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Berger, Sacha (2008): Regular Rooted Graph Grammars: A Web Type and Schema Language. Dissertation, LMU München: Faculty of Mathematics, Computer Science and Statistics
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Abstract

In dieser Arbeit wir ein pragmatischer Ansatz zur Typisierung, statischen Analyse und Optimierung von Web-Anfragespachen, speziell Xcerpt, untersucht. Pragmatisch ist der Ansatz in dem Sinne, dass dem Benutzer keinerlei Einschränkungen aus Entscheidbarkeits- oder Effizienzgründen auf modellierbare Typen gestellt werden. Effizienz und Entscheidbarkeit werden stattdessen, falls nötig, durch Vergröberungen bei der Typprüfung erkauft. Eine Typsprache zur Typisierung von Graph-strukturierten Daten im Web wird eingeführt. Modellierbare Graphen sind so genannte gewurzelte Graphen, welche aus einem Spannbaum und Querreferenzen aufgebaut sind. Die Typsprache basiert auf reguläre Baum Grammatiken, welche um typisierte Referenzen erweitert wurde. Neben wie im Web mit XML üblichen geordneten strukturierten Daten, sind auch ungeordnete Daten, wie etwa in Xcerpt oder RDF üblich, modellierbar. Der dazu verwendete Ansatz---ungeordnete Interpretation Regulärer Ausdrücke---ist neu. Eine operationale Semantik für geordnete wie ungeordnete Typen wird auf Basis spezialisierter Baumautomaten und sog. Counting Constraints (welche wiederum auf presburgerarithmetische Ausdrücke) basieren. Es wird ferner statische Typ-Prüfung und -Inferenz von Xcerpt Anfrage- und Konstrukttermen, wie auch Optimierung von Xcerpt Anfragen auf Basis von Typinformation eingeführt.

Abstract

This thesis investigates a pragmatic approach to typing, static analysis and static optimization of Web query languages, in special the Web query language Xcerpt. The approach is pragmatic in the sense, that no restriction on the types are made for decidability or efficiency reasons, instead precision is given up if necessary. Pragmatics on the dynamic side means to use types not only to ensure validity of objects operating on, but also influencing query selection based on types. A typing language for typing of graph structured data on the Web is introduced. The Graphs in mind are based on spanning trees with references, the typing languages is based on regular tree grammars with typed reference extensions. Beside ordered data in the spirit of XML, unordered data (i.e. in the spirit of the Xcerpt data model or RDF) can be modelled using regular expressions under unordered interpretation – this approach is new. An operational semantics for ordered and unordered types is given based on specialized regular tree automata and counting constraints (them again based on Presburger arithmetic formulae). Static type checking of Xcerpt query and construct terms is introduced, as well as optimization of Xcerpt query terms based on schema information.