cela permet au niveau du serveur de gérer différemment les accès en mettant éventuellement un accès contrôlé pour les requêtes de mise à jour du graphe.



Pour insérer un triplet liant Arthur Nersesian à sa resource DBpedia (d'URI http://dbpedia.org/resource/Arthur_Nersesian, vous pouvez procéder comme suit:


Si la requête s'est effectuée correctement vous devez obtenir le résultat suivant


Exercice 2: En combinant une requête INSERT/WHERE (qui permet d'effectuer une insertion en utilisant les résultats d'une sélection) avec une requête fédérée sur DBpedia, inserez dans votre graphe des données issues de DBpedia indiquant l'état de naissance des écrivains pour lequel on a un lien owl:sameAs vers DPpedia.

En d'autres termes il s'agit, pour chaque écrivain ?writer ayant un lien owl:sameAs de rajouter dans votre triple store les triplets 

?writer dbo:birthPlace ?birthState.
?birthPlace rdfs:label ?stateLabel.

où ?birthPlace est l'URI de l'état de naissance de l'écrivain définie dans DBpedia. Par exemple dbr:New_Jersey pour Paul Auster.


Solution

Exercice 3: Un fois les insertions effectuées, réalisez

  • une requête permettant de trouver tous les écrivains nés en Californie.

  • une requête permettant de trouver tous les écrivains nés dans le même état que Paul Auster.

Solution

5. APIs JENA pour SPARQL

Jena offre des API permettant d'effectuer des requêtes SPARQL depuis un programme Java

Il existe dans Jena deux manières procéder pour effectuer des requêtes SPARQL

  1. l'API ARQ 'classique', compatible avec les versions antérieures de Jena

  2. l'API RDFConnection introduite avec la version 3.3 de Jena, qui d'une certaine manière rend la programmation moins lourde et exploite au mieux les possibilité de Java 8.

Exercice 1: Ecrivez un programme Java qui, pour un écrivain donné (le nom de l'écrivain est entré par l'utilisateur), permet d'afficher tous les écrivain nés dans le même état des Etats-Unis.
à la différence du programme ListBooks.java vu dans la partie 1 qui chargeait en mémoire le jeu de données puis effectuait une recherche en utilisant l'API Jena Core, ici vous construirez votre résultat en effectuant une requête SPARQL sur votre serveur Fuseki via les API Jena.

Exercice 2: Ecrivez un programme Java qui pour un écrivain donné permet d'afficher quelques éléments bibliographiques issus de DBpedia (sa date de naissance, son lieu de naissance, le résumé DBpedia).