本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)虛擬化，具體涉及一種基于本體和一階邏輯的數(shù)據(jù)虛擬化數(shù)據(jù)源匹配方法。

背景技術(shù)：

1、j.wang等提出的利用sparql實現(xiàn)異構(gòu)關(guān)系數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一查詢的方法(j.wang,z.miao,y.zhang?and?b.zhou,"querying?heterogeneous?relational?database?usingsparql,"2009eighth?ieee/acis?international?conference?on?computer?andinformation?science,shanghai,china,2009,pp.475-480.)。該方法一方面沒有支持非關(guān)系型數(shù)據(jù)源的集成，另一方面也沒有明確利用本體和一階邏輯的支持。j.wang在文獻中提出的方法，要求在利用sparql查詢描述數(shù)據(jù)源視圖時，必須給出sparql查詢中的變量名和關(guān)系數(shù)據(jù)庫的表中字段名間的對應(yīng)，不方便對數(shù)據(jù)源的簡單表達，且不方便支持非關(guān)系型數(shù)據(jù)源，更沒有基于一階邏輯理論對所匹配的數(shù)據(jù)源和全局查詢間在語義上是否會出現(xiàn)矛盾進行檢查。

2、申請?zhí)枮?023106601190，名稱為基于圖結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)虛擬化系統(tǒng)、方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)的專利公開了一種基于圖結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)虛擬化系統(tǒng)、方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)，包括：根據(jù)元數(shù)據(jù)配置參數(shù)配置元數(shù)據(jù)關(guān)系圖，并根據(jù)元數(shù)據(jù)關(guān)系圖初始化緩存數(shù)據(jù)表，接收用戶端發(fā)送的虛擬視圖查詢請求，并解析請求參數(shù)，得到虛擬視圖sql，將虛擬視圖sql轉(zhuǎn)化為sql查詢語句，根據(jù)請求參數(shù)，在緩存和數(shù)據(jù)節(jié)點上執(zhí)行sql查詢語句，得到集合數(shù)據(jù)，將集合數(shù)據(jù)形成虛擬視圖反饋給用戶端。該專利的方法仍然是基于元數(shù)據(jù)實現(xiàn)虛擬視圖查詢sql向數(shù)據(jù)源sql的轉(zhuǎn)換，不能實現(xiàn)基于本體的智能匹配，當(dāng)然也不支持非關(guān)系型數(shù)據(jù)源的接入，因而對異構(gòu)數(shù)據(jù)集成的覆蓋面不全。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本發(fā)明提供的一種基于本體和一階邏輯的數(shù)據(jù)虛擬化數(shù)據(jù)源匹配方法解決了現(xiàn)有數(shù)據(jù)虛擬化技術(shù)中全局?jǐn)?shù)據(jù)視圖含有數(shù)據(jù)源信息，進而要求應(yīng)用層在表達全局?jǐn)?shù)據(jù)查詢時需要明確指明數(shù)據(jù)源的缺陷。

2、為了達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種基于本體和一階邏輯的數(shù)據(jù)虛擬化數(shù)據(jù)源匹配方法，包括以下步驟：

3、s1、建立領(lǐng)域數(shù)據(jù)本體，用一元謂詞和二元謂詞的集合的形式記錄，形成領(lǐng)域數(shù)據(jù)視圖；

4、s2、使用變量元組以及基于領(lǐng)域本體對其進行約束的一元謂詞和二元謂詞集合記錄各數(shù)據(jù)源對外提供數(shù)據(jù)服務(wù)的能力，形成局部數(shù)據(jù)視圖；

5、s3、當(dāng)用戶需要進行全局查詢時，根據(jù)領(lǐng)域數(shù)據(jù)視圖和局部數(shù)據(jù)視圖檢測各數(shù)據(jù)源對全局查詢的可用情況。

6、進一步地：所述s1中，用一元謂詞和二元謂詞的集合的形式記錄的方法具體為：

7、用一元謂詞詞class(a)表示a是一個概念，用二元謂詞p(a，b)表示a和b之間具有p所規(guī)定的關(guān)系，其中，二元謂詞p(a，b)中a的屬性p具有值b，b為概念或簡單數(shù)據(jù)類型。

8、進一步地：所述s2中，記錄各數(shù)據(jù)源對外提供數(shù)據(jù)服務(wù)的能力的方法具體為：

9、將任一數(shù)據(jù)源通過變量元組以及對其進行約束的一階邏輯公式的形式，描述其對外提供數(shù)據(jù)服務(wù)的能力，其中，通過一階邏輯公式描述數(shù)據(jù)源s對外提供數(shù)據(jù)服務(wù)的能力具體為：

10、<y1,y2,...,yns>←<s1,s2,...,sms,cs>

11、式中，<y1,y2,...,yns>為數(shù)據(jù)源描述的頭部；<s1,s2,...,sms,cs>為數(shù)據(jù)源描述的體部，其中，yi1為數(shù)據(jù)源的第i1個輸出變量，且i1＝1,2，…，ns，ns為數(shù)據(jù)源的輸出變量總數(shù)，用于表示數(shù)據(jù)源提供的數(shù)據(jù)項，sj1為利用領(lǐng)域數(shù)據(jù)本體中的一元和二元謂詞對頭部數(shù)據(jù)項的語義約束條件，且j1＝1,2，…，ms，ms為約束謂詞個數(shù)，cs為若干用比較運算符構(gòu)造的邏輯公式，描述對頭部變量的取值約束。

12、進一步地：所述s3中，檢測任一數(shù)據(jù)源對全局查詢的可用情況的方法具體為：

13、s31、將全局查詢的體部中的每個謂詞rj2，與數(shù)據(jù)源的體部中的每一個謂詞sj1，根據(jù)領(lǐng)域數(shù)據(jù)本體進行語義匹配，根據(jù)語義匹配對數(shù)據(jù)源中的變量進行參數(shù)換名；

14、其中，全局查詢g的形式為<x1,x2,...,xng>←<r1,r2,...,rmg,cg>，其中，<x1,x2,...,xng>為查詢的頭部，用于對查詢結(jié)果變量命名，xi2為第i2個結(jié)果變量名，且i2＝1,2，…，ng，ng為查詢結(jié)果變量名總數(shù)；<r1,r2,...,rmg,cg>為查詢的體部，其中，rj2為利用領(lǐng)域數(shù)據(jù)本體中的一元和二元謂詞對頭部結(jié)果變量名取值的語義約束條件，且j2＝1,2，…，mg，mg為約束謂詞個數(shù)，cg為若干用比較運算符構(gòu)造的邏輯公式，用于描述對頭部變量名的取值條件約束；

15、s32、判斷參數(shù)換名后的數(shù)據(jù)源描述是否滿足第五條件，若是，則數(shù)據(jù)源對全局查詢可用，若否，則數(shù)據(jù)源對全局查詢無用。

16、進一步地：所述s31中，進行參數(shù)換名的方法具體為：

17、若正在匹配的兩個謂詞均為一元謂詞，形如rj2(x)和語義sj1(y)，其中，x為全局查詢頭部中的變量名，y為數(shù)據(jù)源表示頭部中的變量名，且rj2和sj1同名或在領(lǐng)域數(shù)據(jù)本體中sj1是rj2的子概念，則若同時滿足第一條件和第二條件，則將數(shù)據(jù)源中的變量y替換為變量x；

18、其中，所述第一條件為：數(shù)據(jù)源中的變量y從未被替換過，所述第二條件為：若數(shù)據(jù)源中存在變量x，則將數(shù)據(jù)源中的變量x先行替換為新的變量；

19、若正在匹配的兩個謂詞均為二元謂詞，形如謂詞rj2(x1,x2)和sj1(y1,y2)，其中，x1和x2為全局查詢頭部中的變量名，y1和y2為數(shù)據(jù)源表示頭部中的變量名，且rj2和sj1同名或在領(lǐng)域數(shù)據(jù)本體中sj1是rj2的子屬性，則若同時滿足第三條件和第四條件，則將數(shù)據(jù)源中的變量y1和y2分別替換為變量x1和x2；

20、其中，所述第三條件為：數(shù)據(jù)源中的變量y1和y2從未被替換過，所述第四條件為：若數(shù)據(jù)源中存在變量x1和x2，則將數(shù)據(jù)源中的變量x1和x2替換為新的變量。

21、進一步地：所述s32中，第五條件具體為：

22、經(jīng)數(shù)據(jù)源匹配過程對數(shù)據(jù)源s的描述中的變量換名后，數(shù)據(jù)源s的頭部中的變量名集合與全局查詢g的頭部中的變量名集合有交集，并且數(shù)據(jù)源s的體部與全局查詢g的體部沒有邏輯矛盾。

23、本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明提供了一種基于本體和一階邏輯的數(shù)據(jù)虛擬化數(shù)據(jù)源匹配方法，能基于領(lǐng)域數(shù)據(jù)本體表達跨異構(gòu)數(shù)據(jù)源的全局查詢，并利用本體和一階邏輯實現(xiàn)全局查詢與物理數(shù)據(jù)源間的智能匹配，而不需要像現(xiàn)有技術(shù)和產(chǎn)品那樣，在應(yīng)用層借用sql語言對指定數(shù)據(jù)視圖表達查詢，并借助于元數(shù)據(jù)管理實現(xiàn)應(yīng)用層查詢和物理數(shù)據(jù)源間的映射，從而自然地支持多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合，以及在該融合基礎(chǔ)上的跨異構(gòu)數(shù)據(jù)源的統(tǒng)一數(shù)據(jù)查詢，對應(yīng)用層屏蔽了多源異構(gòu)數(shù)據(jù)資源的邏輯組織方式和物理分布，極大提升用戶利用分散異構(gòu)數(shù)據(jù)資源的體驗，在數(shù)據(jù)虛擬化領(lǐng)域?qū)τ诮o定的全局查詢尋找可用數(shù)據(jù)源方面，具有以下優(yōu)點：

24、(1)采用一階邏輯公式形式的領(lǐng)域數(shù)據(jù)本體描述領(lǐng)域數(shù)據(jù)視圖能夠?qū)Y(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化的異構(gòu)、分散的數(shù)據(jù)源進行統(tǒng)一的模式描述。

25、(2)數(shù)據(jù)虛擬化應(yīng)用在表達全局查詢時，無須明確指定查詢涉及的數(shù)據(jù)視圖，屏蔽應(yīng)用對領(lǐng)域數(shù)據(jù)資源的邏輯數(shù)據(jù)模型及數(shù)據(jù)物理分布的依賴。

26、(3)指導(dǎo)新型數(shù)據(jù)虛擬化裝置的開發(fā)，使其能夠自動尋找能夠分擔(dān)全局查詢?nèi)蝿?wù)的數(shù)據(jù)源，自動剔除無關(guān)數(shù)據(jù)源，提升裝置的自動化和智能化程度，改善應(yīng)用體驗。