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基于Seq2Seq模型的SPARQL查询预测

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软件学报 2021年第3期32卷 805-817页

作者：杨东华邹开发王宏志王金宝哈尔滨工业大学分析测试与计算中心黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学计算学部黑龙江哈尔滨150001

近年来,随着以数据为中心的应用大量增加,图数据模型逐渐被人们所关注,图数据库的发展也非常迅速,对于用户而言,往往更关心其在使用数据库过程中的效率问题.主要研究如何利用已有的信息进行图数据库的查询预测,从而进行数据的预加载与缓... 详细信息

近年来,随着以数据为中心的应用大量增加,图数据模型逐渐被人们所关注,图数据库的发展也非常迅速,对于用户而言,往往更关心其在使用数据库过程中的效率问题.主要研究如何利用已有的信息进行图数据库的查询预测,从而进行数据的预加载与缓存,提高系统的响应效率.为了使得方法具有跨数据移植性,并深入挖掘数据间的联系,将SPARQL查询提取为序列的形式,使用Seq2Seq模型对其进行数据分析和预测,并使用真实的数据集对方法进行测试,实验结果表明,本方案具有良好的效果.

关键词：图数据库 SPARQL 查询预测 Seq2Seq模型

面向SPARQL查询的地理语义空间索引构建方法

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测绘学报 2014年第2期43卷 193-199页

作者：段红伟孟令奎黄长青李颖李继园武汉大学遥感信息工程学院湖北武汉430079 河南省气象科学研究院河南郑州450003

为了实现地理语义数据的快速有效的空间查询,在分析和研究传统RDF(resource description framework)数据组织方法和空间索引的基础上,提出地理空间四元组(GeoQuad)模型,并基于该模型构建了地理语义空间索引,最后利用Jena、ARQ和JTS Topo... 详细信息

为了实现地理语义数据的快速有效的空间查询,在分析和研究传统RDF(resource description framework)数据组织方法和空间索引的基础上,提出地理空间四元组(GeoQuad)模型,并基于该模型构建了地理语义空间索引,最后利用Jena、ARQ和JTS Topology Suite实现了支持语义查询规范-SPARQL的地理语义空间查询。试验表明,方法高效可行,不仅能够快速定位空间RDF节点,而且能够快速进行空间查询并返回RDF结果。

关键词：空间四元组地理语义空间索引 SPARQL 地理语义空间查询

Towards Efficient SPARQL Query Processing on RDF Data

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Tsinghua Science and Technology 2010年第6期15卷 613-622页

作者：刘畅王昊奋俞勇徐林昊 Department of Computer Science and Engineering Shanghai Jiao Tong University IBM China Research Lab

Efficient support for querying large-scale resource description framework （RDF） triples plays an important role in semantic web data management. This paper presents an efficient RDF query engine to evaluate SPARQL queries, where the inverted index structure is employed for indexing the RDF triples. A set of operators on the inverted index was developed for query optimization and evaluation. Then a main-tree-shaped optimization algorithm was developed that transforms a SPARQL query graph into the op-timal query plan by effectively reducing the search space to determine the optimal joining order. The opti-mization collects a set of RDF statistics for estimating the execution cost of the query plan. Finally the opti-mal query plan is evaluated using the defined operators for answering the given SPARQL query. Extensive tests were conducted on both synthetic and real datasets containing up to 100 million triples to evaluate this approach with the results showing that this approach can answer most queries within 1 s and is extremely efficient and scalable in comparison with previous best state-of-the-art RDF stores.

关键词： resource description framework （RDF） query engine SPARQL optimization

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基于SPARQL的链接流数据查询方法研究

基于SPARQL的链接流数据查询方法研究

作者：卢冠孜大连海事大学

学位级别：硕士

本文分析了互联网中数据的特性,如实时性、海量性、异构性等。研究数据的识别与访问、海量数据查询、实时查询等问题。随着语义技术的发展,语义网与物联网的结合,出现了链接流数据。链接流数据解决了数据的识别和访问问题,但现有链接流... 详细信息

本文分析了互联网中数据的特性,如实时性、海量性、异构性等。研究数据的识别与访问、海量数据查询、实时查询等问题。随着语义技术的发展,语义网与物联网的结合,出现了链接流数据。链接流数据解决了数据的识别和访问问题,但现有链接流数据查询处理系统有着各种各样的不足。为了更好地处理链接流数据,本文对链接流数据查询方法进行了研究。首先,本文详细介绍了现有链接流数据查询系统,通过实验进行比较分析,指出了现有查询系统的不足;其次,本文提出了面向链接数据的优化方法和基于增量的运算符结构。在链接流数据处理过程中,静态的链接数据会影响处理速度,为了解决这个问题,本文对RDF图进行了分析,提出了一种面向链接数据的优化方法。该方法通过对RDF图进行压缩,提高了在RDF图上的数据处理速度。在链接流数据查询过程中,主要使用运算符进行实现,本文分析了现有系统中运算符的功能,设计了基于增量的运算符结构。这种结构可以使运算符更好地适应连续处理过程,减少了链接流数据查询所需要的时间;最后,本文设计了基于SPARQL的链接流数据查询系统并加以实现。本文将提出的链接流数据查询方法与现有的查询方法进行了对比分析,结果表明,本文所提出的方法提高了链接流数据的查询速度。

关键词：语义物联网链接数据链接流数据 SPARQL 数据查询

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混合语义约简和选择估值优化SPARQL

电子学报 2010年第5期38卷 1205-1210页

作者：叶育鑫欧阳丹彤吉林大学计算机科学与技术学院吉林长春130012 符号计算与知识工程教育部重点实验室吉林长春130012

本文在定义SPARQL查询优化问题基础上,利用本体中概念间的语义关系提出语义约简优化方案.并通过与选择估值策略的有机结合,给出RS-Opti优化算法及其实现.测试表明:RS-Opti优于单独使用语义约简和选择估值两种优化策略;与其它查询引擎测... 详细信息

本文在定义SPARQL查询优化问题基础上,利用本体中概念间的语义关系提出语义约简优化方案.并通过与选择估值策略的有机结合,给出RS-Opti优化算法及其实现.测试表明:RS-Opti优于单独使用语义约简和选择估值两种优化策略;与其它查询引擎测试对比表明:该优化方案在查询的元组模式个数较多和语义较复杂时效果明显.

关键词：语义Web 查询优化 SPARQL 本体语义约简选择估值

统一的SPARQL查询分析语言设计与理论研究

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统一的SPARQL查询分析语言设计与理论研究

作者：宋昕天津大学

学位级别：硕士

在解决复杂的大规模图处理任务时,需要频繁交替使用图查询与图分析,然而目前在理论上图查询与图分析尚未统一,造成查询与分析结果的可靠性无法保证,进而导致查询与分析的优化方法有限。所以如何统一图查询与图分析,设计包含图查询与图... 详细信息

在解决复杂的大规模图处理任务时,需要频繁交替使用图查询与图分析,然而目前在理论上图查询与图分析尚未统一,造成查询与分析结果的可靠性无法保证,进而导致查询与分析的优化方法有限。所以如何统一图查询与图分析,设计包含图查询与图分析的统一理论框架对于高效解决大规模图处理任务十分重要。本文基于SPARQL图查询语言,建立统一的图查询与图分析理论基础,包括其语法及语义,并研究讨论其基础理论性质,即表达性与复杂性问题。本文引入丰富的图分析算法,构造出分析子句,提出SPARQL分析查询语言。针对不同复杂程度的图处理问题,该语言具有两种表现形式,分别称为单层SPARQL分析查询语言和嵌套SPARQL分析查询语言,其中嵌套SPARQL分析查询语言还具有内外层嵌套与同级嵌套两种嵌套形式。本文基于原始SPARQL语义,构造了单层SPARQL分析查询语言和嵌套SPARQL分析查询语言的语义,并证明了两种嵌套形式的正确性。本文证明了SPARQL分析查询语言与SPARQL四种查询形式之间的表达性问题等,并归纳分析了SPARQL分析查询语言的复杂度问题。最后通过对比实验,验证了SPARQL分析查询语言简洁性与易用性。本文提出的SPARQL分析查询语言,支持带权RDF图上的图查询与图分析,给工业实际中的图查询与图分析提供理论基础,其表达性与复杂性等研究结果,保证了面对大规模图处理任务时结果的可靠性,为图查询与图分析优化提供了理论保障,为统一图查询语言与图分析算法提供了新的思路。

关键词：图分析图查询 SPARQL RDF

基于特定领域的自然语言问句与SPARQL转换的关键技术研究

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基于特定领域的自然语言问句与SPARQL转换的关键技术研究

作者：章栋厦门大学

学位级别：硕士

近年来,基于RDF的结构化查询语言SPARQL允许用户构造复杂的查询并访问知识库,提高了查询的精确性。然而SPARQL语言具有复杂的语法和语义,通常仅限于精通查询语言的语义Web专家使用,对于普通用户来说,知识库查询成为一项艰巨的任务。为... 详细信息

近年来,基于RDF的结构化查询语言SPARQL允许用户构造复杂的查询并访问知识库,提高了查询的精确性。然而SPARQL语言具有复杂的语法和语义,通常仅限于精通查询语言的语义Web专家使用,对于普通用户来说,知识库查询成为一项艰巨的任务。为了让更广泛的用户方便地访问知识库,前人已经研究了将更易使用的自然语言问句自动转化成SPARQL的方法。而近年来神经机器翻译模型也被用于将更自由的自然语言语句翻译为SPARQL查询,尽管翻译效果在各方面都有很大的提升,但依然存在词汇错译(包括集外词错译和歧义词错译等)问题。这是由于神经机器翻译系统的性能高度依赖于平行语料的规模和质量,而自然语言-SPARQL对应的平行语料高度稀缺,制约了翻译模型的性能,因此会产生错译。此外,当前基于语义解析的知识库问答系统,无法发挥出自然语言交互模式的优势。因此,为用户查询知识库中的结构化知识开发一套使用自然语言查询知识库的系统是非常有必要的。本文主要围绕词汇错译和构建基于SPARQL翻译知识库问答系统这两个方面的问题展开研究,本文的主要工作和创新点如下:(1)为了解决词汇错译问题,本文提出一种融合外部特征的SPARQL翻译方法。该方法从语义的层次上对错译问题进行建模,将单语预训练词向量和语义知识库融入到NMT系统来学习术语到本体标签的映射关系,从而改善错译问题。实验结果表明,融合外部特征的SPARQL翻译模型显著改善了自然语言转换SPARQL的准确率。此外,融合语义知识库的模型在特定领域Monument数据集上可达到目前最好的翻译准确率。(2)本文设计并实现了基于SPARQL翻译模型的知识库问答系统。首先本文通过笔者手动构建的查询模版生成了基于电影领域的自然语言-SPARQL语句平行语料。此外,结合本文第三章提出的改进算法训练了一个神经机器翻译模型,最后实现了一个基于电影领域的知识库问答系统,该系统不仅具有友好的交互界面,而且具有问句答案的知识图谱和SPARQL翻译模型输出展示。

关键词：神经机器翻译 SPARQL RDF 知识库

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基于映射关系的SPARQL缓存查询优化

基于映射关系的SPARQL缓存查询优化

作者：董豪武汉科技大学

学位级别：硕士

语义技术的不断发展使RDF数据集的规模也逐年增大,这给RDF数据的查询带来了非常大的挑战。在面对大量查询语句和庞大数据集的情况下,如何优化SPARQL查询从而快速高效地得到查询结果集成为目前语义网研究的热点问题之一。当前的研究主要... 详细信息

语义技术的不断发展使RDF数据集的规模也逐年增大,这给RDF数据的查询带来了非常大的挑战。在面对大量查询语句和庞大数据集的情况下,如何优化SPARQL查询从而快速高效地得到查询结果集成为目前语义网研究的热点问题之一。当前的研究主要集中在RDF数据存储索引优化和SPARQL查询本身的优化这两个方面。而本文提出了一个利用缓存的方法,对于SPARQL查询语句,计算其与缓存中的查询语句之间的映射关系,然后利用缓存直接计算结果集,对于不存在映射的查询语句,还是通过底层存储来查询,得到最后结果集。为了计算查询语句之间的映射关系,本文首先提出计算两个三元组模式之间映射的方法,通过这个方法计算两个基本图模式之间可能的映射集,在此基础上合并过滤这些映射结果得到带有基本图模式的两个查询语句之间的映射关系,进而给出了计算带有可选图模式和多选图模式的SPARQL查询的映射关系的方法。根据以上的方法重新生成查询计划,同时设计了一个缓存机制,达到SPARQL查询优化的目的。实验结果表明,本文提出的利用映射关系和缓存来计算结果的方法可以有效的提高SPARQL查询效率,并且当RDF数据量越大时,该方法的效率更高。

关键词： SPARQL 缓存查询优化 RDF

StepMatch:一种基于BSP计算模型的SPARQL基本图模式匹配算法

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计算机研究与发展 2013年第S2期50卷 94-102页

作者：吕雪栋冯志勇王鑫饶国政付宇新天津大学计算机科学与技术学院天津300072 天津市认知计算与应用重点实验室天津300072

随着语义网的发展,越来越多的数据通过资源描述框架(resource description framework,RDF)格式发布出来.目前有很多研究使用MapReduce计算模型处理大规模RDF数据,将SPARQL查询拆分成多步迭代.对于更适合使用消息传递模型来解决的图计算... 详细信息

随着语义网的发展,越来越多的数据通过资源描述框架(resource description framework,RDF)格式发布出来.目前有很多研究使用MapReduce计算模型处理大规模RDF数据,将SPARQL查询拆分成多步迭代.对于更适合使用消息传递模型来解决的图计算问题,MapReduce并非是最佳的选择.StepMatch算法基于整体同步并行(bulk synchronous parallel,BSP)计算模型,能有效解决SPARQL的基本图模式匹配查询.StepMatch是一个面向顶点的算法,RDF图中每一个顶点都被视为一个计算单元,顶点可以执行计算并向其他顶点发送消息.对于一个给定的SPARQL查询,StepMatch算法的超步数量与SPARQL查询包含的子句数目相等.最后,实现了StepMatch算法,并在合成的LUBM(Lehigh University Benchmark)数据集和真实的DBpedia数据集上进行了性能实验.

关键词：整体同步并行模型消息传递子图匹配资源描述框架 SPARQL