J-Logic: a Logic for Querying JSON
我们提出了一个逻辑框架，基于数据库，研究查询JSON数据的基础。我们称之为J-Logic的方法的主要特点是强调路径。路径是键序列，用于访问嵌套JSON对象的树结构。J-Logic还提供了一种从路径或子路径生成新密钥的方法，即“packing”。具有递归的J-Logic在计算上是完整的，但许多查询可以在没有递归的情况下表达，例如深度相等。我们给出了一个必要条件，查询是可表达的，没有递归。我们的大多数结果都集中在JSON对象作为从键到值的部分函数的确定性本质上。然而，由J-逻辑程序定义的谓词可能不能正确地描述对象。尽管如此，我们表明，在J-Logic中的每个对象到对象的转换可以只使用中间结果中的对象来定义。此外，我们证明了它是可判定的是否一个积极的，非递归的J-逻辑程序总是返回一个对象时，给定的对象作为输入。关于包装，我们表明，包装是不必要的，如果输出不需要新的密钥。最后，我们展示了查询包含的可判定性，积极的，非递归的J-逻辑程序。
2020-06-07 cs.DB
Querying Schemas With Access Restrictions
我们研究验证系统的过渡包括访问基于Web的数据源。访问是在关系数据库中查找关系，为关系中的一组位置固定值。例如，转换可以表示对Web表单的访问，其中用户被限制为填写特定字段集的值。我们看看验证属性的模式描述这样一个系统的可能访问。我们提出了一种语言，其中可以描述的访问路径的属性，并指定额外的限制访问所实施的模式。我们的主要属性语言，AccLTL，是基于线性时间时态逻辑的一阶扩展，解释访问路径的关系结构序列。我们还提出了一个较低级别的自动机模型，Aautomata，AccLTL规范可以编译成。我们表明，AccLTL和A-自动机可以表达静态分析问题有关的“查询有限的访问模式”，在过去的数据库文献中已经研究过，如访问是否相关回答查询，以及两个查询是否是等价的，在可访问的数据，他们可以返回。我们证明了可判定性和复杂性结果的几个限制和变体的AccLTL，并解释哪些属性的路径可以表示在每个限制。
2012-03-29 cs.DB
Querying for Paths in Graphs using Context-Free Path Queries
针对图结构数据的导航查询，诸如常规路径查询和上下文无关路径查询，通常被评估为节点对$(m, n)$的关系，使得存在从$m$到$n$的路径满足查询的条件。虽然这种关系查询语义具有实用价值，我们认为，关系查询语义只能提供有限的洞察力的图数据的结构。为了解决关系查询语义的局限性，我们引入了全路径查询语义和单路径查询语义。根据这些基于路径的查询语义，查询被评估为满足查询条件的所有路径，或者，分别，到一个单一的这样的path.While专注于上下文无关的路径queries，我们提供了一个正式的框架，用于评估图上的查询使用基于路径的查询语义。对于所有路径的查询语义，我们表明，查询的结果可以表示为一个有限的上下文无关文法与节点信息相关的查询结果中派生的每个路径的注释。对于单路径查询语义，我们建议搜索最小长度的路径。我们减少的问题，找到这样一个路径的最小长度找到一个字符串的最小长度在上下文无关的语言，并推导出这样一个字符串，我们提出了一个新的算法。我们的初步研究结果表明，基于路径的查询语义增加了实用价值和查询评价基于路径的查询语义是可行的，即使当查询结果增长非常大。对于单路径查询语义，确定严格的最坏情况下的查询结果的大小上界仍然是未来工作的重点。
2016-01-31 cs.DB cs.DS
IS-LABEL: an Independent-Set based Labeling Scheme for Point-to-Point Distance Querying on Large Graphs
我们研究的问题，计算最短路径或两个查询顶点之间的距离在一个图，这有许多重要的应用。已经提出了相当数量的索引来回答这样的距离查询。然而，所有这些索引只能处理大小勉强达到100万个顶点的图，鉴于当今许多快速增长的现实世界图，如社交网络和Web图，这是相当小的。我们提出了一个有效的索引，这是一个新的标记方案的基础上的独立集的图。我们表明，我们的方法可以处理图的大小比现有的索引大三个数量级。
2012-11-11 cs.DB
PPQ-Trajectory: Spatio-temporal Quantization for Querying in Large Trajectory Repositories
我们提出了PPQ轨迹，时空量化为基础的解决方案，查询大型动态轨迹数据。PPQ轨迹包括分区式预测量化器（PPQ），其生成具有自相关和基于空间邻近度的分区的误差有界码本。对码本进行索引以在压缩轨迹上运行近似和精确的时空查询。PPQ轨迹包括用于码本的坐标四叉树编码，支持精确查询。一个增量的时间分区为基础的索引，以避免在查询过程中的轨迹的全面重建。一组广泛的实验结果的时空查询真实的轨迹数据集。PPQ轨迹显示出显着的改进，在几个性能指标，包括结果的准确性，当摘要直接用于提供近似的查询结果，空间偏差，时空路径查询可以回答时，摘要被用作索引，以及所花费的时间来构建摘要的替代品。在摘要的质量和压缩比上的优异结果也被证明。
2020-10-26 cs.DB
The Sticky Path to Expressive Querying: Decidability of Navigational Queries under Existential Rules
TU Dresden（德累斯顿工业大学）；University of Wrocław（弗罗茨瓦夫大学）；Center for Scalable Data Analytics and Artificial Intelligence Dresden/Leipzig（德累斯顿/莱比锡可扩展数据分析与人工智能中心）
本文研究存在规则下导航查询的可判定性，证明任意有限合一集规则集上正则路径查询不可判定，而粘性规则集上可判定，但轻微扩展RPQ形式会导致不可判定。
2024-07-19 cs.AI cs.DB cs.LO
Killing Two Birds with One Stone -- Querying Property Graphs using SPARQL via GREMLINATOR
知识图谱在过去十年中变得流行，并且经常依赖于资源描述框架（RDF）或属性图（PG）数据库作为数据模型。然而，这两种数据模型的查询语言--RDF的SPARQL和PG遍历语言Gremlin --缺乏互操作性。我们介绍Gremlinator，SPARQL（W3C RDF标准化语言）和Gremlin（一种流行的属性图遍历语言）的第一个翻译器。Gremlinator将SPARQL查询转换为Gremlin路径遍历，以便在图数据库上执行图模式匹配查询。这允许精通SPARQL的用户访问和查询各种各样的图数据管理系统（DMS），避免了适应新的图查询语言（GQL）的陡峭学习曲线。Gremlin是一种与图计算系统无关的遍历语言（涵盖OLTP图数据库或OLAP图处理器），使其成为支持查询图DMS的互操作性的理想选择。Gremlinator目前支持SPARQL 1.0的一个子集的翻译，特别是SPARQL SELECT查询。
2018-01-25 cs.DB
One Algorithm to Evaluate Them All: Unified Linear Algebra Based Approach to Evaluate Both Regular and Context-Free Path Queries
基于Kronecker乘积的上下文无关路径查询算法（CFPQ）由Orachev等人（2020）提出。我们将此算法简化为布尔矩阵上的操作，并将其扩展为提取所有感兴趣路径的机制。我们还证明了所提出的算法的$O(n^3/\log{n})$时间复杂度，其中n是输入图的顶点数。因此，我们提供了另一种方法来构建CFPQ的轻微次立方算法，该算法基于线性代数和增量传递闭包（经典的图论问题），而不是Chaudhuri（2008）提出的具有相同复杂度的算法。我们的评估表明，我们的算法是一个很好的候选人，是一个通用的算法，定期和上下文无关的路径查询。
2021-03-26 cs.DB cs.PL
Constant-time Connectivity and 2-Edge Connectivity Querying in Dynamic Graphs
University of Technology Sydney（悉尼科技大学）；Northeastern University（东北大学）；University of New South Wales（新南威尔士大学）；Shanghai Jiaotong University（上海交通大学）
本文提出了一种基于生成树和不相交集树的动态图连通性查询方法，实现常数时间查询复杂度，并提升边插入和删除的理论运行时间，同时扩展至2边连通性维护。
2026-01-24 cs.DB
Temporal Provenance Model (TPM): Model and Query Language
起源是指对象生命周期的文档。这种文档（通常表示为图表）应该包括再现某段数据或导致该数据的过程所需的所有信息。在动态世界中，随着数据的变化，能够获得某段数据及其在某个时间点的出处图表非常重要。支持时间感知的起源查询是具有挑战性的，需要：（i）显式地表示起源图中的时间信息，以及（ii）提供抽象和有效的机制，用于在不断增长的数据量上对起源图进行时间感知查询。现有的起源模型将时间视为二等公民（即作为可选的注释）。这使得出处数据的时间感知查询效率低下，有时无法访问。我们引入了一个扩展的起源图模型显式地表示时间作为一个额外的维度的起源数据。我们还提供了一个查询语言，新颖的抽象和有效的机制来查询和分析时间起源图。本文的主要贡献包括：（i）提出了一个时间起源模型（TPM）作为时间起源模型;（ii）引入时间文件夹和时间路径两个概念来表示对象跟踪信息随时间的演化，用于分析和查询TPM图。我们已经实现了FPSPARQL，大型图的查询引擎，并评估查询TPM模型的方法。评估表明，我们的方法的可行性和效率。
2012-11-21 cs.DB
Database Theory in Action: From Inexpressibility to Efficiency in GQL's Order-Constrained Paths
The Hebrew University of Jerusalem（耶路撒冷希伯来大学）
本文提出一种构造性翻译方法，通过将递增边条件编译到输入图中，解决了GQL路径上边值递增检查的表达性问题，并在实践中提升了效率。
2026-01-01 cs.DB
Rewriting Ontology-Mediated Property Graph Queries into GQL
University of Salzburg（萨尔茨堡大学）；Paderborn University（帕德博恩大学）；TU Wien（维也纳科技大学）
针对本体介导的属性图查询缺乏实用重写技术的问题，提出基于GQL标准的查询重写方法，经原型实验验证可实现带本体知识的图数据查询。
2026-09-15 cs.DB
Querying Evolving Graphs with Portal
图形被用来表示大量的现象，从Web和社交网络，到生物路径，再到语义知识库。可以说，人们可以问的关于图的最有趣和最重要的问题与它们的进化有关。哪些网页显示出越来越受欢迎的趋势？影响力如何在社交网络中传播？知识是如何进化的？本文提出了一个逻辑模型的演变图称为TGraph，它捕获的演变图的拓扑结构和它的顶点和边属性。我们提出了一个组成的时间图代数TGA，并显示了减少TGA的时间关系代数与特定图形的原语。我们正式研究TGA的属性，并表明它足以简洁地表达广泛的常见用例。我们描述了我们的模型和代数在Portal中的实现，构建在Apache Spark / GraphX之上。我们在真实数据集上进行了广泛的实验，并表明Portal可扩展。
2016-12-13 cs.DB cs.DC
Process Trace Querying using Knowledge Graphs and Notation3
University of Ottawa（渥太华大学）
本文提出结合 RDF 语义知识图谱与 N3 规则语言查询流程轨迹，支持案例中心及 OCEL2 对象中心日志，并提供强表达性、灵活性和可扩展性。
2024-08-26 cs.AI cs.DB
Relative Expressive Power of Navigational Querying on Graphs
出于既有的和新的应用程序，我们研究导航图（二元关系）的查询语言。最简单的语言只有联合和复合两个运算符，以及恒等关系。我们通过添加以下任何一种运算符来创建更强大的语言：交集、集差、投影、共投影、逆和多样性关系。所有这些操作符都将二元关系映射到二元关系。我们比较了所有结果语言的表达能力。我们不仅对一般路径查询（结果可能是任何二元关系的查询）这样做，而且对布尔或是/否查询（由表达式的非空性表示）也这样做。对于这两种情况，我们提出了完整的Hasse图的相对表现力。特别是布尔查询的Hasse图包含一些非平凡的分离和一些令人惊讶的崩溃。
2014-11-28 cs.DB cs.LO
Extending SPARQL to Support Entity Grouping and Path Queries
在大型图中有效地找到给定查询的相关子图和路径的能力在包括科学数据分析、社交网络和商业智能的许多应用中是重要的。目前，有很少的支持，没有有效的方法来表达和执行这样的查询。本文提出了一个数据模型和一个查询语言来解决这个问题。贡献包括支持以下的构造和选择：（i）文件夹节点，表示一组相关实体，以及（ii）路径节点，表示一组路径，其中路径是图中两个或更多个实体的传递关系。路径和路径可以被存储并用于将来的查询。我们介绍FPSPARQL，这是一个扩展的SPARQL支持文件夹和路径节点。我们已经实现了一个查询引擎，支持FPSPARQL和评估结果表明，它的可行性和查询大型图数据集的效率。
2012-11-21 cs.DB
A Context-Based Semantics for SPARQL Property Paths over the Web (Extended Version)
到目前为止，还不存在用于查询Web上的链接数据的标准语言，其中跨分布式数据源的导航是一个关键特性。一个自然的候选者似乎是SPARQL，由于引入了属性路径（PP），它最近已经增强了导航功能。然而，SPARQL的语义限制了通过PP导航到单个RDF图的范围。这种限制限制了PP在Web上的适用性。为了填补这一空白，在本文中，我们提供了正式的基础上评估PP在Web上，从而有助于定义一个查询语言的关联数据。特别是，我们引入了一个查询语义的PP，夫妇在数据级的导航与Web图形上的导航。鉴于这种语义，我们发现，对于一些基于PP的SPARQL查询在Web上的一个完整的评估是不可行的。为了使系统能够识别可以完全评估的查询，我们建立了一个可判定的语法属性，这样的查询。
2015-03-16 cs.DB
Evaluating navigational RDF queries over the Web
语义Web及其底层的数据格式RDF，由于其类似于图的结构，自然适合于导航查询。当考虑Web上的RDF数据时，这一点尤其明显，其中各种单独发布的数据集相互引用，并形成一个称为关联数据网的巨大图表。虽然通过SPARQL属性路径支持对单个RDF数据集的导航查询，但对在链接数据上评估它们知之甚少。在本文中，我们提出了一种基于经典的人工智能搜索算法A* 的Web属性路径查询评估方法，显示其在Web的开放世界设置的最优性，并使用现实世界的查询访问各种RDF数据集在线测试。
2017-03-14 cs.DB
Modular Path Queries with Arithmetic
提出一种新的图数据库查询方法，平衡表达力、清晰度和复杂度，可表达最短或最有价值路径属性，引入标签生成本体，查询可在非确定性对数空间内回答。
2021-09-17 cs.DB cs.LO
Containment of Simple Regular Path Queries
Univ. Bordeaux（波尔多大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Bordeaux INP（波尔多国立理工学院）；LaBRI（波尔多大学计算机科学研究所）；IIT Bombay（印度理工学院孟买分校）；University of Bayreuth（拜罗伊特大学）
测试查询的包含性是知识表示中的一项基本推理任务。我们在这里研究合取正则路径查询（CRPQs），广泛用于本体和图形数据库查询的导航查询语言的包含问题。虽然我们知道CRPQ的包容性一般是expspace完全的，但我们在这里关注的是严格限制的片段，根据最近的几项研究，这些片段在实践中具有高度相关性。我们获得了一个详细的概述的复杂性的包容问题，这取决于在正则表达式中使用的查询，NP，pitwo，pspace或expspace的完整性结果的功能。
2020-03-09 cs.AI cs.DB
Revisiting the Expressiveness Landscape of Data Graph Queries
University of Oxford（牛津大学）；University of Kaiserslautern-Landau（凯泽斯劳滕-兰道大学）；MPI-SWS（德国马克斯·普朗克计算机系统研究所）
本文通过研究三种主要图查询语言家族（正则路径查询、游走逻辑、带传递闭包的一阶逻辑）在数据图上的表达力，并证明带正则路径比较和传递闭包的正则路径查询扩展能统一它们的表达力。
2026-05-29 cs.DB
Boundedness for Unions of Conjunctive Regular Path Queries over Simple Regular Expressions
本文研究了使用简单正则表达式的合取正则路径查询并集（UCRPQs）的有界性问题，证明了其复杂度为$Π^P_2$完全，并可在多项式时间内生成等效的有界查询或最大有界查询。
2024-07-30 cs.DB
PMV: Pre-partitioned Generalized Matrix-Vector Multiplication for Scalable Graph Mining
我们如何分析包括Web和社交网络在内的庞大网络，这些网络拥有数千亿个节点和边？网络分析已通过各种图挖掘方法进行，包括最短路径计算、PageRank、连通分量计算、带重启的随机游走等。这些图挖掘方法可以表示为广义矩阵向量乘法，它由受典型矩阵向量乘法启发的少量运算组成。最近，几个图形处理系统的基础上矩阵向量乘法或自己的原语已被提出来处理大型图形，但是，他们都失败了Web规模的图形，由于内存空间不足或缺乏考虑的I/O成本。本文提出了一种基于广义矩阵向量乘法的可扩展分布式图挖掘方法PMV（Pre-partitioned Generalized Matrix-Vector Multiplication）。PMV通过预先划分输入图并根据预划分子矩阵的密度明智地应用执行策略，显著降低了分布式系统的主要瓶颈通信开销。实验表明，PMV成功地处理高达16倍的图比现有的分布式基于内存的图挖掘方法，并需要9倍的时间比以前的基于磁盘的图挖掘方法，通过减少I/O成本显着。
2017-09-26 cs.DB cs.DC cs.DS
Multi-Dimensional Event Data in Graph Databases
流程事件数据通常存储在顺序流程事件日志或关系数据库中。虽然事件日志的顺序、单维性质有助于基于诸如"直接/最终跟随"的时间关系来查询事件的（子）序列，但是它不支持查询多个相关实体的多维事件数据。关系数据库允许存储多维事件数据，但是现有的查询语言不支持根据时间关系查询事件的序列或路径。在本文中，我们提出了一个通用的数据模型，多维事件数据的基础上标记的属性图，允许存储结构和时间关系在一个单一的，集成的基于图的数据结构在一个系统的方式。我们为数据模型的所有概念提供了语义，并为同步和异步交互的多个实体上的事件数据建模提供了通用查询。查询允许有效地将大型现实生活中的事件数据集转换为我们的数据模型，我们提供了5个转换后的数据集供进一步研究。我们表明，典型的和先进的查询检索和聚合这样的多维事件数据可以制定和执行有效地在现有的查询语言Cypher，引起了一些新的研究问题。具体来说，我们的数据模型上的聚合查询可以使用现成的技术在多个相互关联的实体上进行流程挖掘。
2021-04-03 cs.DB cs.SI
Answering SPARQL queries modulo RDF Schema with paths
SPARQL是RDF图的标准查询语言。在其严格的实例化中，它只提供根据RDF语义的查询，因此会忽略相对于（RDF）模式或（OWL）本体表达的数据的语义。已经提出了对SPARQL的几个扩展来查询RDF数据模RDFS，即，用RDFS语义解释查询和/或考虑外部本体。我们介绍了一个通用的框架，它允许表示查询回答模一个特定的语义在一个同质的方式。在本文中，我们讨论了扩展SPARQL，使用正则表达式来导航RDF图，并可用于回答查询考虑RDFS语义。我们也认为他们的嵌入作为SPARQL的扩展。这些SPARQL扩展解释建议的框架内，他们的缺点。特别是，我们表明，PSPARQL查询语言，一个严格的扩展SPARQL提供传递闭包，允许回答SPARQL查询模RDFS图与SPARQL通过一个简单的转换查询相同的复杂性。我们也考虑语言，除了路径，提供约束。特别是，我们提出并比较nSPARQL和我们的建议CPSPARQL。我们表明，CPSPARQL是足够的表达，以回答完整的SPARQL查询模RDFS。最后，我们比较了nSPARQL和相应的CPSPARQL片段的表达能力和复杂性，我们称之为cpSPARQL。我们表明，这两种语言具有相同的复杂性，通过cpSPARQL，作为一个适当的扩展SPARQL图形模式，是更有表现力比nSPARQL。
2013-11-15 cs.DB
GP-Tree: An in-memory spatial index combining adaptive grid cells with a prefix tree for efficient spatial querying
School of Computer and Information Engineering, Henan University（河南大学计算机与信息工程学院）；State Key Laboratory of Information Engineering in Surveying, Mapping and Remote Sensing, Wuhan University（武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室）；State Key Laboratory of Spatial Datum, College of Remote Sensing and Geoinformatics Engineering，Faculty of Geographical Science and Engineering, Henan University（河南大学地理与环境学院遥感与地理信息工程学院空间基准国家重点实验室）；Henan Industrial Technology Academy of Spatio-Temporal Big Data, Henan University（河南大学时空大数据产业技术研究院）
本文提出GP-Tree，一种基于自适应网格单元与前缀树的空间索引，通过细粒度的单元近似替代传统粗粒度的MBR，提升空间查询效率与过滤能力，实验表明其查询效率比传统索引提升一个数量级。
2026-06-22 cs.DB cs.IR
Enumeration Algorithms for Conjunctive Queries with Projection
研究带投影的星型和路径合取查询的高效枚举问题，提出通过交织预计算输出与连接处理来保证延迟的算法，改进了现有结果并应用于布尔矩阵乘法。
2025-09-11 cs.DB cs.DS
Jumping Evaluation of Nested Regular Path Queries
嵌套规则路径查询用于查询图数据库和RDF三元组存储。我们提出了一个新的算法，用于评估从一组起始节点在组合线性时间图上的嵌套规则路径查询。我们表明，这个复杂性的上限可以降低，使其依赖于查询的自上而下所需的子图的大小，我们引入的概念。对于实际中的许多查询，自上而下需要的子图比整个图要小得多。我们的算法是基于一种新的编译模式，从嵌套的常规路径查询，一元数据查询。它的复杂性上界来自自顶向下数据库评估的已知属性。作为一个应用程序，我们表明，我们的算法允许重新制定一个非常有效的基于自动机的算法Maneth和Nguyen提出的一个简单的变种，评估基于索引和跳转的数据树中的导航路径查询。此外，它克服了Maneth和Nguyen的一些局限性：它不限于树，适用于图;它不限于向前导航查询，但可以处理任何嵌套的规则路径查询，它可以有效地实现，而无需任何专用技术，通过使用任何有效的数据库评估器，如LogicBlox。
2022-08-05 cs.CC cs.DB cs.DS
