CN100590621C - 本体模式与关系数据库模式之间语义映射信息的编辑方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种本体模式与关系数据库模式之间语义映射信息的编辑方法。它是通过对本体模式与关系数据库模式的分析，定义从异质异构的关系数据库模式到本体模式的语义映射；本发明有效地实现了自动化配置本体模式与关系数据库模式之间的语义映射，从而使用户可以简便的使用图形化工具进行语义映射信息的定义，而且本发明还第一次实现了复杂关系数据库模式提供了自动化的配置。

Description

本体模式与关系数据库模式之间语义映射信息的编辑方法

技术领域

本发明涉及基于视图的关系数据库集成技术领域，特别地，涉及本体模式与关系数据库模式之间的语义映射信息的编辑方法。

背景技术

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。特别的，对于科学数据，如医药、气象、生物等，这种需求已经出现。基于语义的数据库网格正是针对这样的中医药数据库背景，尤其针对中医药科学研究领域而进行研究和开发的。

在网格和语义网相结合的应用程序中，一个很重要的问题就是多个数据源之间的融合问题。与语义技术相关的工程开发的两个重要技术就是可扩展标记语言(XML)和资源描述框架(RDF).其中含意由RDF来表达，但是由于多个数据库之间可能对同一个概念采用不同的标识符，那么程序若要进行两个数据库之间信息的比较和合并，它就必须了解这两个标识符表示的是同一个事物。对这个问题的一个解决方法就是语义网的第三个基本组成部分，信息的集合称为本体.

在一般的基于本体的关系数据库集成平台中数据主要包含两部分：数据库中的表，以及和语义相关的本体模式。在数据库集成平台中想要实现跨地域的查询就必须解决不同数据库对于同一个事物用两种标识符表示的问题；而使用本体概念作为中间介质是一种被广泛认可的方法。那么就需要编辑本体概念与关系数据库模型之间映射关系的方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种本体模式与关系数据库模式之间语义映射信息的编辑方法，从而简便用户的本体模式和关系数据库模式之间的语义映射定义工作以及辅助用户对复杂的关系数据库模式的语义映射的定义。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种本体模式与关系数据库模式之间语义映射信息的编辑方法，包括以下步骤：

(1)置数据库资源属性：使用语义映射编辑工具配置数据库资源的访问方式、用户名、密码；

(2)显示本体模型信息：按照本体模式描述文件获取本体模式信息，并图形化地显示出来供用户操作，对本体模式建立统一模型，通过RDFS文件访问与操作接口对本体模型信息加以保存与显示；

(3)显示数据库模型信息：按照数据库资源注册文件获取数据库模式信息，并图形化的显示出来供用户操作，对数据库模式建立统一模型，直接通过JDBC访问数据库并取出数据库模型信息加以保存与显示；

(4)编辑简单语义映射：基于本地作视图编辑本体模式与关系数据库之间语义映射关系；

(5)配置链接关系。

进一步地，所述步骤(4)中，基于本地作视图编辑本体模式与关系数据库之间语义映射关系的表达方式分为以下两种：

(1)体模式的值属性与关系数据库的字段之间的映射关系；

(2)本体模式的对象属性与关系数据库中数据表之间的连接关系之间的映射关系。

本发明方法与背景技术相比，具有的有益的效果是：本方法不仅实现了简便的定义关系数据库与本体模式之间的语义映射；而且第一次实现了半自动化定义本体模式与复杂数据库的语义映射。它的主要功能是为定义本体模式与关系数据库模式之间语义映射关系信息的图形化和自动化的编辑方法，从而使减轻用户定义语义映射关系信息的工作，以及减少语义映射定义发生错误的机会。

本发明方法还具有以下特点：

1.拖拽的映射方式：本发明为用户提供了一种简易的定义关系数据库模式到本体模式的语义映射的简易方式，从而使得定义语义映射的过程变得清晰和容易理解；

2.可视化映射：使得语义映射的定义过程变的对用户可视化来减少发生错误的机会：同时可视化的特点也使得自动化的处理带有复杂连接的复杂关系数据库模式成为可能；

3.数据资源语义标注：本发明通过提供数据资源的全部有用信息从而使得数据资源信息对于用户来说是完全透明的；

4.半自动化的复杂join语义映射配置：通过后台自动配置复杂join的算法来帮助用户更好的对带有复杂连接的关系数据库模式和本体模式之间语义映射关系进行定义，这个算法基于本体模式的对象属性以及关系数据库模式中的复杂连接属性。

具体实施方式

基于本地作视图(local as view)的本体模式与关系数据库模式之间语义映射关系的表达方式可以细分为以下两种：

1、本体模式的值属性(datatype property)与关系数据库的字段之间的映射关系；

2、本体模式的对象属性(object property)与关系数据库数据表的连接关系的映射关系。

语义映射作为基于视图的关系数据库集成的核心部分，是一种描述本体模式与关系数据库模式之间映射关系的一种方式。语义映射具体描述了本体模式和关系数据库模式之间的匹配映射关系，语义映射表达为：R(X)：-G(X，Y)，其中：R(X)被称作视图的头，同时R是一个关系谓词；G(X，Y)被称作视图的内容，并且它也是一个连接的查询；X，Y是一组可区别的变量，Y是一组存在变量。

本发明的可视化语义映射编辑方法对于定义本体模式与关系数据库模式之间语义映射信息的实现步骤如下：

一、配置数据库资源属性

使用语义映射编辑工具配置数据库资源的访问方式、用户名、密码，本工具支持mysql/Oracle数据库资源。

二、显示本体模型信息

按照本体模式描述文件获取本体模式信息，并图形化的显示出来供用户操作。对本体模型根据本发明方法的需要建立统一模型，通过RDFS文件访问与操作接口对本体模型信息加以保存与显示。

三、显示数据库模型信息

按照数据库资源注册文件获取数据库模式信息，并图形化的显示出来供用户操作。对数据库资源根据本发明方法的需要建立统一模型，直接通过JDBC访问数据库并取出数据库模型信息加以保存与显示。

四、编辑简单语义映射

基于本地作视图(local as view)的本体模式与关系数据库之间语义映射关系的表达方式可以细分为以下两种：

a)本体模式的值属性(datatype property)与关系数据库的字段之间的映射关系

b)本体模式的对象属性(object property)与关系数据库中数据表之间的连接关系之间的映射关系

第四步骤，主要是实现对第一种语义映射的定义。用户通过拖拽方式对数据库数据表以及字段进行语义映射关系的定义。关系数据库与本体模式之间的语义映射可分为两种情况，一种是本体的值属性与数据表中字段的一对一的对应关系；另一种是本体的对象属性与数据库中表之间连接关系的配置。本发明方法提供的编辑功能是基于拖拽进行语义映射的定义。

五、配置复杂链接关系

第五步骤，主要是实现对第二种语义映射定义，即本体模式的对象属性与关系数据库数据表之间的链接关系之间的映射关系。本发明方法根据用户第四步所配置的信息自动基于本体相关性对于存在连接关系的数据表进行连接关系的语义映射定义，而对于不存在连接关系的相关表则提供具有向导性的编辑功能与接口。在第二步中，本发明方法保存了数据库模型信息以及本体模型信息，这些信息为第五步提供了推理的基础信息。

方法中涉及到相关的名词解释：

1.关系型数据库的数据模型——表、列

数据模型在概念上是数据、关系以及对数据的约束这三者的集合。关系型数据库模型的真正含义就是要求数据按照关系来保存。关系(一类数据在概念上的集合)由表格(它保存了关于实体的信息)来表示。表中的每一行对应一个元组(tuple)，列对应一个属性。每个属性都和一个值域(该属性可能的赋值范围)相联系。

2.语义数据模型——本体、属性

本体模型更像是一种类和对象的模型。数据模型在这里被表达为类及其属性，而数据则表达为本体实例。

3.建立映射关系

在两种数据模型即本体模型与关系数据库模型之间建立语义映射关系。基于本地作视图(local as view)的本体模式与关系数据库之间语义映射关系的表达方式可以细分为以下两种：

a)本体模式的值属性(datatype property)与关系数据库的字段之间的映射关系

b)本体模式的对象属性(object property)与关系数据库中数据表之间的连接关系之间的映射关系。

Claims (2)

1、一种本体模式与关系数据库模式之间语义映射信息的编辑方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)配置数据库资源属性：使用语义映射编辑工具配置数据库资源的访问方式、用户名、密码；

(2)显示本体模型信息：按照本体模式描述文件获取本体模式信息，并图形化地显示出来供用户操作，对本体模式建立统一模型，通过RDFS文件访问与操作接口对本体模型信息加以保存与显示；

(3)显示数据库模型信息：按照数据库资源注册文件获取数据库模式信息，并图形化的显示出来供用户操作，对数据库模式建立统一模型，直接通过JDBC访问数据库并取出数据库模型信息加以保存与显示；

(4)编辑简单语义映射：基于本地作视图编辑本体模式与关系数据库之间语义映射关系；

(5)配置链接关系：即配置本体模式的对象属性与关系数据库数据表之间的链接关系，根据步骤(4)所配置的信息自动基于本体相关性对于存在连接关系的数据表进行连接关系的语义映射定义，而对于不存在连接关系的相关表则提供具有向导性的编辑功能与接口。

2、根据权利要求1所述的本体模式与关系数据库模式之间语义映射信息的编辑方法，其特征在于，所述步骤(4)中，基于本地作视图编辑本体模式与关系数据库之间语义映射关系的表达方式分为以下两种：

(1)本体模式的值属性与关系数据库的字段之间的映射关系；

(2)本体模式的对象属性与关系数据库中数据表之间的连接关系之间的映射关系。