论文题目: 对等网络环境下基于语义的异构数据管理模型
论文类型: 博士论文
论文专业: 计算机软件与理论
作者: 刘洁
导师: 诸葛海
关键词: 对等网络,资源空间模型,对等语义链网络模型,语义,异构数据管理
文献来源: 中国科学院研究生院（计算技术研究所）
发表年度: 2005
论文摘要: 随着对等网络技术的广泛应用，对等网络环境下的数据管理成为研究热点。它包括三个关键问题： (1) 如何在大规模网络环境下，基于语义，统一、规范、有效地组织和管理分布的数据资源和服务资源。 (2) 如何在大规模网络环境下，基于语义，准确、有效地把查询请求传递给相关节点，避免产生过大的网络负载。 (3) 如何在大规模网络环境下，动态地集成各节点返回的异构数据，为用户和应用提供统一视图。 本论文针对以上三个关键问题，提出对等网络环境下基于语义的异构数据管理模型。 主要创新点包括： (1) 提出资源空间模型和结构化对等网络Chord模型相结合的新资源组织模型，统一、规范、有效地组织和管理分布的数据资源。经实验验证：与传统的结构化对等网络Chord模型相比较，本论文所提出的模型支持分类语义查询、灵活性好、系统开销小。 (2) 提出基于对等语义链网络的资源组织模型和路由方法，通过数据和服务两个层次的语义链来建立各节点数据模式间和服务间的语义关系，提高路由效率。经实验验证：与泛洪和随机选择等非结构化对等网络路由方法相比，基于对等语义链的路由方法的查询效果(召回率)接近泛洪方法，但系统响应查询所产生的消息数目最小。 (3) 提出基于语义的异构数据集成模型，通过建立各节点数据模式间的映射和查询变换，解决各数据源的语义异构和结构异构问题，动态地集成对等网络中分布的异构数据，为用户和应用需求提供统一视图。
论文目录:
中文部分
摘要
Abstract
目录
图目录
表目录
第一章 引言
1.1 研究背景及意义
1.2 对等网络环境下数据管理的研究进展
1.3 对等网络环境下数据管理的关键问题
1.4 论文的主要贡献
1.5 论文的组织结构
第二章 相关工作
2.1 对等网络搜索机制
2.1.1 非结构化对等网络搜索机制
2.1.2 结构化对等网络搜索机制
2.1.3 基于物理层拓扑结构的搜索机制
2.2 异构数据集成
2.2.1 基本概念
2.2.2 异构数据集成方法
2.2.3 数据模式匹配
2.3 资源空间模型
2.3.1 资源空间模型的基本概念
2.3.2 资源空间模型的构成
2.3.3 三维资源空间模型举例
2.3.4 资源空间模型的操作
2.3.5 资源空间模型的范式
2.3.6 扩展的资源空间模型
2.4 语义链网络模型
2.4.1 语义链网络模型的基本概念
2.4.2 语义链网络模型的范式
2.4.3 语义链网络模型的推理规则、构造工具和应用
2.5 Web服务
2.5.1 基本概念
2.5.2 集中式环境下Web服务发现机制
2.5.3 对等网络环境下Web服务发现机制
2.6 知识网格
2.6.1 基本概念
2.6.2 软设备
2.6.3 知识网格、语义链网络和对等网络
第三章 基于语义的资源组织模型
3.1 问题的提出
3.2 基于语义的对等网络资源组织模型
3.2.1 R-Chord资源组织模型
3.2.2 对等语义链网络资源组织模型
3.2.3 单一语义映像资源组织模型SSeI
3.3 资源空间层基于语义的资源组织
3.3.1 资源空间语义链
3.3.2 资源空间视图
3.4 对等语义链网络层基于语义的资源组织
3.4.1 对等语义链网络模型
3.4.l.1 对等语义链网络
3.4.1.2 数据管理模块
3.4.1.3 服务管理模块
3.4.2 对等语义链网络的操作
3.4.3 数据语义链网络模型
3.4.3.1 数据语义链
3.4.3.2 数据语义链自动发现规则
3.4.3.3 数据语义链定义工具
3.4.4 服务语义链网络模型
3.4.4.1 tModel特化关系
3.4.4.2 Web服务特化关系
3.4.4.3 服务语义链
3.4.5 基于对等语义链的推理
3.4.5.1 数据语义链推理规则
3.4.5.2 服务语义链推理规则
3.5 结构化对等网络层基于语义的资源组织
3.5.1 Chord路由协议
3.5.2 基于后缀树的资源组织
3.5.2.1 后缀树基本概念
3.5.2.2 后缀树构造算法
3.5.2.3 基于后缀树的哈希方法
3.5.3 扩展的Chord路由协议
3.6 小结
第四章 基于语义的查询路由方法
4.1 问题的提出
4.2 基于语义的路由方法
4.3 资源空间层基于语义的路由方法
4.3.1 基于本地资源空间和资源空间视图的路由方法
4.3.2 基于资源空间语义链的路由方法
4.4 对等语义链网络层基于语义的路由方法
4.4.1 基于数据语义链的路由方法
4.4.1.1 节点数据模式相似度
4.4.1.2 路由规则
4.4.2 基于服务语义链的路由方法
4.4.2.1 tMode相似度
4.4.2.2 服务相似度
4.4.2.3 路由规则
4.4.3 对等语义链网络的模糊评价
4.4.3.1 方法概述
4.4.3.2 评价标准生成
4.4.3.3 对等语义链网络客观评价
4.3.3.4 对等语义链网络主观评价
4.4.3.5 对等语义链网络综合评价
4.4.3.6 优化改进方案
4.5 DHT Chord层基于语义的路由方法
4.5.1 查询类型
4.5.2 复杂查询处理
4.5.2.1 基于关键字的查询
4.5.2.2 组合查询
4.5.2.3 范围查询
4.5.2.4 涉及Join操作的查询
4.5.2.5 涉及Union操作的查询
4.6 小结
第五章 基于语义的异构数据集成方法
5.1 问题的提出
5.2 数据模式映射
5.2.1 结点映射
5.2.2 语义块映射
5.2.3 路径映射
5.3 查询变换和异构数据集成
5.4 单一语义映像操作语言SSeIQL
5.5 索引更新
5.5.1 资源空间层索引更新
5.5.2 资源空间视图层索引更新
5.5.3 对等语义链网络层索引更新
5.5.4 结构化对等网络Chord层索引更新
5.6 小结
第六章 性能分析评价
6.1 实验
6.1.1 R-Chord模型性能分析
6.1.1.1 实验环境
6.1.1.2 性能分析
6.1.2 对等语义链网络模型性能分析
6.1.2.1 实验环境
6.1.2.2 界面
6.1.2.3 静态性能分析
6.1.2.4 动态性能分析
6.2 相关工作比较
6.2.1 基于语义的资源组织模型
6.2.1.1 数据组织
6.2.1.2 服务组织
6.2.2 基于语义的查询路由方法
6.2.2.1 基于语义链的路由方法
6.2.2.2 基于资源空间模型的路由方法
6.2.3 基于语义的异构数据集成
6.2.4 SSeI的优点
6.3 小结
第七章 结束语
7.1 论文工作总结
7.2 进一步的研究工作
参考文献
附录A—SSeI功能模块
附录B—SSeIQL语法
附录C—R-Chord模型性能测试查询
专业术语中英文对照表
致谢
作者简历
攻读博士学位期间发表的论文
攻读博士学位期间担任的学术职务
攻读博士学位期间获得的学术奖励
攻读博士学位期间参加的科研项目
攻读博士学位期间参与申请的专利
英文部分
Abstract
Table of Contents
List of Figures
List of Tables
Chapter 1 Motivation
Chapter 2 Related Work
2.1 Peer-to-Peer Systems
2.1.1 Routing in Unstructured P2P Networks
2.1.2 Routing in Structured P2P Networks
2.1.3 Routing in Physical Networks
2.2 Heterogeneous Data Integration
2.2.1 Notion
2.2.2 Approach Overview
2.2.3 Schema Matching
2.2.4 Data Integration vs. Ontology Integration
2.2.5 Prototypes and Systems
2.2.6 Peer Data Management Systems
2.3 Resource Space Model
2.3.1 Notion
2.3.2 Constitution of the Resource Space
2.3.3 An Example of A Three-Dimensional Resource Space
2.3.4 Operations on RSM
2.3.5 Normal Forms of RSM
2.3.6 Extended Resource Space Model
2.4 Semantic Link Network Model
2.4.1 Notion
2.4.2 Normal Forms of SLN
2.4.3 Semantic Reasoning Rules, Tools and Applications
2.5 Web Services
2.5.1 Notion
2.5.2 Web Service Retrieval
2.5.3 P2P Service Discovery
2.5.4 Web Service Integration
2.6 Knowledge Grid
2.6.1 Notion
2.6.2 Knowledge Grid, Semantic Link Network and P2P Networks
Chapter 3 Efficient Resource Organization
3.1 Semantic-based P2P Model
3.1.1 The Combination of the RSM and the P2P Networks
3.1.2 The P2P Semantic Link Network Model
3.1.3 General Architecture of the Semantic-based P2P Model
3.2 Resource Space Model Overlay
3.2.1 Establishing Semantic Links between RSMs
3.2.2 RSM View
3.3 Peer-to-Peer Semantic Link Network Model
3.3.1 General Architecture
3.3.1.1 Overview
3.3.1.2 Data Management Module
3.3.1.3 Service Management Module
3.3.2 Operations on P2PSLN
3.3.3 Peer-to-Peer Semantic Data Link Network Model
3.3.3.1 Peer-to-Peer Semantic Data Links
3.3.3.2 Automatic Discovery Rules
3.3.3.3 Definition Tool
3.3.4 Peer-to-Peer Semantic Service Link Network Model
3.3.4.1 TModel Specification and Specialization
3.3.4.2 Service Specification and Specialization
3.3.4.3 Peer-to-Peer Semantic Service Links
3.3.5 Reasoning Rules for P2PSLN
3.3.5.1 Reasoning Rules for P2P Semantic Data Link Networks
3.3.5.2 Reasoning Rules for P2P Semantic Service Link Networks
3.4 DHT Overlay—Chord
3.4.1 Approach Overview
3.4.2 Suffix-Tree-Based Hashing
3.4.2.1 Suffix Tree Approach
3.4.2.2 Suffix Tree Construction
3.4.2.3 Suffix Tree Hashing
3.4.3 Extended Chord Protocol
3.5 Summary
Chapter 4 Flexible and Efficient Resource Location S3
4.1 Semantic-based Query Processing
4.2 Query Routing in RSM Overlay
4.2.1 Query Routing in Local RSM and RSM View
4.2.2 Query Routing in Neighboring RSM
4.3 Query Routing in P2P Semantic Link Network
4.3.1 Query Routing in P2P Semantic Data Link Network
4.3.1.1 Similarity between Peer Schemas
4.3.1.2 Semantic-Link-Based Routing in P2P Data Link Network
4.3.2 Query Routing in P2P Semantic Service Link Network
4.3.2.1 Similarity between tModels
4.3.2.2 Similarity between Services
4.3.2.3 Semantic-Link-Based Routing in P2P Service Link Network
4.3.3 Fuzzy Collaborative Assessment for P2P Semantic Link Network
4.3.3.1 Approach Overview
4.3.3.2 Generate the Assessment Criteria
4.3.3.3 Objectively Assessment of the P2PSLN
4.3.3.4 Subjectively Assessment of the P2PSLN
4.3.3.5 Integrate the Objective and Subjective Assessment
4.3.3.6 Optimum Improvement Solution
4.4 Query Routing in Chord Overlay
4.4.1 Sample Queries
4.4.2 Complex Query Processing
4.4.2.1 Keyword-based Query
4.4.2.2 Conditional Matching
4.4.2.3 Range Query
4.4.2.4 Query Involving Join Operators
4.4.2.5 Query Involving Union Operators
4.5 Summary
Chapter 5 Heterogeneous Data Integration
5.1 Major Issues
5.2 Peer Schema Mapping
5.2.1 Semantic Node Mapping
5.2.2 Semantic Clique Mapping
5.2.3 Semantic Path Mapping
5.3 Query Reformulation and Heterogeneous Data Integration
5.4 The Single Semantic Image Query Language
5.5 Index Update
5.5.1 Index Update in RSM Overlay
5.5.2 Index Update in RSM View
5.5.3 Index Update in P2P Semantic Link Networks
5.5.4 Index Update in DHT Overlay
5.6 Summary
Chapter 6 Simulation, Comparison, and Discussion
6.1 Simulation and Experiment
6.1.1 Simulation Environment
6.1.2 Performance Analysis of the R-Chord Approach
6.1.2.1 Experiment Setup
6.1.2.2 Performance Analysis of the R-Chord Approach
6.1.3 Performance Analysis of the P2PSLN
6.1.3.1 Experiment Setup
6.1.3.2 Interface
6.1.3.3 Static Performance
6.1.3.4 Dynamic Performance
6.2 Comparison and Discussion
6.2.1 Semantic-based P2P Model for Resource Organization
6.2.1.1 Data Organization
6.2.1.2 Service Organization
6.2.2 Semantic-Link- and RSM-based Query Routing
6.2.2.1 Semantic-Link-based Routing
6.2.2.2 RSM-based Routing
6.2.3 Semantic-Clique-based Heterogeneous Data Integration
6.2.4 Advantages of the Proposed Semantic-based P2P Model
6.3 Summary
Chapter 7 Conclusion
References
Appendix A—Function Overview of the Semantic-based P2P Model
Appendix B—SSelQL Grammar
Appendix C—Sample Queries in the Experiment
Acknowledgements
Biographical Notes
Publications
Awards
Patents
Projects
发布时间: 2006-12-27
参考文献
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