Web语义查询与推理研究

【摘要】：随着信息资源共享越来越迫切的需求，随着互联网逐渐成为信息共享的支撑平台，以语义Web为代表的语义技术，以其严格的逻辑基础和标准化的技术路径，正逐渐成为未来Web信息系统的一项支撑技术。语义Web技术为Web信息系统提供了规范化的语义表达框架，以支持数据语义的明确表达。其目的一方面是要在尽可能的程度上实现数据的无缝集成、服务的动态组合和资源的自动发现；另一方面还缩小了人的认知域与计算机的处理域之间的距离，以支持实现用直观的语义对Web信息资源进行操作。 Web语义查询与推理是语义Web需要实现的基本功能。本论文试图对这一问题进行系统性的研究。本论文的研究内容和主要贡献如下： 1．基于视图的Web语义查询(Answering queries using view in semantic Web)：首先我们阐述了“视图”对实现分布式Web语义查询的重要性；然后结合RDF模型的特点，给出了RDF语义视图的形式化描述与定义；并系统的研究了在开放式世界假设下，基于语义视图的Web语义查询问答与语义查询重写；证明了基于视图的语义查询问答问题与RDF语义查询的包含推理问题之间的等价性；并给出了一个RDF语义查询包含算法和查询重写算法。 2．上下文相关Web推理(Web Context and Contextual Reasoning) 首先我们阐述了上下文(Context)对于Web语义建模的重要性；然后基于局部模型语义理论(Local Model Semantic)研究了上下文相关Web推理(Web Contextual Reasoning)的基本实现方法；并结合分布式描述逻辑的研究，设计了一个支持上下文相关Web推理的分布式Tableaux算法。更进一步，我们还基于类比相似的方法，研究了基于案例的推理在语义Web中的特点和实现方法，并提出和设计了基于RDF的CaseML案例表达语言。 3．语义Web的网格体系架构及基于语义Web技术的数据库网格原型设计与实现 结合网格计算的思想，我门提出了一个面向语义Web的知识网格服务体系，以支持Web语义查询、语义映射和推理；基于该知识网格服务体系，我们实现了一个基于语义的数据库网格原型系统，称为DartGrid，介绍了三种最基本的知识服务在数据库资源的模式集成和协同共享中所起的作用。DartGrid基于语义Web若干技术标准，在网格平台Globus上开发。我们详细介绍了其核心组件的设计与实现，这包括：语义浏览器、Q3语义查询语言、本体服务、语义注册服务和语义查询服务。特别的，还介绍了关系模式向RDF／OWL模式的转化方法，和Q3语义查询向SQL关系数据库查询的转化实现方法。