基于关系数据库的OWL本体的提取与存储研究

论文摘要

随着信息系统的广泛应用,大量的信息存储在关系数据库中,如何对这些模式各异的数据进行集成,来满足信息集成和分析的需要,成为当前信息领域研究的热点。本体作为一种能在语义和知识层次上描述知识系统的概念模型和建模工具,可以有效地解决信息领域中信息集成和共享问题,为多源数据的集成提供了解决思路。在基于本体进行信息集成的研究中,如何将关系数据库数据转换为本体进行集成;以及如何将本体进行持久化存储,为信息分析奠定基础,成为急需解决的两个重要问题。本文正是针对以上两个方面展开研究,主要工作如下:1、介绍了当前国内外在本体提取与存储领域的主要研究现状,分析了目前研究中仍然存在的问题。然后,围绕本体提取与存储所涉及的问题,对关键技术如本体描述语言、本体的语义表达等进行了简要阐述和综合比较。2、在分析了几种不同的从关系数据库到OWL本体的映射方法之后,指出了其中存在的问题;然后在本体和关系数据库形式化定义的基础上,提出了一个从关系数据库提取本体的抽象模型,基于此抽象模型,同时结合OWL语言的构词特点,设计了一套从关系数据库提取OWL本体的映射方法。该方法从关系数据库中提取语义信息,可以将关系数据库模型解析成OWL本体所支持的数据模型,并实现OWL本体文件的自动生成。实验证明了该方法的有效性。3、对现有的基于关系数据库的本体存储模式进行了研究,分析比较了现有存储模式的局限性,并且在此基础上提出了本体存储模式的一般性原则和特殊性原则;然后根据提出的本体设计原则,设计了一种利用关系数据库存储OWL本体的存储模式,并设计了基于该模式的OWL本体转化为关系数据库的转换算法。实验证明,该设计模式查询效率高,适合大规模本体的高效存储。同时提出了基于该存储模式的优化方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 本体提取研究现状
• 1.2.2 本体存储研究现状
• 1.3 论文研究内容和论文组织结构
• 第二章 本体描述
• 2.1 本体定义
• 2.2 本体描述语言
• 2.2.1 基于AI的本体实现语言
• 2.2.2 基于Web的本体描述言语
• 2.3 OWL的语义表达
• 2.3.1 OWL概述
• 2.3.2 OWL的子语言
• 2.3.3 OWL的语义信息
• 2.3.4 本体语言比较
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于关系数据库的OWL本体提取研究
• 3.1 关系数据库模型与本体模型
• 3.1.1 问题提出
• 3.1.2 问题描述与分析
• 3.1.3 关系数据库模式与本体模型之间的转换
• 3.2 关系数据库提取本体的抽象模型
• 3.2.1 相关定义
• 3.2.2 抽象模型
• 3.3 关系数据库模式信息抽取
• 3.4 关系数据库到OWL本体的映射方法
• 3.4.1 表的映射
• 3.4.2 列的映射
• 3.4.3 数据类型的映射
• 3.4.4 约束的映射
• 3.4.5 行的映射
• 3.5 关系数据库提取OWL本体的算法流程
• 3.6 OWL本体的提取
• 3.7 本章小结
• 第四章 基于关系数据库的OWL本体存储研究
• 4.1 本体的存储方式
• 4.1.1 基于内存存储
• 4.1.2 基于纯文本存储
• 4.1.3 基于关系数据库存储
• 4.1.4 三种存储方式的对比
• 4.2 基于关系数据库的本体存储模式
• 4.2.1 水平模式
• 4.2.2 垂直模式
• 4.2.3 分解模式
• 4.3 关系数据库存储OWL本体的设计
• 4.3.1 设计原则
• 4.3.2 关系数据库存储OWL本体的设计
• 4.4 关系数据库存储OWL本体的算法流程
• 4.5 OWL本体的存储和查询
• 4.5.1 OWL本体的存储
• 4.5.2 OWL本体的查询
• 4.6 OWL本体存储模式的优化
• 4.6.1 基于关系数据库本身
• 4.6.2 对某些表的拆分存储
• 4.7 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 研究工作及成果总结
• 5.2 未来工作的展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果
• 附录A Family本体文件