基于SPARQL的分布式语义查询处理

摘要

在互联网飞速发展的背景下，海量数据是互联网发展的必然结果，而大规模数据的开放式共享则是网络时代的必然需求。由于系统的定制性和历史原因形成的数据封闭性、数据孤岛等难题严重阻碍了科学数据的有效共享。 为了解决异质异构数据的集成与共享，浙江大学网格实验室致力于利用语义与网格技术来解决这个难题，并开发出DmGridV3语义数据库网格系统。 DmGddV3利用基于语义视图的语义映射和查询重写的思想，解决传统数据资源语义化的关键问题，实现分布式数据库的语义集成。作为一个发展中的内核平台，DartGridV3仍有一些地方需要完善。首先是提高分布式查询的效率，其次完善DartGdd内核对Sparql语法的支持。 本文在分析原有DartGridV3内核基础上，借用传统分布式数据领域中半连接操作的思想，提出了基于SPARQL的分布式语义查询优化算法，并介绍了具体的实现过程。同时，对于部分新增SPARQL语法的设计和实现，本文也给予了具体的介绍。 DartGridV3内核是一个坚持面向实际应用的语义数据网格系统。基于V3内核，我们开发了数据库全文检索引擎和Web查询处理系统，有效地解决了中医药领域科学数据库的集成与共享。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图目录、表目录

第1章绪论

1.1应用背景

1.1.1大规模科学数据共享

1.2技术背景

1.2.1互联网技术

1.2.2分布式数据库技术

1.2.3语义技术

1.3论文结构

第2章分布式查询技术分析

2.1传统分布式数据库查询

2.1.1查询代价分析和基本优化策略

2.1.2分布式查询优化方法

2.2基于语义的分布式查询

2.2.1基于语义的数据集成系统的目标

2.2.2基于语义的分布式查询优化

第3章分布式查询方案设计

3.1 DartGridV3的发展历程

3.2 DartGridV3的体系架构

3.3语义查询算法

3.3.1算法流程

3.3.2算法执行实例

3.3.3性能分析

3.4分布式查询设计

3.4.1设计目标

3.4.2方案设计

第4章跨库查询优化的算法

4.1问题描述

4.2基本思想

4.3算法实现

4.3.1算法流程

4.3.2修改语义映射模型

4.3.3 SPARQL查询重写

4.3.4 SQL查询重写

4.3.5结果集的处理

4.4查询实例

4.4.1本体论模型

4.4.2数据库资源和语义映射

4.4.3 SPARQL查询串

4.4.4 SPARQL查询重写

4.4.5查询事务生成

第5章SPARQL语义查询支持

5.1 SPARQL简介

5.1.1基本语法

5.2 DartGridV3对SPRAQL支持

5.2.1存在的困难

5.2.2解决方案

5.3 SPARQL语法的实现

5.3.1 FILTER

5.3.2 DISTINCT

5.3.3 ORDER BY

5.3.4 LIMIT，OFFSET

5.3.5 UNION

第6章基于DartGridV3的应用设计与实现

6.1中医药应用背景

6.2 DartGridV3解决方案

6.2.1中医药领域本体论

6.2.2基于DartGridV3的应用平台

6.3中医药应用平台的发展和完善

6.4中医药本体查询DartQuery V2.0

6.4.1系统简介

6.4.2系统架构

6.4.3功能模块

6.5中医药全文搜索DartSearch V2.0

6.5.1系统简介

6.5.2系统架构

6.5.3功能模块

6.6中医药数据加工平台

6.6.1系统简介

6.6.2系统功能架构

6.6.3系统运行截图

第7章总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间主要的研究成果

致谢