Περίληψη έργου

Τα Διασυνδεδεμένα Δεδομένα είναι μια νέα ερευνητική περιοχή που μελετά πώς κάποιος μπορεί να καταστήσει διαθέσιμα δεδομένα RDF στον Παγκόσμιο Ιστό, και να τα διασυνδέσει με άλλα δεδομένα με σκοπό να αυξήσει την αξία τους για τους χρήστες. Το αποτέλεσμα της διαδικασίας αυτής, «Ο Ιστός των Δεδομένων», άρχισε πρόσφατα να πληθαίνει με γεωχωρικά δεδομένα. Δεδομένων του τρέχοντος όγκου και ρυθμού αύξησης των διασυνδεδεμένων γεωχωρικών δεδομένων, αναμένουμε ότι σύντομα θα έχουμε petabytes (PBs) από τέτοια δεδομένα διαθέσιμα στον Ιστό. Ωστόσο, δεν υπάρχουν σήμερα τεχνικές και συστήματα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να διαχειριστούν αυτό το ιδιαίτερο είδος «μεγάλων δεδομένων». Ο κύριος στόχος του SCARE είναι να αναπτύξει τις θεωρητικές αρχές και τα συστήματα λογισμικού που θα συμπληρώσουν το κενό της έρευνας και της ανάπτυξης λογισμικού.

Αναλυτικότερα, οι τεχνικοί στόχοι του SCARE είναι οι εξής:

1. Η ανάπτυξη της θεωρητικής θεμελίωσης του συμπερασμού και της επεξεργασίας επερωτήσεων για τα διασυνδεδεμένα γεωγραφικά δεδομένα. Ειδικότερα, η ανάπτυξη τ υπικής σημασιολογίας για τη γλώσσα επερωτήσεων GeoSPARQL που πρόσφατα προτάθηκε από το Open Geospatial Consortium σαν ένα standard για επερωτήσεις σε γεωχωρικα δεδομένα εκφρασμένα σε RDF. Επίσης, η ανάπτυξη φορμαλισμών για τη μελέτη της υπολογιστικής πολυπλοκότητας του συμπερασμού και της επεξεργασίας επερωτήσεων για τη γλώσσα επερωτήσεων GeoSPARQL χρησιμοποιώντας καθιερωμένες τεχνικές από την Αναπαράσταση Γνώσης και την θεωρία των Βάσεων δεδομένων.
2. Η ανάπτυξη τεχνικών που αξιοποιούν τις πρόσφατες εξελίξεις στο υλικό των υπολογιστών (πολυπύρηνοι επεξεργαστές, συστάδες και νέφη) και μας δίνουν τη δυνατότητα να αντιμετωπίζουμε αποδοτικά την μεγάλη κλίμακα των διασυνδεδεμένων γεωχωρικών δεδομένων που οραμαματιζόμαστε. Συγκεκριμένα, η ανάπτυξη παράλληλων αλγορίθμων για τον συμπερασμό και την επεξεργασία επερωτήσεων στην GeoSPARQL σε συστάδες και νέφη. Δεδομένων των λεπτομερειών της GeoSPARQL, ένας σημαντικός στόχος του SCARE σε αυτή την περιοχή είναι η ανάπτυξη παράλληλων τεχνικών ποιοτικού συμπερασμού σε γεωχωρικά δεδομένα που βασίζεται στην ικανοποίηση περιορισμών που θα είναι επεκτάσιμες για μεγάλα δεδομένα.
3. Η ενσωμάτωση των αλγορίθμων που αναπτύχθηκαν σε ένα πρωτότυπο που θα διαθέσουμε στην ερευνητική κοινότητα σαν λογισμικό ανοιχτού κώδικα.

Συνεπώς, τα αναμενόμενα αποτελέσματα του έργου περιλαμβάνουν:

1. Θεωρητικά αποτελέσματα (σημασιολογία, υπολογιστική πολυπλοκότητα) για την επεξεργασία επερωτήσεων στη γλώσσα.
2. Τεχνικές παράλληλης επεξεργασίας επερωτήσεων και βελτιστοποίησης για την GeoSPARQL.
3. Τεχνικές παράλληλου ποιοτικού συμπερασμού για γεωχωρικά δεδομένα βασισμένες σε περιορισμούς.
4. Πρωτότυπο στο οποίο θα υλοποιηθούν όλες οι τεχνικές που θα αναπτυχθούν.

Η εργασία που περιλαμβάνεται στο έργο SCARE εντάσσεται σε πολλές περιοχές της Επιστήμης των Υπολογιστών και είναι στην τομή της Τεχνητής Νοημοσύνης (ειδικά της Αναπαράστασης Γνώσης, του Συμπερασμού και της Ικανοποίησης Περιορισμών) και των Τεχνολογιών του Παγκόσμιου Ιστού (ιδιαίτερα του Σημασιολογικού Ιστού και των Διασυνδεδεμένων Δεδομένων) και των Βάσεων Δεδομένων (ιδιαίτερα της επεξεργασίας επερωτήσεων για μεγάλο όγκο δεδομένων).