基于语义的数据对象访问和存储管理研究

论文摘要

将语义引入知识和资源共享中,实现基于语义的资源共享是知识共享领域研究的一个趋势。本文研究基于语义的数据访问、存储访问和资源共享。本文将数据定义为具有语义的数据对象,通过基于语义的数据对象访问实现数据的动态分布、物理独立性和灵活的访问策略。同时,存储资源也是具有一定语义的存储空间和属性实体,本文将存储资源描述为存储对象,通过语义实现存储资源的动态发现和共享,从而建立一个松耦合的数据和存储共享系统。本文首先分析了数据对象及其语义,建立了一个基于语义的数据对象访问模型,提出了存储资源的语义对象化,建立了统一的访问模型。随后研究了数据对象的动态分布,通过数据对象的语义实现动态资源查找和访问,解除了客户端和存储设备的紧密耦合,基于数据对象的组合提出了基于语义数据对象实现包括RAID在内的多种数据管理、存储算法和策略的方法,为动态环境中实现数据的可靠性、可用性和访问特性提供了方法。本文还提出了一个P2P语义存储网络模型,研究了如何在P2P系统下实现基于语义的资源访问和数据存储,提出了一个基于语义数据、存储空间统一访问的、读写的P2P网络模型,改变了P2P系统单一的数据访问的模式。本文还研究了通过多数据对象访问获得所要求的访问性能,并提出了一个基于语义识别的数据对象Cache管理框架,以提高Cache空间管理效率和Cache替换算法的效果。最后本文讨论了语义的动态匹配,提出了一个基于语义的日志系统构架和基于该构架的语义动态匹配方法,并给出了基于语义的数据对象和存储对象共享系统的构架和原型系统的设计与部分实现,讨论了还需要解决的问题和进一步研究的方向。本文的主要贡献包括:基于语义的数据对象访问和存储管理模型;基于语义对象的数据动态分布和数据组合方法;数据对象的多源访问和缓存管理方法;数据对象和存储对象统一访问的P2P系统构架;基于语义的日志系统和动态语义交换构架。

论文目录

• 摘要
• 图目录
• 第一章 引言
• 1.1 存储系统的沿革
• 1.1.1 不同耦合程度的存储系统
• 1.1.2 存储管理方式的变革
• 1.1.3 动态的存储环境--P2P 系统结构和数据网格
• 1.2 现有存储管理和访问方式存在的问题
• 1.2.1 现有存储系统管理的不足
• 1.2.2 对数据访问的局限性
• 1.3 基于语义的知识管理和资源、服务共享
• 1.3.1 语义Web 相关的研究
• 1.3.2 语义Web 相关的标准和规范
• 1.4 基于语义的数据访问和存储管理
• 1.4.1 基于语义的数据访问和存储管理
• 1.4.2 构建松耦合的存储系统
• 1.5 本文的贡献
• 1.6 本文的组织
• 第二章 基于语义的数据对象访问
• 2.1 相关的研究工作--基于内容的访问
• 2.2 基于语义的数据对象访问
• 2.2.1 数据对象和语义
• 2.2.2 语义的描述
• 2.2.3 基于语义的数据对象访问模型
• 2.2.4 基于语义的数据对象访问过程
• 2.2.5 基于语义的数据对象之间的关系
• 2.2.6 数据对象基于语义可访问的条件和结果判定
• 2.2.7 语义存储设备和存储构架
• 2.2.8 区分树状目录访问语义和本质语义
• 2.3 基于语义的数据对象管理
• 2.4 本章小结
• 第三章 语义存储对象和存储资源管理
• 3.1 存储资源的语义对象化
• 3.2 基于语义的存储对象访问
• 3.3 基于语义对象的存储资源管理
• 3.4 统一的语义对象系统构架
• 3.5 语义对象资源管理构架的能力分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 数据对象的动态分布和松耦合存储系统
• 4.1 数据动态分布和松耦合存储的必要性
• 4.2 基于语义的数据对象组合
• 4.2.1 数据对象组合示例
• 4.2.2 数据对象的查找算法
• 4.3 数据对象的动态分布
• 4.3.1 紧耦合系统的数据动态分布
• 4.3.2 基于Web Service 的数据动态分布
• 4.4 存储管理的语义—行动模型
• 4.4.1 语义-行动模型（Semantic-Action Model）
• 4.4.2 语义—行动的描述和验证
• 4.5 基于语义事务的动态写机制S-Transaction
• 4.5.1 S-Transaction 机制
• 4.5.2 S-Transaction 算法模拟分析
• 4.6 利用数据对象实现数据存储策略
• 4.6.1 利用数据对象实现RAID 策略
• 4.6.2 多个副本存储
• 4.6.3 数据对象的生存周期
• 4.6.4 多版本访问和控制
• 4.7 本章小结
• 第五章 基于语义的对等存储网络
• 5.1 语义数据对象P2P 系统
• 5.1.1 语义数据对象P2P 系统的拓扑结构
• 5.1.2 节点补偿、复合节点和组合服务
• 5.1.3 数据对象访问
• 5.2 P2P 存储对象网络
• 5.2.1 存储对象网络
• 5.2.2 数据和存储的一致访问
• 5.3 P2P 环境中的数据动态存储
• 5.3.1 数据对象的P2P 动态存储
• 5.3.2 P2P 动态存储模拟分析
• 5.4 P2P 系统数据对象和存储对象的动态查询
• 5.4.1 主索引节点的Chord 覆盖网络
• 5.4.2 基于内容的XML 路径查询和路由
• 5.5 本章小结
• 第六章 多数据源访问和数据对象Cache 管理
• 6.1 多数据源数据对象访问
• 6.1.1 提高性能的数据访问
• 6.1.2 提高可靠性的数据对象访问
• 6.1.3 提高可用性的数据对象访问
• 6.1.4 数据对象并行访问和动态切换模拟
• 6.2 面向语义对象的Cache 管理
• 6.2.1 Cache 管理和替换策略
• 6.2.2 基于语义对象的Proxy Cache 管理构架
• 6.2.3 Cache 管理机制和策略
• 6.2.4 语义对象Cache 管理的访问分析
• 6.2.5 数据对象Cache 管理效果的模拟分析
• 6.3 本章小结
• 第七章 语义日志系统和语义动态匹配
• 7.1 语义动态产生和语义匹配
• 7.1.1 语义的自动生成
• 7.1.2 语义动态匹配
• 7.2 基于语义日志的语义动态匹配和共享
• 7.2.1 基于语义的日志系统
• 7.2.2 通过语义日志系统进行动态匹配交换
• 7.2.3 搜索结果的个性化处理
• 7.3 本章小结
• 第八章 原型系统设计与实现
• 8.1 原型系统设计
• 8.1.1 系统构架
• 8.1.2 模块的主要接口
• 8.2 数据对象的语义索引
• 8.2.1 语义索引的生成
• 8.2.2 语义索引的逻辑结构
• 8.2.3 语义描述和索引的存储
• 8.3 原型系统实现
• 8.3.1 模块实现和运行环境
• 8.3.2 操作和结果示例
• 8.4 本章小结
• 第九章 结束语和进一步的工作
• 9.1 本文工作总结
• 9.2 进一步的工作
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历