基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫的模式匹配技術(shù)研究

1、基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫的模式匹配技術(shù)研究<      摘  要隨著 網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)的 發(fā)展 ，信息處理需要對大量的、異構(gòu)的數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一存取，多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的集成問題就顯得十分重要。而模式匹配是數(shù)據(jù)集成領(lǐng)域的一個(gè)基本技術(shù)。文章提出一種解決關(guān)系數(shù)據(jù)庫語義沖突問題的模式匹配技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)的共享與互操作。    關(guān)鍵詞 數(shù)據(jù)集成；模式匹配；語義沖突 1  引言    隨著 計(jì)算 機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)上的各種信息以指數(shù)級爆炸性增長，成為了一個(gè)巨大的信息

2、庫，同時(shí)各 企業(yè) 單位開發(fā)了大量的軟硬件平臺各異的應(yīng)用系統(tǒng)，在各種應(yīng)用系統(tǒng)下又積累了豐富的數(shù)據(jù)資源。這樣就形成了成千上萬個(gè)異構(gòu)的數(shù)據(jù)源，多為傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)資源由于軟硬件平臺各異、數(shù)據(jù)模型各異而形成了異構(gòu)數(shù)據(jù)，使各數(shù)據(jù)源間的互操作變得復(fù)雜。為了更好地利用這些異構(gòu)信息，以及不造成 企業(yè) 應(yīng)用系統(tǒng)的重復(fù)建設(shè)和數(shù)據(jù)資源的浪費(fèi)，模式匹配技術(shù)吸引了眾多關(guān)注。本文針對模式匹配過程中存在的語義沖突進(jìn)行分類，并提出了相應(yīng)的解決策略，以達(dá)到異構(gòu)數(shù)據(jù)源的共享和互操作。2  模式匹配中的沖突問題    在數(shù)據(jù)集成領(lǐng)域中，由于數(shù)據(jù)源系統(tǒng)多是獨(dú)立開發(fā)，數(shù)據(jù)源是相對自

3、治的，因此描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)模型或存儲結(jié)構(gòu)經(jīng)常會出現(xiàn)模式的不一致，數(shù)據(jù)源的自治性和數(shù)據(jù)源模式的異構(gòu)性使數(shù)據(jù)源在共享和互操作上存在了語義沖突。這些正是模式匹配的焦點(diǎn)問題，它們形式上的性質(zhì)使得人們很容易想到要用模式匹配去解決邏輯、語義和知識的描述問題。    對于描述模式匹配中的語義沖突有兩種較有代表性的分類4。第一種分類將沖突分為異類沖突、命名沖突、語義沖突和結(jié)構(gòu)沖突。第二種分類主要是對第一類異類沖突概念的一個(gè)細(xì)致的改進(jìn)，但和其它分類仍有細(xì)微的不同，它把異類沖突看作是語義不一致的一類(如語義沖突)，把沖突分為命名沖突、域沖突、元數(shù)據(jù)沖突、結(jié)構(gòu)沖突、屬性丟失和硬件/軟件不

4、同。    模式匹配是一項(xiàng)復(fù)雜而繁重的任務(wù)，所能集成的數(shù)據(jù)源越來越多，上述沖突情況也會越來越普遍，想解決所有的模式?jīng)_突是不現(xiàn)實(shí)的。本文主要解決關(guān)系數(shù)據(jù)模式之間的語義沖突。3  模式匹配中的語義沖突    本文所提出的模式匹配方法是根據(jù)關(guān)系數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)設(shè)計(jì)的。關(guān)系數(shù)據(jù)庫中關(guān)系的基本單位是屬性，屬性本身就包含著語義信息，因此異構(gòu)數(shù)據(jù)源語義相似性就圍繞著數(shù)據(jù)源模式中的屬性來進(jìn)行，并在匹配的過程中解決異構(gòu)數(shù)據(jù)源模式之間的一系列語義沖突。3.1  語義匹配體系結(jié)構(gòu)    本文提出的語義匹配體系結(jié)

5、構(gòu)采用數(shù)據(jù)集成中的虛擬法數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)的典型體系結(jié)構(gòu)，采用將局部模式匹配到全局模式的語義匹配體系結(jié)構(gòu)，自下而上地建立全局模式。首先進(jìn)行模式轉(zhuǎn)化，消除因各種局部數(shù)據(jù)模式之間的差異所帶來的影響，解決各種局部模式之間的語義沖突等，然后在轉(zhuǎn)化后的模式的基礎(chǔ)上進(jìn)行模式匹配，其主要手段是提供各數(shù)據(jù)源的虛擬的集成視圖。    數(shù)據(jù)仍保存在各數(shù)據(jù)源上，集成系統(tǒng)僅提供一個(gè)虛擬的集成視圖和對該集成視圖的查詢的處理機(jī)制。系統(tǒng)能自動(dòng)地將用戶對集成模式的查詢請求轉(zhuǎn)換成對各異構(gòu)數(shù)據(jù)源的查詢。在這種體系結(jié)構(gòu)中，中間層根本不實(shí)際存儲數(shù)據(jù)，當(dāng)客戶端發(fā)出查詢請求時(shí)，僅是簡單地將查詢發(fā)送到適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)源上

6、。由于該方法不需要重復(fù)存儲大量數(shù)據(jù)，并能保證查詢到最新的數(shù)據(jù)，因此比較適合于高度自治、集成數(shù)量多且更新變化快的異構(gòu)數(shù)據(jù)源集成。    本文中的語義匹配的體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。3.2  關(guān)系數(shù)據(jù)庫模式中語義沖突問題分類及其解決策略    大多數(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供了一套概念結(jié)構(gòu)來對現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)進(jìn)行建模。每一個(gè)概念結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是一個(gè)類型，它可以是一種復(fù)雜類型或一種基本類型。類型和它所表示的數(shù)據(jù)間的聯(lián)系就稱為語義3。    在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，一個(gè)關(guān)系模式是一個(gè)有序?qū)?R，c)，其中R為模式所指向的關(guān)系(表)的名

7、稱，而c則為具有不同名稱的屬性的有限集。同時(shí)，屬性也是一個(gè)有序?qū)?N，D)，其中N為屬性的名稱，而D則為一個(gè)域?？梢钥闯鲫P(guān)系模式的基本單位是屬性。屬性本身就包含著語義信息，因此模式語義相似性就圍繞模式中的屬性來進(jìn)行，并在模式匹配的過程中解決異構(gòu)數(shù)據(jù)庫模式之間的一系列語義沖突。圖 1  語義匹配體系結(jié)構(gòu)    根據(jù)語義的定義，在關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，語義系統(tǒng)是由模式、模式的屬性、模式中屬性之間的聯(lián)系和模式間的屬性之間的聯(lián)系構(gòu)成。這里將語義分為3級：模式級、屬性級和實(shí)例級。下面將異構(gòu)模式中存在的語義沖突問題進(jìn)行了分類，并闡述了各種語義沖突的解決策略： 1  2    下一頁                 【內(nèi)容導(dǎo)航】         第1頁：基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫的模式匹配