[发明专利]一种基于本体语义信息的本体查询引擎优化系统

权利要求书

1.一种基于本体语义信息的本体查询引擎优化系统，其特征在于包括：查询语句预处理模块、查询语句推导模块和查询语句优化模块；其中：

查询语句预处理模块：将查询语句分解成一系列简单合取查询，即将查询语句转化成析取范式，之后只需要对每个合取查询语句进行查询，查询结果是每个合取查询结果的并集；针对单个合取查询，将其中的查询变量分为术语集变量和断言块变量两类，将查询原子也分成两大类，即断言块原子和术语集原子；将术语集原子单独提出来，组成只涉及术语集信息的查询语句，调用查询引擎，在术语集上查询，将查询结果依次替代查询语句中的术语集变量，形成一系列只涉及断言块信息的查询语句；所述术语集变量表示该变量出现在RDF三元组中概念和属性的位置，断言块变量则是出现在实例的位置，所述RDF是资源描述框架，一种用于描述Web资源的标记语言，术语集原子则是涉及术语集信息的查询原子，其他则是断言块原子；

查询语句推导模块：针对单个断言块查询语句，将每个查询原子转化成相应的断言块断言，每个变量变为断言块中的一个实例，与术语集组成新的知识库；针对新的知识库，使用本体推理机对其进行推理，本体推理机利用本中的语义信息进行推理，得出知识库中隐含的信息，包括判断知识库的一致性，根据相关规则得出隐含的三元组关系，通过本体语义信息推导出一系列隐含信息；

查询语句优化模块：根据推导出的隐含信息对原查询语句进行优化，得到更为简洁的查询语句；将断言块查询语句调用查询引擎在断言块得到结果并与术语集上的查询结果相结合，即可得到原查询语句的结果。

2.根据权利要求1所述的基于本体语义信息的本体查询引擎优化系统，其特征在于：所述查询语句优化模块中，根据推导出的隐含信息对原查询语句进行优化，得到更为简洁的查询语句具体实现如下：

（1）如果推理得出知识库不一致，则说明查询语句有问题，得不到查询结果，此时查询结果无意义，不需要优化；

（2）针对推导出的三元组谓词位置为owl:sameAs，即个体等价关系，表示两个个体相同的三元组，如果主语和宾语都为变量，则将两个变量合并成一个变量，如果有一个常量和一个变量则该常量即是该变量查询的值；

（3）针对推导出的三元组谓词位置为rdf:type的三元组，其中主语位置为变量，宾语位置为概念，则根据宾语位置概念定义，如有owl:equiventClass属性，即类等价关系，表示两个类相同，则替换对应查询原子，替换的查询原子中不能包含其他变量；

（4）如若查询原子包含两个个体类型声明的三元组，分别表示?x为C₁类的个体，同时也是C₂类的个体，其中?x代表查询语句中的变量，C₁、C₂为知识库中的概念类，且则可消去，如果有两个属性P₁和P₂满足子属性关系，也可以采用类似的方法消去其中一个三元组；

（5）如若查询原子包含两个三元组分别表示?x为C₁类的个体，?x通过属性p与其他个体关联，其中?x代表查询语句中的变量，C₁为知识库中的概念类，p为知识库中的属性，且属性p的定义域是C₁，则可消去表示?x为C₁类的个体的三元组；

（6）通过以上步骤，得到更为简化的查询语句。

3.根据权利要求1所述的基于本体语义信息的本体查询引擎优化系统，其特征在于：所述查询语句预处理模块中将术语集原子单独提出来，组成只涉及术语集信息的查询语句时，如果查询语句中只有一个子类型三元组术语集原子，表示?x是?y的子类，其中?x、?y代表查询语句中的变量，则在术语集中找到所有满足条件的个体，并用这些概念替代原有查询语句中的?x和?y；如果只有一个子类型三元组术语集查询原子，表示?x是y的子类，其中?x代表查询语句中的变量，y为常量，代表知识库中的某个本体概念。而?x又不是查询语句所要知道的值x_n中的一个，x_n为查询语句需要获得结果的变量序列，本来?x的查询值应为y的所有子类，此种情况?x可只用y代替形成一条查询语句。

4.根据权利要求1所述的基于本体语义信息的本体查询引擎优化系统，其特征在于：所述查询语句推导模块中将查询原子转化成断言块断言时，如个体类型声明的三元组，表示?x为Person类的个体，其中?x代表查询语句中的变量，Person为知识库中表示人这个概念的本体，则将生成一个实例名为?x的Person类的个体。