[發明專利]基于圖的高效SPARQL查詢應答方法、裝置和設備

有效

• 申請號: 202011471406.X
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN113220820B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 郭得科;羅來龍;王希;張千楨;鄭龍
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G06F16/31
• 分類號: G06F16/31;G06F16/332;G06F16/33;G06F16/338;G06F40/30
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 曾志鵬

本發明示例性實施例提供一種基于圖的高效SPARQL查詢應答方法、裝置和設備，其中的方法包括：將RDF數據集的三元組建模為有向標記圖，對有向標記圖的實體頂點進行分組和合并，形成多級抽象圖，其中三元組中的對象和主體為所述有向標記圖的實體頂點；構建輔助數據結構，結合所述有向標記圖中連接同一類的實體頂點，構造抽象圖作為索引，所述輔助數據結構包括有向標記圖模式中語義包含關系的集合，所述有向標記圖模式用于描述所述有向標記圖的特征；通過訪問抽象圖進行查詢，并給出應答結果。本發明的查詢應答效果遠優于目前的查詢方法。

技術領域

本發明示例性實施例涉及數據處理技術領域，尤其涉及一種基于圖的高效SPARQL查詢應答方法、裝置和設備。

背景技術

由于RDF數據的使用越來越多，有效地處理RDF數據集上的SPARQL查詢已經成為一個重要的問題。在基于圖的RDF數據管理方案中，SPARQL查詢被轉換成子圖模式，并通過圖匹配在RDF圖上求值。然而，要回答SPARQL查詢，需要處理RDF推理來對RDF數據中的隱式三元組進行建模，這在很大程度上被現有的基于圖的解決方案所忽略。

在基于圖的解決方案中，SPARQL查詢被轉換成圖模式P，然后在RDF圖G上進行求值。查詢求值過程通過將P中的變量與G的元素匹配來執行，這樣返回的圖就包含在G中(模式匹配)?；趫D的解決方案的主要優勢在于，RDF query5在不喪失建模能力的情況下更易于表達，更重要的是，沒有優化策略的圖模式匹配能夠執行甚至優于關系RDF查詢引擎。隨后，人們提出了一些新的基于圖的系統。特別是，gStore使用精心設計的索引VS*-tree來處理RDF查詢。TurboHom++將RDF圖轉換成有標記圖，并將子圖同態方法應用于RDF查詢處理。AMbER是一個基于圖的RDF引擎，它將RDF數據和SPARQL查詢表示為多圖，并將查詢求值任務轉化為子圖同態問題。

所有上述工作都可以總結為基于圖的RDF查詢評估(而不是應答)工作，因為它們忽略了稱為蘊涵的RDF基本特性，該特性允許RDF圖中建模隱式信息?？紤]蘊涵是至關重要的，沒有蘊涵可能會導致不完整的答案。例如，假設聲明“Titanic has an actor LeonardoDiCaprio”沒有在RDF數據中；然而，還是可以根據顯示三元組Titanic_Film,leadingRole,Leonardo_DiCap rio和RDFS中“leadingRole belongs to thesubproperty of hasActor”的描述術語挖掘出三元組Titanic_Film,hasActor,Leonardo_DiCaprio。RDFS表示一種本體語言，可用于增強RDF圖的描述。因此，RDF查詢應答可以分為推理步驟和查詢評估步驟。

在基于關系的方法中，有兩個不同的推理步驟，即飽和與重構?；陲柡偷牟樵儜鹗顾须[含信息都變得明確?；谥貥嫷牟樵儜饘⒉樵冎貙憺榈葍r的大型連接查詢聯合集，并根據原始RDF數據設置它們的查詢位置。飽和導致高效的查詢評估，但它需要大量的計算時間、存儲空間，并且必須在更新時重新計算；由于語法上的高度復雜性以及RDF和SPARQL語言之間微妙的相互作用，查詢重構會對查詢響應時間產生不利的影響。

發明內容

有鑒于此，本發明示例性實施例的目的在于提出一種基于圖的高效SPARQL查詢應答方法、裝置和設備，以解決目前的SPARQL圖查詢存在缺陷的問題。

基于上述目的，本發明示例性實施例提供了一種基于圖的高效SPARQL查詢應答方法，包括：