[发明专利]一种本体与关系数据库模式之间的映射方法

说明书

技术领域

本发明涉及异构数据库的数据集成领域，具体涉及一种本体与关系数据库模式之间的映射方法。

背景技术

数据库是以一定方式储存在一起、能为多个用户共享、具有尽可能小的冗余度、与应用程序彼此独立的数据集合。数据库中的数据是从全局观点出发建立的，按一定的数据模型进行组织、描述和存储，其结构基于数据间的自然联系，从而可提供一切必要的存取路径，且数据不再针对某一应用，而是面向全组织，具有整体的结构化特征。而数据库存放数据的模式也即数据模式，是某种特定数据模型的一种实现，是基于选定的数据模型对数据进行“型”方面的刻画，在数据库设计阶段由设计人员确定；而数据库中存放的数据也即“实例”，则是对数据“值”方面的描述。当前，典型的数据模型包括关系数据模型、XML数据模型、面向对象数据模型等。

随着信息技术的发展，各领域的合作越来越密切，数据的互操作性日显重要。但由于各数据源数据的自治性，导致各数据源的数据异构，包括系统异构、模式异构和语义异构。所谓系统异构即数据所依赖的应用系统、数据库管理系统或操作系统之间的不同；模式异构即数据在存储模式上的不同；语义异构是指对同一现实世界事物进行描述时，数据在表达方式或内容上的不同。因此，要实现异构数据库之间的数据共享，需要在不同数据模式之间，通过模式匹配找到源数据模式与目标数据模式之间的关联,并利用这些关联进行数据转换或查询。

随着语义网的提出和发展，越来越多的研究人员将本体应用于数据集成解决语义交互问题。本体的概念起源于哲学领域，在计算机领域中,引用最为广泛的定义是Gruber提出的“本体是概念化的明确的规范说明”。本体的目标是捕获相关的领域知识，提供对该领域知识的共同理解,确定该领域内共同认可的概念术语，并利用形式化手段给出这些概念术语及其之间相互联系的明确定义。本体构成要素也即构成本体的基本元素，包括个体也即实例、概念也即类、属性以及关系，而关系通常包含定义域和值域两部分,这两部分限定了该关系所适用的范围。利用数据模式与本体之间映射，一方面可以将数据库中已经存在的大量数据通过语义网技术进行发布和共享；另一方面,可以利用语义网技术对数据源进行语义包装，为数据源提供上下文语义，这利于消除数据源之间语义异构性，从而增强异构数据源之间的交互性。

但本体典型地应用场景是建模高级的语义信息，而关系模型用来描述低粒度水平的句法结构，因此，本体模式与关系数据库模式之间的匹配存在阻抗失配的问题。进一步的讲，数据库采用封闭世界假设，数据库模式是针对特定的应用而设计,数据库模式中的约束主要是为了保障数据库中数据的完整性，关系数据库模式通常采用SQL语言进行描述，在关系数据库模式的关系和属性不具备具有继承层次的表达能力，在数据库中与模式相关的最重要的推理是查询包含和依赖最小化；而本体采用开放世界假设，一般用于说明特定领域的概念体系,不依赖于某个具体的应用，本体中的约束是为了保障一致性和支持自动推理，本体一般采用基于逻辑的语言进行表达，本体中的概念和联系都具有继承层次的表达能力，本体中的推理主要是包含联系推理和概念的可满足性。

因此，目前，关系数据库模式与本体之间映射大部分仍以人工定义方式为主。为了能够更直观地构建数据库与本体之间的映射,许多项目的研究中都开发了图形化的映射工具,可以让用户以交互式方式构建数据库与本体之间的映射，典型的项目有COG、DartGrid、VisAVis等，以及申请号为200710156361.5、发明名称为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的发明专利。通过人工的方式构建映射关系是最直接的方法，但是人工方法一般只在一些特定领域、特定情况下适用，如果数据库和本体的规模较大,那么构建映射的工作量太大,而且容易出错。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种本体与关系数据库模式之间的映射方法，其能够缩短建立关系数据库模式与本体之间映射关系的难度和时间花费。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种本体与关系数据库模式之间的映射方法，包括如下步骤：

建立RS2O图模型，RS2O图的定义为：G＝(V,lbl_v,ε,lbl_ε)，其中，V代表节点集合，lbl_v代表节点标记集合，ε代表边集合，lbl_ε代表边标记集合；

步骤1)将本体的信息转化为RS2O图A，其转化包括以下内容：