[发明专利]一种面向复杂关系和上下文语境信息的语义数据模型

说明书

技术领域

本发明涉及一种概念建模领域中的语义数据模型，尤其涉及一种面向复杂关系和上下文语境信息的语义数据模型，具体应用于对存在多刻面、动态演化、复杂关系和上下文语境信息特性的对象进行语义建模。

背景技术

现实世界的实体之间存在各种自然、复杂的关系。通过这些关系，它们扮演各种各样的角色，进而展现其上下文语义语境相关的特性。现有数据模型如ER模型、对象模型、角色模型、对象代理模型等都过度地简化或忽略了这些复杂关系而仅仅只能支持对象与对象之间的简单关系。

ER模型将现实世界中的概念抽象成实体、联系/关系和属性，概念之间的所有语义关系都用这三者表达。虽然EER模型在抽象机制、三元关系、复合属性、基数约束和一般完整性约束方面对ER模型进行了扩展，但是它们对于“关系”的表示，最复杂只能支持带属性的关系，而对于复杂关系，如层次结构的关系和关系的派生类等都无法表示。

在各种面向对象模型中，它们将ER模型中的实体抽象为“对象”，并且主要围绕对象开展研究，如：对象标识、复杂对象、对象分类、对象聚合、类泛化和特化、非单调继承、覆盖、重载等。在传统的面向对象模型中，一个对象只能是一个类的实例，这导致对象无法改变其类从属关系，从而只能表达对象的静态特性，而无法表现其动态演化特性。为解决这些问题，有些面向对象模型支持不相交类的多继承，但是多继承会导致子类的组合爆炸。为避免多继承子类的组合爆炸问题，有些面向对象的模型支持多分类，但是它们无法支持对象的上下文语境信息表示。

角色模型支持对象的动态演化、多刻面、简单的上下文语境信息表示。它的最大特点是将面向对象模型中的类分为两种：对象类和角色类。对象类用来表示对象的静态特性；角色类用来表示对象类所扮演的角色，一个对象可以扮演多个角色，角色主要强调对象的动态、多刻面特性。角色类和对象类都可以有分类层次，对象类的分类层次表示对象的静态分类，而角色类的分类层次表示对象的动态分类。对象类的继承体现在模式级别，而角色类的继承体现在实例级别。此外，角色类还支持简单的上下文语境信息访问。角色模型主要问题在于，为了能够表示对象的多刻面和上下文语境信息特性，现实世界中一个实体的信息只能分散地表示在一个对象实例和多个层次结构的角色实例来中，这种表示和现实世界的概念并不完全对应，表示并不自然。更重要的是，它们只能孤立地表示对象所扮演的角色而无法表示对象在关系所处的语境中所扮演的角色。

对象代理模型通过引入代理类和代理对象的概念对传统的面向对象数据模型进行了扩展。代理类用来描述代理对象的模式，代理对象用作扩展并定制其源对象。对象代理模型能够提供特化、泛化、聚合和分组等抽象机制，实现对象视图、角色多样性及对象迁移等功能，因此它比传统的面向对象模型更加灵活。但是用对象视图的机制将一个对象的信息拆分成多个代理对象来表达对象的多刻面和迁移特性与现实世界中的对象概念也不能一一对应，因此这种建模方法的主要问题是表示不自然。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的较难表达复杂关系及动态演化特性、与现实世界中的实体的概念不能一一对应、表示不自然的缺陷与问题，提供一种较易表达复杂关系及动态演化特性、与现实世界中的对象概念一一对应、表示自然的面向复杂关系和上下文语境信息的语义数据模型。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种面向复杂关系和上下文语境信息的语义数据模型；所述语义数据模型采取角色关系表示对象之间的复杂关系并自动获取上下文语境信息。

所述角色关系包括角色和关系两重作用；

所述关系的作用是指：先形成层次结构并指定其逆关系，再根据该逆关系生成由关系所产生的上下文。

所述角色的作用是指：先指定角色的角色标识来对角色进行更详尽的说明，同时，将该角色嵌套在关系所产生的上下文中进而生成更丰富、翔实的上下文。

所述角色关系派生出同名的角色关系类，该角色关系类表示参与了关系且扮演了相应角色的对象集合，该对象集合在上下文中所具有的特性能够通过在角色关系上指定的上下文属性和上下文关系来进行描述。

所述对象上集中了现实世界中一个实体的所有信息；所述对象可隶属于多个不同的类，且可将隶属于不同分类的属性或关系嵌套在对象属于该分类的上下文中构成详尽的上下文语境信息。

所述参与关系的两个对象之间设置有一致性内置语义的支持，该一致性内置语义的支持是指能够自动地维护对象的各种关系及其逆关系的一致性，即当对对象的关系进行添加、删除、修改操作时，只需要在关系的一边操作，语义数据模型就会自动地维护其逆关系。