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基于存储优化模型的RDF数据查询机制研究

作　者: 吴德龙
导　师: 赵峰
学　校: 华中科技大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 资源描述框架存储模型优化 RDF数据查询语言查询优化
分类号: TP311.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 61次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

传统的对RDF(Resource Description Framework)数据存储的方法主要采用基于关系数据库方式的三元组表,但由于RDF数据的稀疏性特点,使得这种存储方式的存储空间利用率和查询效率都不高。因此有研究提出了存储模型的优化方法,这些优化方法主要基于对三元组本身的优化存储,没有考虑使用模式空间的信息对存储模型进行优化。SPARQL(Simple Protocol and Query Language)是万维网联盟推荐的RDF数据查询语言,如何在特定的存储模型上高效地支持SPARQL查询逐渐成为研究的热点。基于内存的RDF数据存储和查询系统DBLinkQL能够实现高效的SPARQL查询。DBLinkQL首先建立高效的字符串与整形标识符的映射模块,统一将三元组的字符串形式转化为整形标识符来表示,提高存储空间的利用率和查询的效率;其次DBLinkQL提取RDF的模式空间文件中的特定词汇,对这些词汇进行分类,结合垂直分割的思想,对存储结构进行多种形式的优化,进一步的优化了查询的效率。DBLinkQL支持了多种规范描述的RDF数据的导入,并可以将存储模型映射到磁盘中,可以实现内存存储模型的快速重现。DBLinkQL通过对SPARQL查询进行转换和处理,形成底层存储模型可操作的查询图模型,SPARQL查询系统对各种查询操作情况进行了处理,实现了部分支持了SPARQL查询语言;通过对底层存储数据进行统计,建立了查询连接操作的代价模型,并使用贪婪算法实现了SPARQL查询的优化模块,对查询的先后顺序进行了调整,提高了查询的性能。通过对查询优化模块进行测试,DBLinkQL存储系统的SPARQL查询优化模块对查询性能有较大的提高。性能测试表明,DBLinkQL的查询平均性能相比Jena Memory和RDF-3X要好。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-17
  1.1 问题的提出  8-10
  1.2 国内外研究现状  10-15
  1.3 研究背景及研究内容  15-16
  1.4 文章组织结构  16-17
2 DBLinkQL 系统的设计  17-22
  2.1 系统的设计思想  17-18
  2.2 系统的总体结构  18-20
  2.3 系统的工作流程  20-21
  2.4 本章小结  21-22
3 RDF 数据存储优化的实现技术  22-30
  3.1 字符串与整形ID 映射  22-23
  3.2 模式空间三元组建立存储结构的方法  23-25
  3.3 实例空间三元组数据的存储方法  25-27
  3.4 统计信息的获取  27
  3.5 RDF 数据的导入与序列化方法  27-29
  3.6 本章小结  29-30
4 查询语言SPARQL 的实现技术  30-42
  4.1 SPARQL 查询的转换和处理  30-33
  4.2 SPARQL 查询的基本实现过程  33-35
  4.3 SPARQL 的查询优化模块  35-38
  4.4 查询计划的执行方法  38-41
  4.5 本章小结  41-42
5 系统测试与分析  42-48
  5.1 测试比较系统与测试数据集  42-43
  5.2 测试环境  43-44
  5.3 功能测试及结果分析  44-46
  5.4 性能测试及结果分析  46-47
  5.5 本章小结  47-48
6 总结及展望  48-50
  6.1 总结  48
  6.2 展望  48-50
致谢  50-52
参考文献  52-55
附录 LUBM 数据集的查询语句  55-56

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