Consulta y administración con SPARQL

1Consultas SELECT sobre el EKG

El EKG canónico (ekg-python-150.ttl) reúne 157 conceptos en 1772 triples afirmados, que el cierre OWL 2 RL eleva a 4786. Sobre ese grafo, las consultas SELECT son la forma natural de interrogarlo. La consulta básica del entregable agrupa los conceptos por tema y los devuelve en español, combinando GROUP BY, GROUP_CONCAT y FILTER(LANG(…)).

PREFIX pyedu: <https://w3id.org/ekg-python/schema#>
PREFIX rdfs:  <http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#>

# Conceptos agrupados por tema, en español (consulta 01).
SELECT ?tema (GROUP_CONCAT(?etiqueta; SEPARATOR=", ") AS ?conceptos)
WHERE {
  ?concepto pyedu:perteneceATema ?t .
  ?t rdfs:label ?tema .
  ?concepto rdfs:label ?etiqueta .
  FILTER(LANG(?tema) = "es")
  FILTER(LANG(?etiqueta) = "es")
}
GROUP BY ?tema
ORDER BY ?tema
# → 16 filas (un tema por fila, con sus conceptos).

Una segunda consulta SELECT está pensada para evidenciar la inferencia: recupera todo lo que es pyedu:Concepto. Sin razonador devuelve 0 filas (ningún individuo se tipa a mano como concepto), y con OWL 2 RL devuelve 157, porque rdfs:subClassOf propaga el tipo. Ese contraste 0 → 157 es la prueba directa de que el razonador está actuando.

2Property paths: el cierre transitivo en la consulta

Los property paths de SPARQL 1.1 permiten recorrer una cadena de relaciones sin razonador. El operador + sobre pyedu:requierePrerrequisito calcula, en tiempo de consulta, los prerrequisitos directos e indirectos de un concepto. Es el contraste didáctico con owl:TransitiveProperty, que materializaría los mismos hechos por inferencia en lugar de en la consulta.

PREFIX pyedu: <https://w3id.org/ekg-python/schema#>
PREFIX pyr:   <https://w3id.org/ekg-python/id/>
PREFIX rdfs:  <http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#>

# Prerrequisitos directos e indirectos de "Búsqueda binaria"
# mediante un property path (+); no necesita razonador (consulta 03).
SELECT DISTINCT ?prerequisito ?etiqueta
WHERE {
  pyr:busqueda_binaria pyedu:requierePrerrequisito+ ?prerequisito .
  ?prerequisito rdfs:label ?etiqueta .
  FILTER(LANG(?etiqueta) = "es")
}
ORDER BY ?etiqueta
# → 5 prerrequisitos de búsqueda binaria.

La misma idea, ordenando los pasos por dificultad creciente, da una ruta de aprendizaje sugerida hacia un concepto objetivo (consulta 04). Allí el + se combina con OPTIONAL sobre pyedu:tieneDificultad y ORDER BY ?dificultad.

El operador estrella *: cierre transitivo reflexivo

Junto al + (uno o más pasos), SPARQL 1.1 ofrece el operador * (cero o más pasos), que añade el camino de longitud cero e incluye el propio nodo de partida. Lo aprovecho sobre la jerarquía conceptual SKOS (skos:broader) para recuperar los conceptos más generales que subsumen a uno dado, contándolo a él mismo (consulta 10). La diferencia entre * y + es ese nodo de partida.

PREFIX pyr:   <https://w3id.org/ekg-python/id/>
PREFIX rdfs:  <http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#>
PREFIX skos:  <http://www.w3.org/2004/02/skos/core#>

# Conceptos más generales de "Recorrido en anchura (BFS)" por la
# jerarquía SKOS, INCLUIDO él mismo (cierre reflexivo con *; consulta 10).
SELECT DISTINCT ?general ?etiqueta
WHERE {
  pyr:bfs skos:broader* ?general .
  ?general rdfs:label ?etiqueta .
  FILTER(LANG(?etiqueta) = "es")
}
ORDER BY ?etiqueta
# → 2 filas con * (BFS + Grafo); con + serían 1 (solo Grafo).

3CONSTRUCT: materializar un grafo nuevo

Mientras SELECT devuelve una tabla, CONSTRUCT devuelve un grafo RDF nuevo. Lo aprovecho para aplanar el cierre transitivo de prerrequisitos en triples directos (pyedu:tienePrerrequisitoTransitivo), útil para exportar o cargar el resultado en un sistema que no razone. Sobre el grafo sin inferencia produce 340 triples; con OWL 2 RL, 356.

PREFIX pyedu: <https://w3id.org/ekg-python/schema#>

# Materializa como triples directos el cierre transitivo
# de prerrequisitos: devuelve un grafo nuevo (consulta 06).
CONSTRUCT {
  ?concepto pyedu:tienePrerrequisitoTransitivo ?prerequisito .
}
WHERE {
  ?concepto pyedu:requierePrerrequisito+ ?prerequisito .
}
# → 340 triples sin inferencia; 356 con OWL 2 RL.

4SPARQL como administración: UPDATE, INSERT y DELETE

SPARQL no sirve solo para preguntar. Su capa UPDATE (la que ejecuto en GraphDB desde la consola Query & Update, o en cualquier almacén RDF4J) es el mecanismo con el que se administra el grafo: dar de alta hechos, corregirlos y retirarlos. Lo incluyo por indicación del director, para mostrar que el mantenimiento del EKG vive en el mismo lenguaje que lo consulta. Los bloques de abajo operan sobre el esquema y los identificadores reales del proyecto (pyedu: y pyr:), parafraseados de la ontología ekg-python-150.ttl.

Alta de hechos con INSERT DATA

Para incorporar un concepto nuevo y enlazarlo a su tema y a sus prerrequisitos, INSERT DATA añade triples concretos. El patrón es el mismo que ya emplea el Turtle del grafo, solo que expresado como operación de escritura.

PREFIX pyedu: <https://w3id.org/ekg-python/schema#>
PREFIX pyr:   <https://w3id.org/ekg-python/id/>
PREFIX rdfs:  <http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#>
PREFIX skos:  <http://www.w3.org/2004/02/skos/core#>

# Alta de un concepto, con su tema, su prerrequisito y su dificultad.
INSERT DATA {
  pyr:comprension_listas a pyedu:EstructuraDeDatos ;
      rdfs:label "List comprehension"@en, "Comprensión de listas"@es ;
      skos:prefLabel "Comprensión de listas"@es ;
      pyedu:perteneceATema pyr:T_colecciones ;
      pyedu:requierePrerrequisito pyr:bucle_for ;
      pyedu:tieneDificultad 3 .
}

Corrección con DELETE / INSERT … WHERE

Para corregir un valor existente, el patrón DELETE … INSERT … WHERE retira el triple antiguo y coloca el nuevo en una sola transacción. Aquí reajusto la dificultad declarada de un concepto:

PREFIX pyedu: <https://w3id.org/ekg-python/schema#>
PREFIX pyr:   <https://w3id.org/ekg-python/id/>

# Reajusta la dificultad de "Recursión" de su valor actual a 5.
DELETE { pyr:recursion pyedu:tieneDificultad ?d . }
INSERT { pyr:recursion pyedu:tieneDificultad 5 . }
WHERE   { pyr:recursion pyedu:tieneDificultad ?d . }

Retirada de hechos con DELETE WHERE

Y para dar de baja todo lo afirmado sobre un recurso obsoleto, DELETE WHERE elimina los triples que casen con el patrón. Conviene usarlo con cuidado y dentro de la transacción de mantenimiento:

PREFIX pyr: <https://w3id.org/ekg-python/id/>

# Retira todos los triples cuyo sujeto sea un concepto obsoleto.
DELETE WHERE { pyr:concepto_obsoleto ?p ?o . }

5Consulta federada a Wikidata

La consulta federada conecta el EKG con la nube de datos enlazados. Mediante SERVICE, recupera del endpoint público de Wikidata la descripción en español de cada concepto enlazado con skos:exactMatch. Hay 30 enlaces, pero la federada devuelve 20 filas, porque solo 20 entidades tienen schema:description en español recuperable. Es la única consulta del entregable que requiere red; la página que estás leyendo es offline y muestra su salida ya capturada.

PREFIX pyedu:  <https://w3id.org/ekg-python/schema#>
PREFIX rdfs:   <http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#>
PREFIX skos:   <http://www.w3.org/2004/02/skos/core#>
PREFIX schema: <http://schema.org/>

# Consulta FEDERADA: descripción @es desde Wikidata (consulta 08).
SELECT ?concepto ?etiqueta ?descripcionWikidata
WHERE {
  ?concepto skos:exactMatch ?wd ; rdfs:label ?etiqueta .
  FILTER(STRSTARTS(STR(?wd), "http://www.wikidata.org/entity/"))
  FILTER(LANG(?etiqueta) = "es")
  SERVICE <https://query.wikidata.org/sparql> {
    ?wd schema:description ?descripcionWikidata .
    FILTER(LANG(?descripcionWikidata) = "es")
  }
}
# → 20 filas. Ej.: python → "lenguaje de programación de alto nivel".

6Ver también