CN106777252A - 一种不确定语义时态查询中间件的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不确定语义时态查询中间件的方法及装置，该装置包括：数据库连接驱动模块，用于与非时态数据库管理系统建立连接；时态数据库配置模块，用于对非时态数据库管理系统中数据库表格的字段参数进行配置，完成从类型到子结构逻辑的句法映射；时态SQL语句解析模块，用于从数据库表格中提取具有时态特征的SQL语句；时态关系运算模块，用于对所述SQL语句进行运算，得出时态查询的查询结果。该装置满足时态查询需求。

Description

一种不确定语义时态查询中间件的方法及装置

技术领域

本发明涉及时态信息技术技术领域，特别是涉及一种不确定语义时态查询中间件的方法及装置。

背景技术

目前，时态信息技术的发展一直伴随着数据库和信息系统的发展而发展，但是由于缺乏完备的的系统理论支撑，目前时态信息技术仍处于未成熟阶段，现有技术中还没有如何进行时态查询的方式，逻辑作为时态知识表达的重要手段，逻辑学研究在系统化方面仍然是一个待解决的问题。所以如何实现满足时态查询需求是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种不确定语义时态查询中间件的方法及装置，以实现满足时态查询需求。

为解决上述技术问题，本发明提供一种不确定语义时态查询中间件的方法，包括：

数据库连接驱动模块，用于与非时态数据库管理系统建立连接；

时态数据库配置模块，用于对非时态数据库管理系统中数据库表格的字段参数进行配置，完成从类型到子结构逻辑的句法映射；

时态SQL语句解析模块，用于从数据库表格中提取具有时态特征的SQL语句；

时态关系运算模块，用于对所述SQL语句进行运算，得出时态查询的查询结果。

优选的，所述数据库连接驱动模块用于采用Java数据库连接方式与非时态数据库管理系统建立连接。

优选的，时态SQL语句解析模块还包括：

约束函数提取单元，用于从具有时态特征的SQL语句中提取出时态查询所对应的约束函数。

优选的，时态关系运算模块，用于通过子结构逻辑对应的时间代数模型对所述SQL语句进行运算，完成带有不确定性的三值语句演算，得出时态查询的查询结果。

本发明还提供一种不确定语义时态查询中间件的方法，用于所述装置，包括：

数据库连接驱动模块与非时态数据库管理系统建立连接；

时态数据库配置模块对非时态数据库管理系统中数据库表格的字段参数进行配置，完成从类型到子结构逻辑的句法映射；

时态SQL语句解析模块从数据库表格中提取具有时态特征的SQL语句；

时态关系运算模块对所述SQL语句进行运算，得出时态查询的查询结果。

优选的，数据库连接驱动模块采用Java数据库连接方式与非时态数据库管理系统建立连接。

优选的，时态SQL语句解析模块从数据库表格中提取具有时态特征的SQL语句之后，还包括：

从具有时态特征的SQL语句中提取出时态查询所对应的约束函数。

优选的，时态关系运算模块对所述SQL语句进行运算，得出时态查询的查询结果，包括：

时态关系运算模块通过子结构逻辑对应的时间代数模型对所述SQL语句进行运算，完成带有不确定性的三值语句演算，得出时态查询的查询结果。

本发明所提供的一种不确定语义时态查询中间件的方法及装置，数据库连接驱动模块，用于与非时态数据库管理系统建立连接；时态数据库配置模块，用于对非时态数据库管理系统中数据库表格的字段参数进行配置，完成从类型到子结构逻辑的句法映射；时态SQL语句解析模块，用于从数据库表格中提取具有时态特征的SQL语句；时态关系运算模块，用于对所述SQL语句进行运算，得出时态查询的查询结果。可见，时态数据库配置模块通过对指定数据表格进行字段参数配置，完成从类型(type)到子结构逻辑的句法映射，从而配置后的数据库表格可以支持时态查询操作，时态SQL语句解析模块将SQL语句提取、解析为具有时态特征的SQL语句，即可由非时态数据库管理系统直接执行的普通SQL语句，如此最后对所述SQL语句进行运算，得出时态查询的查询结果，满足时态查询需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种不确定语义时态查询中间件的装置的结构示意图；

图2为不确定语义时态查询中间件的原理框架图；

图3为时态查询的13种时态区间运算示意图；

图4为不确定语义时态查询中间件的时态查询流程示意图；

图5为本发明所提供的一种不确定语义时态查询中间件的方法的流程图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种不确定语义时态查询中间件的方法及装置，以实现满足时态查询需求。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明所提供的一种不确定语义时态查询中间件的装置的结构示意图，该装置包括：

数据库连接驱动模块101，用于与非时态数据库管理系统建立连接；

时态数据库配置模块102，用于对非时态数据库管理系统中数据库表格的字段参数进行配置，完成从类型到子结构逻辑的句法映射；

时态SQL语句解析模块103，用于从数据库表格中提取具有时态特征的SQL语句；

时态关系运算模块104，用于对SQL语句进行运算，得出时态查询的查询结果。

可见，该装置中，时态数据库配置模块通过对指定数据表格进行字段参数配置，完成从类型(type)到子结构逻辑的句法映射，从而配置后的数据库表格可以支持时态查询操作，时态SQL语句解析模块将SQL语句提取、解析为具有时态特征的SQL语句，即可由非时态数据库管理系统直接执行的普通SQL语句，如此最后对所述SQL语句进行运算，得出时态查询的查询结果，满足时态查询需求。

基于上述装置，具体的，所述数据库连接驱动模块用于采用Java数据库连接方式与非时态数据库管理系统建立连接。

进一步的，时态SQL语句解析模块还包括：约束函数提取单元，用于从具有时态特征的SQL语句中提取出时态查询所对应的约束函数。

具体的，时态关系运算模块，用于通过子结构逻辑对应的时间代数模型对所述SQL语句进行运算，完成带有不确定性的三值语句演算，得出时态查询的查询结果。

其中，三值语句为True、False和Uncertain语句。

可见，数据库连接驱动模块通过Java数据库连接方式即JDBC方式与非时态数据库管理系统成功建立连接之后，时态数据库配置模块通过对指定数据表格进行字段参数配置，完成从类型(type)到子结构逻辑的句法映射，从而配置后的数据库表格可以支持时态查询操作；时态SQL语句解析模块通过解析获取的具有时态查询特征的SQL语句，提取出时态查询所特有的约束函数，并将处理结果交付给不确定性语义的时态关系运算模块，最后，通过对应于子结构逻辑的时间代数模型对时态关系函数进行运算，并完成带不确定性的三值语义(True、False和Uncertain)演算，得出时态查询的最终查询结果。

其中，数据库连接驱动模块通过JDBC方式与非时态数据库管理系统建立连接。时态数据库配置模块通过属性-类型-时间集映射的方式，配置时态数据库数据表格属性之间的约束推导关系参数，完成从类型(type)到子结构逻辑的句法映射，使得传统非时态数据库管理系统中完成配置后的数据表格支持时态查询操作。时态SQL语句解析模块提取具有时态特征的SQL语句中时态查询所特有的约束函数。时态关系运算模块，通过子结构逻辑对时态SQL进行运算，得出时态查询的最终查询结果。本装置实现了在满足了时态查询需求的同时，时间复杂度仅为O(n)。

详细的，时态数据库配置模块具体完成对主键字段的参数配置，对推导出的主键字段(约束主键)的参数配置，对时间约束字段的参数配置。时态数据库配置模块通过Key-Value方式，对非时态数据库中的数据表格进行必要的参数设置，使得非时态数据库的数据表格能够支持时态查询，关系约束参数具体包括：1)开始时间(StartTime)；2)结束时间(EndTime)；3)优先级n；4)推导约束，以上参数变量值映射入相应的子结构逻辑模型的时间域、属性域。

如图2所示，本发明的最底层模块为数据库连接模块，该模块通过JDBC方式与非时态数据库管理系统建立连接；成功建立连接之后，上一层模块即时态数据库配置模块方可以激活；时态数据库配置模块通过Key-Value方式，对非时态数据库的数据表格进行必要的参数设置，使得非时态数据库的数据表格具备支持时态查询的充分条件，具体包括对“开始时间(StartTime)”、“结束时间(EndTime)”、“优先级n”，和“推导约束”的参数设置，以上参数变量值映射入相应的子结构逻辑模型的时间域、属性域；时态SQL语句解析模块采用正则表达式将SQL语句提取、解析为可由非时态数据库管理系统直接执行的普通SQL语句和时态查询所特有的约束函数，所述的约束函数包括：Valid(时间约束函数)和13种时态关系运算，如图3所示，分别为：Before、After、During、Contains、Overlaps、Overlapped-by、Meets、Met-by、Starts、Started-by、Finishes、Finished-by和Equals，约束函数交付于不确定性语义的时态关系运算模块处理；最后，通过子结构逻辑对所述的时态SQL语句解析模块所处理后的约束函数进行时态关系运算，并对不确定性三值语义(True、False和Uncertain)进行处理，以此得出最终的时态查询结果，所述时态关系运算操作均为线性时间运算比较，其时间复杂度为O(n)。

如图4所示，时态查询逻辑流程分两步进行，第1步为传统的非时态查询，在步骤1中时态知识部分进行保留，第2步为时态查询，完成从类型(type)到子结构逻辑的向量集半群的映射(μ:T_p→Vec(W))，对时间进行运算和比较，而对于时间的运算和比较又可划分为如图3所示的13种类型进行。

时态SQL语句解析模块采用正则表达式将SQL语句提取、解析为可由非时态数据库管理系统直接执行的普通SQL语句和时态查询所特有的关系约束函数，所述的关系约束函数包括：Valid(时间约束函数)和13种时态关系运算，分别为：Equals、Before、After、During、Contains、Overlaps、Overlapped-by、Meets、Met-by、Starts、Started-by、Finishes和Finished-by，其中：

Equals：判断两个时间向量集是否等价；

Before and After：判断一个时间向量集是否在另一个向量集之前、之后；

During and Contains：判断一个时间向量集是否包含(被包含于)另一个时间向量集；

Overlaps and Overlapped-by：判断一个时间向量集与另一个时间向量集是否有交集；

Meets and Met-by：判断一个时间向量集与另一个时间向量集是否始末相接；

Starts and Started-by：判断一个时间向量集是否包含(被包含于)另一个时间向量集，并且两个时间向量集的起始时间点相同；

Finishes and Finished-by：判断一个时间向量集是否包含(被包含于)另一个时间向量集，并且两个时间向量集的结束时间点相同。

时态关系运算模块通过子结构逻辑系统对时态约束函数进行关系运算，将有效时间(Valid)的表示和运算增加至子结构逻辑模型中，并且在句法逻辑中抽离对时间属性的表示，从而可以对时态知识进行准确的表达，并能处理不确定性三值语义，由于时态关系运算操作均为线性时间运算比较，即对连续时间或非连续时间段进行线性比较，其时间复杂度仅为O(n)，降低了时态关系运算的复杂度。

构成子结构逻辑系统的公式具体为：

公理：

结构规则如下：

操作规则如下：

请参考图5，图5为本发明所提供的一种不确定语义时态查询中间件的方法的流程图，用于上述不确定语义时态查询中间件的装置，该方法包括：

S11：数据库连接驱动模块与非时态数据库管理系统建立连接；

S12：时态数据库配置模块对非时态数据库管理系统中数据库表格的字段参数进行配置，完成从类型到子结构逻辑的句法映射；

S13：时态SQL语句解析模块从数据库表格中提取具有时态特征的SQL语句；

S14：时态关系运算模块对SQL语句进行运算，得出时态查询的查询结果。

可见，该方法中，时态数据库配置模块通过对指定数据表格进行字段参数配置，完成从类型(type)到子结构逻辑的句法映射，从而配置后的数据库表格可以支持时态查询操作，时态SQL语句解析模块将SQL语句提取、解析为具有时态特征的SQL语句，即可由非时态数据库管理系统直接执行的普通SQL语句，如此最后对所述SQL语句进行运算，得出时态查询的查询结果，满足时态查询需求。

基于上述方法，具体的，数据库连接驱动模块采用Java数据库连接方式与非时态数据库管理系统建立连接。

进一步的，时态SQL语句解析模块从数据库表格中提取具有时态特征的SQL语句之后，还包括：从具有时态特征的SQL语句中提取出时态查询所对应的约束函数。

具体的，步骤S14的过程具体为：时态关系运算模块通过子结构逻辑对应的时间代数模型对所述SQL语句进行运算，完成带有不确定性的三值语句演算，得出时态查询的查询结果。

可见，数据库连接驱动模块与非时态数据库管理系统成功建立连接之后，时态数据库配置模块通过对指定数据表格进行字段参数配置，完成从类型(type)到子结构逻辑的句法映射；时态SQL语句解析模块通过解析获取的具有时态查询特征的SQL语句，提取出时态查询所特有的约束函数，并将处理结果交付给不确定性语义的时态关系运算模块，最后，通过对应于子结构逻辑的时间代数模型对时态关系函数进行运算，并完成带不确定性的三值语义(True、False和Uncertain)演算，以此得出时态查询的最终结果，在满足了时态查询需求的同时，时间复杂度为O(n)，主要应用于时态信息查询技术领域，满足时态数据库查询需求。

以上对本发明所提供的一种不确定语义时态查询中间件的方法及装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种不确定语义时态查询中间件的装置，其特征在于，包括：

数据库连接驱动模块，用于与非时态数据库管理系统建立连接；

时态数据库配置模块，用于对非时态数据库管理系统中数据库表格的字段参数进行配置，完成从类型到子结构逻辑的句法映射；

时态SQL语句解析模块，用于从数据库表格中提取具有时态特征的SQL语句；

时态关系运算模块，用于对所述SQL语句进行运算，得出时态查询的查询结果。

2.如权利要1所述的装置，其特征在于，所述数据库连接驱动模块用于采用Java数据库连接方式与非时态数据库管理系统建立连接。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，时态SQL语句解析模块还包括：

约束函数提取单元，用于从具有时态特征的SQL语句中提取出时态查询所对应的约束函数。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的装置，其特征在于，时态关系运算模块，用于通过子结构逻辑对应的时间代数模型对所述SQL语句进行运算，完成带有不确定性的三值语句演算，得出时态查询的查询结果。

5.一种不确定语义时态查询中间件的方法，其特征在于，用于权利要求1至4中任意一项所述的装置，包括：

数据库连接驱动模块与非时态数据库管理系统建立连接；

时态数据库配置模块对非时态数据库管理系统中数据库表格的字段参数进行配置，完成从类型到子结构逻辑的句法映射；

时态SQL语句解析模块从数据库表格中提取具有时态特征的SQL语句；

时态关系运算模块对所述SQL语句进行运算，得出时态查询的查询结果。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，数据库连接驱动模块采用Java数据库连接方式与非时态数据库管理系统建立连接。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，时态SQL语句解析模块从数据库表格中提取具有时态特征的SQL语句之后，还包括：

从具有时态特征的SQL语句中提取出时态查询所对应的约束函数。

8.如权利要求5至7中任意一项所述的方法，其特征在于，时态关系运算模块对所述SQL语句进行运算，得出时态查询的查询结果，包括：

时态关系运算模块通过子结构逻辑对应的时间代数模型对所述SQL语句进行运算，完成带有不确定性的三值语句演算，得出时态查询的查询结果。