大規(guī)模RDF圖數(shù)據(jù)的并行推理關鍵技術研究.pdf

1、隨著語義Web的快速發(fā)展，行業(yè)應用數(shù)據(jù)越來越多地選用RDF格式進行發(fā)布，RDF語義數(shù)據(jù)規(guī)模呈現(xiàn)爆炸性增長趨勢，三元組條數(shù)已經(jīng)遠遠超過百億。RDF數(shù)據(jù)規(guī)模的急劇增大加深了語義數(shù)據(jù)管理工作的復雜性，也對語義數(shù)據(jù)的推理工作提出了新的挑戰(zhàn)。如何能夠高效解決大規(guī)模RDF數(shù)據(jù)的推理問題成為許多研究工作的焦點。
　　當前大多語義推理引擎執(zhí)行時間較長，難以適應大規(guī)模語義數(shù)據(jù)推理工作的需求。針對這一問題，本文基于消息傳遞機制提出一種新的RDFS并行

2、推理方案。該方案充分利用RDF數(shù)據(jù)的圖結構特征，根據(jù)推理規(guī)則的特點，建立不同的RDFS推理過程的圖上“加邊模型”。該“加邊模型”將由條件得到結論的推理過程抽象成在圖上兩個頂點之間添加新邊的過程。同時，深入分析RDFS推理規(guī)則之間的依賴關系，優(yōu)化RDFS推理規(guī)則的執(zhí)行順序，減少并行推理過程中的迭代次數(shù)。整個并行推理計算過程以圖上的頂點為計算中心，根據(jù)已經(jīng)建立的不同的推理模型，向其他相關頂點傳遞推理消息。計算過程由該推理消息進行驅動，通過分

3、析接收到的推理消息內(nèi)容，完成推理任務。當所有推導出的新三元組以新邊的形式加入到原RDF圖中時，整個推理過程結束。最后，根據(jù)建立的推理模型，以消息傳遞機制的Pregel模型為基礎，合理設計并行推理算法。在開源框架Giraph上，實現(xiàn)了基于消息傳遞機制的RDFS并行推理框架MPPIE，并進行大量的性能評估和對比實驗，驗證所提方案的正確性和高效性。在執(zhí)行性能上，較當前性能最好的并行推理引擎平均快30倍以上。
　　本文基于消息傳遞機制提出