Base di dati a grafo

In informatica una base di dati a grafo, o database a grafo, è una tipologia di database che utilizza nodi e archi per rappresentare e archiviare l'informazione. La rappresentazione dei dati mediante grafi offre un'alternativa al modello relazionale che fa uso di tabelle, ai database orientati al documento (che usano documenti), o altri, come i sistemi ad archivi strutturati (structured storage) basati su colonne o su cesti non interpretati di dati.

I database a grafo sono spesso più veloci di quelli relazionali nell'associazione di insiemi di dati, e mappano in maniera più diretta le strutture di applicazioni orientate agli oggetti. Scalano più facilmente a grandi quantità di dati e non richiedono le tipiche e onerose operazioni di unione (join). Dipendono meno da un rigido schema entità-relazione e sono molto più adeguati per gestire dati mutevoli con schemi evolutivi. Al contrario, i database relazionali sono tipicamente più veloci nell'eseguire le stesse operazioni su un grande numero di dati.

Modelli di riferimento

Quando si parla di modelli dei dati basati su grafo è inevitabile fare riferimento alla teoria dei grafi. In origine, i modelli di riferimento per l'implementazione dei database a grafo erano due: il property graph model e il resource description framework graph (RDF). Il primo fa riferimento principalmente al progetto Tinkerpop, mentre il secondo è il modello di riferimento del Web semantico. I database a grafo che utilizzano il modello RDF sono anche noti come Triple Store, Quad Store, o RDF Store.

I due modelli non sono del tutto coincidenti, anche se solitamente il passaggio da uno all'altro è molto intuitivo. Per entrambi esistono dei linguaggi di interrogazione specifici, ma solo per RDF esiste uno standard riconosciuto in SPARQL. Successivamente ne sono stati sviluppati altri, di seguito i modelli ad oggi esistenti,

Interrogazioni delle basi di dato a grafo

Di seguito le tipologie di interrogazioni usate nelle basi di dato a grafo:

Esempio: restituire le persone in cui l'attributo nome corrisponde a “James”.

## SPARQL 1.0 and SPARQL 1.1
SELECT ?X
FROM <http://www.socialnetwork.org>
WHERE { ?X sn:firstName "James" }
## G-SPARQL
SELECT ?X
WHERE { ?X @firstName "James" }
## CYPHER
MATCH (person:Person)
WHERE person.firstName="James"

Esempio: trovare il nome delle persone che possono essere raggiunte da “James” dalla relazione “knows” (sa, sapere).

## SPARQL 1.1
PREFIX sn: <http://www.socialnetwork.org/>
SELECT ?N
WHERE { ?X sn:type sn:Person . ?X sn:firstName "James" .
?X sn:knows* ?Y .
?Y sn:firstName ?N }
DRAFT
## G-SPARQL
SELECT ?N
WHERE { ?X @type "Person" . ?X @firstName "James" .
?X knows* ?Y .
?Y @firstName ?N }
## CYPHER
MATCH (james:Person)-[:knows*]-(reachablePerson:Person)
WHERE james.firstName="James"
RETURN DISTINCT reachablePerson

Che si declinano nei linguaggi: SPARQL, G-SPARQL e Cypher.

Sistemi di gestione delle basi di dato a grafo

I sistemi di gestione delle basi di dato a grafo (Graph Database Management System) si classificano in due categorie: Basi di dato a grafo, e framework elaboratori di grafi (graph processing framework). I primi hanno l'obiettivo di gestire in maniera persistente il dato permettendo di archiviare transazionalmente e di accedervi in maniera persistente i secondi invece forniscono processi di batch e analisis su grandi grafi spesso in un ambiente distribuito con molte macchine.

Base di dato a grafo

Di seguito basi di dato a grafo native:

Di seguito basi di dato a grafo non native:

Framework elaboratori di grafi

sistemi analitici a grafi non in rete:

Sistemi di elaborazione di dati generici anche per grafi:

Progetti di database a grafo

Di seguito un elenco di vari progetti su basi di dati a grafo molto conosciuti:

Note

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 An introduction to Graph Data Management di Renzo Angles e Claudio Gutierrez
  2. ↑ Neo Technology | Neo4j: The World's Leading Graph Database - Neo4j Product Overview Archiviato il 26 marzo 2010 in Internet Archive.

Voci correlate

Collegamenti esterni

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