基于NoSQL的本體存儲與查詢研究.pdf

1、語義網(wǎng)（SemanticWeb）的提出開啟了人和計算機(jī)能夠相互理解的時代，它使得網(wǎng)絡(luò)資源攜帶一種元數(shù)據(jù)信息，從而能夠在計算機(jī)之間以及人與計算機(jī)之間準(zhǔn)確傳達(dá)語義信息，這種元數(shù)據(jù)就是RDF（ResourceDescriptionFramework,資源描述框架）數(shù)據(jù)。隨著語義網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，包括RDF數(shù)據(jù)和OWL（WebOntologyLanguage,網(wǎng)絡(luò)本體語言）數(shù)據(jù)在內(nèi)的元數(shù)據(jù)統(tǒng)稱為本體。隨著本體技術(shù)在不同領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，本體數(shù)據(jù)的

2、規(guī)模也超出了傳統(tǒng)存儲系統(tǒng)的管理能力，如何對海量本體數(shù)據(jù)進(jìn)行有效存儲和高效查詢成為難題。NoSQL(NotonlySQL)和分布式存儲與計算技術(shù)的迅速發(fā)展為本體數(shù)據(jù)的管理提供了新的解決方案，越來越多的語義網(wǎng)研究者已經(jīng)開始致力于這方面的探索。
　　本文圍繞著NoSQL和本體存儲與查詢開展了如下工作：
　?、僭谡Z義網(wǎng)技術(shù)的研究背景下，介紹了相關(guān)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及現(xiàn)有的基于傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫、分布式系統(tǒng)、Hadoop平臺的本體存儲系統(tǒng)。

3、
　　②總結(jié)現(xiàn)有的本體存儲模型的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了一種基于HBase(HadoopDatabase)數(shù)據(jù)庫的本體存儲模型，將OWL本體描述數(shù)據(jù)按照類和屬性以鍵值對的形式分開存儲在兩張HTable表中，并用列族對類和屬性進(jìn)行劃分，RDF實(shí)例數(shù)據(jù)冗余存儲在SPO_C、POS_C、OSP_C三張HTable表的行健中，充分利用HBase行鍵的字典索引對RDF數(shù)據(jù)進(jìn)行索引存儲。
　　③基于本文提出的本體存儲模型，提出了三元組匹配算法、三

4、元組模式匹配算法、基本圖模式查詢算法、擴(kuò)展的語義查詢算法以及基于MapReduce的查詢連接算法，其中利用隊列結(jié)構(gòu)來對查詢進(jìn)行語義擴(kuò)充，預(yù)防語義擴(kuò)充死循環(huán)的發(fā)生，支持子類、等價類、子屬性、等價屬性、逆屬性、對稱屬性六種語義。
　　④在分布式集群環(huán)境下利用本文設(shè)計的存儲模型和查詢算法在不同的LUBM(LehighUniversityBenchmark,里海大學(xué)基準(zhǔn))數(shù)據(jù)集上進(jìn)行性能測試，包括數(shù)據(jù)加載性能測試和數(shù)據(jù)查詢性能測試，通過與