基于SQL转换的关系数据库SPARQL查询方法的研究

摘要

语义Web是对当前Web的一个功能性扩展，旨在使得Web中的信息具有语义，能够被计算机理解，从而加强人和计算机之间的交互与协作。语义Web采用RDF来描述网络上的各种资源信息，并为其赋予语义。SPARQL是RDF资源的推荐查询语言，能够对RDF资源进行基于图模式的匹配。用户可以将含有语义的查询需求用SPARQL语言表示出来，对语义Web上的信息资源进行查询，从而达到语义查询的目的。
　　但是当由于管理的需要，将RDF语义信息以记录的形式存储在关系数据库中时，SPARQL对关系数据库中的RDF查询效率就会大大降低。由于SQL是关系数据库的标准查询语言，所以研究如何能将SPARQL查询转换为SQL查询，进而提高SPARQL对关系数据库的查询效率，对于RDF的查询是有长远意义的。
　　本文的主要研究目的是在保证查全率和查准率的前提下，基于SQL转换的形式，使得SPARQL查询能对关系数据库中的RDF资源进行快速的查询操作，从而使用户的查询需求得到快速、高效地响应。本文首先深入地研究了SPARQL语言的查询机制，重点研究了SPARQL的基本查询到SQL查询的转换;然后在基本查询转换的基础之上，提出了SPARQL复杂图模式和查询模式到SQL查询的实现方法，进而提出了由SPARQL查询转换到SQL查询的实现方法;最后，根据已经提出的SQL实现方法，建立了SPARQLtoSQL实验系统。系统采用关系数据库中存储的RDF本体作为实验案例，对结果进行了分析和对比，有效地证明了本实验系统的可行性、正确性以及有效性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外相关研究现状

1．2．1 语义Web本体查询研究现状

1．2．2 语义Web查询语言到SQL转换的研究现状

1．3 本文研究内容与意义

1．4 本文结构

第2章 RDF查询技术

2．1 RDF简介

2．1．1 RDF的基本思想

2．1．2 RDF基本概念

2．1．3 RDF本体特性

2．1．4 RDF的存储

2．2 SPARQL语言

2．2．1 SPARQL基本语法

2．2．2 SPARQL图模式

2．2．3 SPARQL查询模式

2．3 SQL语言

2．3．1 SQL语言分类

2．3．2 SQL的数据查询

2．3．3 SQL的多表查询

2．4 本章小结

第3章 SPARQL基本查询到SQL的转换

3．1 SPARQL基本查询各部分到SQL的映射

3．1．1 SPARQL基本查询到SELECT的结构映射

3．1．2 SPARQL基本查询到FROM的结构映射

3．1．3 SPARQL基本查询到WHERE的结构映射

3．2 SPARQL基本图模式到SQL的转换

3．2．1 SPARQL基本图模式到SQL中WHERE子句的转换规则

3．2．2 SPARQL基本图模式到SQL的转换规则

3．3 SPARQL复杂图模式的分解

3．3．1 复杂图模式的分解规则

3．3．2 组图模式到SQL语言的转换

3．3．3 可选图模式到SQL语言的转换

3．3．4 多图模式到SQL语言的转换

3．4 本章小结

第4章 SPARQL查询到SQL查询实现方法的研究

4．1 基本关键字到SQL的映射

4．1．1 结果修饰符DISTINCT到SQL的映射

4．1．2 结果修饰符ORDER BY到SQL的映射

4．1．3 结果修饰符LIMIT、OFFSET到SQL的映射

4．1．4 结果修饰符FILTER到SQL的映射

4．2 SPARQL查询模式的SQL查询方法

4．2．1 SELECT查询模式的SQL查询方法

4．2．2 CONSTRUCT查询模式的SQL查询方法

4．2．3 DESCRIBE查询模式的SQL查询方法

4．2．4 ASK查询模式的SQL查询方法

4．3 SPARQL查询到SQL查询的实现方法

4．4 本章小结

第5章 算法实现与验证

5．1 开发平台与工具

5．1．1 开发平台

5．1．2 开发工具与技术

5．2 系统设计

5．3 SPARQL查询分析

5．3．1 SPARQL语言语法规则

5．3．2 SPARQL结构树构造方法

5．3．3 SPARQL结构树遍历方法

5．4 查询实例

5．4．1 Jena框架的建立

5．4．2 导入wine本体填充概念模型

5．5 结果分析

5．6 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢