SPARQL 배우기

SPARQL의 SELECT는 어떻게 사용하는 것일까요? 우선 데이터베이스의 SELECT문을 예로 살펴보겠습니다.

SELECT id, name 
FROM author 
WHERE birthYear=1933 
ORDER BY id DESC 
LIMIT 3 
OFFSET 4

위의 문장에서와 같이 질의를 하는 대상, 조건, 정렬조건, 결과건수제한 그리고 찾는 값에 대한 정보들이 있습니다.
SPARQL에서도 마찬가지로 질의하는 대상, 조건, 정렬조건, 결과건수제한 그리고 찾는 값에 대한 정보들을 SPARQL에 표현을 하게 됩니다.
먼저 자세히 알아보기 전에 기억해야 할 것은 SPARQL 쿼리는 기본적으로 트리플 패턴으로 사용자가 찾고자 하는 결과를 찾아옵니다.
트리플, 즉 주어부(subject), 술어부(predicate), 목적부(object)를 구성하는 패턴에 따라 결과를 매칭하게 됩니다.
SPARQL에서 쿼리의 유형은 제일 앞에 나오게 됩니다. 여기서는 당연히 SELECT에 대하여 설명을 하고 있으니 SELECT가 먼저 나오겠죠.
그 다음 찾는 값은 데이터베이스에서 컬럼명이 나오는데 SPARQL에서는 변수라고 지칭하는 문자를 사용합니다.
이 변수들은 특수문자인 '?' 혹은 '$'를 사용하여 표현하며 대부분은 '?'을 사용하여 표현합니다. 따라서 기본적인 모습은 'SELECT ?변수' 로 만들어집니다.

질의하는 대상은 데이터베이스에서는 FROM 절을 사용하여 표현하지만 SPARQL에서는 데이터베이스의 조건에 해당하는 WHERE를 사용하는 점이 다릅니다. 이는 위에서 설명한 트리플 패턴이라는 것으로 결과를 찾는다고 설명하였는데 여기에서 사용이 됩니다.
데이터베이스에서는 author 이라는 테이블에서 조건에 맞는 컬럼값을 가져오라는 질의이지만, SPARQL에서는 그 author 라는 정보가 트리플로 표현되어 있기 때문에 그 패턴을 WHERE절에 작성해 주는 것입니다.

그럼 여기까지 SPARQL로 표현해보면 아래와 같습니다.

select ?s ?label
from <http://lod.work.go.kr>
where {
 ?s rdf:type <http://lod.work.go.kr/task/업무> .
 ?s rdfs:label ?label .
}
order by ?label
limit 3
offset 4

각각에 대한 설명은 아래와 같습니다.

이때 WHERE에서는 { }를 사용하여 그 안에 트리플 패턴을 정의하고 있다는 것을 기억해야 합니다. 그리고 하나의 트리플 패턴이 끝날 때에는 마침표(.)를 통해 트리플이 끝났다는 것을 명시해 주어야 합니다.

이번에는 에서처럼 name을 찾는 SPARQL을 만들어보겠습니다.데이터베이스에서는 간단하게 컬럼명을 적어주면 되지만, SPARQL에서는 트리플 패턴이라고 말씀드렸듯이 WHERE절에 그 패턴을 지정해 주어야 합니다.name을 찾기 위해서는 찾는 변수 부분에 ?name을 추가하고 WHERE 절에 패턴을 추가해야 합니다.국립중앙도서관의 저자정보에는 이름을 을 사용하여 트리플을 생성하였기에

이 정보를 가지고 패턴을 만들어보면 아래와 같습니다.

SELECT ?id ?name
WHERE { 
  ?id rdf:type <http://lod.work.go.kr/task/업무> .
  ?id rdfs:label ?name .  
}

변수는 ?name 으로 SELECT에 추가하였는데 변수들 구분하기 위해서는 공백만 있으면 됩니다. (데이터베이스처럼 콤마(,)를 통해 구분하지 않습니다)은 저자 중에서 id와 name을 찾는 쿼리입니다. 이를 좀 더 간단하게 표현할 수도 있습니다.공통된 subject를 가지는 트리플 패턴에서는 공통인 subject를 하나만 사용하고 predicate와 object를 각각 표현하며 그 구분은 세미콜론(;) 으로 합니다.

SELECT ?id ?name
WHERE { 
  ?id rdf:type <http://lod.work.go.kr/task/업무> ;
  ?id rdfs:label ?name .  
}

는 세미콜론으로 공통된 subject를 가지는 트리플 패턴을 생성한 것이며 항상 마칠 때에는 마침표를 사용해야 합니다.

이제는 <Query 2-2>가 그 전보다 좀 간결해 졌지만 여기서 더 간결하게 생성할 수도 있습니다. <Query 2-2>를 살펴보면 < >를 사용하여 표현하는 부분이 있습니다.
이는 URI를 표현할 때 '<' 와 '>' 문자를 사용하여 그 안에 자원(Resource)이라고 하는 URI를 입력하기 때문입니다.
그런데 또 살펴보면 rdf:type 라는 것이 있습니다. 자원의 URI를 표현하기 위해서는 < > 문자를 사용하여 표현한다고 했는데 이것은 형태가 다른 부분이라고 생각할 수 있습니다만, 이는 PREFIX를 사용하여 표현한 동일하지만 다른 형태의 표현입니다.
rdf:type를 위와 같이 표현하면 <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#t ype> 이렇게 표현이 가능합니다.
PREFIX를 사용하면 URI를 길게 쓰지 않고 짧게 사용할 수 있기 때문에 간결한 표현이 가능합니다.
그럼 PREFIX를 사용하여 <Query 2-2>를 다시 표현해면 <Query 2-3>과 같습니다.

PREFIX rdf: <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#>
SELECT ?id ?name
WHERE { 
?id rdf:type <http://lod.work.go.kr/task/업무> ;
}
                                      

이제 WHERE에서 URI를 길게 쓰지 않고 PREFIX를 사용하여 간결하게 입력할 수 있게 된 것입니다.
다른 한 가지 의문은 rdf:type는 PREFIX 선언하는 부분에 rdf가 없는데 어떻게 된 것인지 의문을 가질 수 있습니다.
이는 SPARQL를 처리하는 엔진에서 디폴트로 선언을 해주고 있기 때문에 국립중앙도서관의 SPARQL Endpoint에서는 rdf를 굳이 선언하지 않아도 내부적으로 선언을 하고 있기 때문에 별도의 선언 없이 사용할 수 있습니다.

데이터베이스에서와 마찬가지로 SPARQL에서도 특정 조건에 맞는 정보를 찾아 볼 수가 있습니다. 이때 사용하는 것이 FILTER입니다.
데이터베이스 질의에서는 WHERE 절에서 비교, 수식 등과 같은 조건을 통해 자신이 원하는 정보를 찾아오듯이 SPARQL에서는 WHERE 절 안에 FILTER를 만들어서 조건을 입력하도록 되어 있습니다. FILTER에는 다양한 연산을 사용하여 조건에 대한 제한을 사용할 수 있으며 여기에서는 심플한 것을 소개하도록 하겠습니다.
보다 다양한 연산은 3장을 참고하시기 바랍니다.

이를 적용하면 아래와 같습니다.

PREFIX rdf: <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#> 
PREFIX foaf: <http://xmlns.com/foaf/0.1/> 
SELECT ?id ?name 
WHERE { 
  ?id rdf:type <http://lod.work.go.kr/task/업무> .
  ?id rdfs:label ?name .  
  FILTER(STR(?name)="인력이동관리") . 
}


                                      

FILTER 안에는 '('와 ')'를 사용하여 조건을 입력해야 합니다. 조건을 제한하고자 하는 변수 ?name와 그 조건을 명시함으로서 FILTER를 완성하게 됩니다.

검색한 결과에 대해서 때로는 정렬이 필요할 때가 있습니다. 이를 위해서 사용하는 것이 ORDER BY입니다. 이는 데이터베이스의 질의와 유사하게 사용됩니다. 먼저 사용되는 곳부터 살펴보면 SPARQL의 WHERE을 닫은 뒤에 ORDER BY를 사용합니다. <DBQuery> 에서와 같이 id로 정렬을 하도록 만든 SPARQL는 아래와 같습니다.

select ?s ?label
from <http://lod.work.go.kr>
where {
 ?s rdf:type <http://lod.work.go.kr/task/업무> .
 ?s rdfs:label ?label .
}
order by ?label
                                      

정렬 순서는 디폴트로 ASC(오름차순)가 적용되어 있기 때문에 별도로 입력하지 않아도 적용이 됩니다.
하지만 역순으로 정렬을 하고자 할 경우에는 약간의 변화가 필요합니다.
ORDER BY 이후에 DESC(내림차순)을 쓰고 변수를 사용해야 합니다. 이때 변수 앞뒤로 괄호(())를 사용하여 변수를 그 안에 넣어야 합니다.
결론적으로 ASC나 DESC 모두 ORDER BY ASC(?변수) 혹은 ORDER BY DESC(?변수) 형태의 SPARQL 입니다.

select ?s ?label
from <http://lod.work.go.kr>
where {
 ?s rdf:type <http://lod.work.go.kr/task/업무> .
 ?s rdfs:label ?label .
}
order by  DESC (?label)
                                      

정렬은 하나에 대해서만 가능한 게 아니라 다중 정렬도 가능합니다. 다중 정렬을 사용하는 방법은 ORDER BY 이후에 정렬 순서에 따라 변수를 열거하여 질의를 할 수 있습니다.
이때 변수를 열거하는 경우에는 공백을 사용하여 열거하며 정렬순서를 어떤 방식으로 할 것인지에 따라 ASC나 DESC를 사용하여 변수를 열거하게 됩니다.
아래의 <Query 7>은 다중 정렬을 적용한 예시로서 첫 번째 정렬 방식은 name 오름차순으로 하고 두 번째는 id 내림차순으로 정렬을 하겠다는 의미로 사용하였습니다.

select ?s ?label
from <http://lod.work.go.kr>
where {
 ?s rdf:type <http://lod.work.go.kr/task/업무> .
 ?s rdfs:label ?label .
}
order by  ASC(?label)?name
                                      

SELECT를 사용하여 정보를 검색하다보면 예기치 않게 많은 수의 결과가 반환될 때도 있습니다.이럴 경우에 결과의 수를 제한함으로서 원하는 결과를 찾을 수 있도록 설정할 수 있습니다. 결과의 개수를 제한할 때는 LIMIT를 사용하여 매칭이 된 결과 중 사용자가 원하는 개수만큼만 가져오도록 설정을 할 수 있습니다. LIMIT가 사용되는 위치는 ORDER BY 가 끝나고 뒤에 사용하든지 ORDER BY 가 사용되지 않으면 WHERE가 끝나는 뒤에 사용하면 됩니다.<Query 8> 은 <Query 6>의 결과에 개수 제한을 걸어 10개의 결과만 가져오도록 작성한 것입니다.

select ?s ?label
from <http://lod.work.go.kr>
where {
 ?s rdf:type <http://lod.work.go.kr/task/업무> .
 ?s rdfs:label ?label .
}
order by ?label
LIMIT 10
                                      

지금까지 조건을 만들고 정렬도 하고 개수 제한도 해보았습니다.
마지막으로는 검색한 결과를 가져올 때 몇 번째 정보부터 가져올 것인지를 정해보도록 하겠습니다.
검색한 결과가 아무런 제한이 없다면 1,000건이 있다고 가정할 때 500번째부터 10개만 가져와서 보고 싶을 경우에 사용이 가능합니다.
이때 사용하는 것이 OFFSET입니다. OFFSET을 사용하면 전체 1,000건의 정보 중에서 500번째 것부터 가져오도록 제한을 둘 수가 있습니다.
아래의 <Query 8>는 120번째부터 10개의 정보를 가져오도록 제한을 두었습니다.

select ?s ?label
from <http://lod.work.go.kr>
where {
 ?s rdf:type <http://lod.work.go.kr/task/업무> .
 ?s rdfs:label ?label .
}
order by ?label
limit 10
OFFSET 10
                                      

지금까지 SPARQL에서 사용하는 기본적은 것들을 살펴보았습니다. 2장에서 설명한 내용은 아주 기본적인 것들이며 대략적인 형태는 아래와 같습니다.
이 중에서 FROM(NAMED)는 약간의 혼동이 생길 수 있음으로 이 설명에서는 제외하였으며 나머지 생소한 용어는 [3장 알아두면 유용한 SPARQL]에서 자세히 다루고 있습니다.

PREFIX 
SELECT / CONSTRUCT / ASK / DESCRIBE 
  (DISTINCT / REDUCED) 
FROM (NAMED) 
WHERE 
 Graph Pattern / OPTIONAL / FILTER / UNION / GRAPH 
ORDER BY 
LIMIT 
OFFSET