基于图的元数据管理系统的设计实现开题报告

全文总字数：5881字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 设计目的

元数据（metadata）是描述和限定其他数据的数据^[1]，准确来说，元数据是用来描述和管理实例数据的结构，如在关系型数据库中，数据库中描述表的结构的数据即为元数据。在传统信息系统搭建和应用的过程中，通常使用关系数据库，以关系数据模型来存储、交换和传输信息。但随着近年来信息系统应用环境的复杂化和大数据时代的来临，实例数据的类型日益丰富并且更加灵活多变，对于一些需求多变的大型信息系统，或是大规模的知识库来说，可能随时需要改变存储的数据结构，这时候若是使用关系型数据库，由于关系数据模型的限制，无法及时和安全地更新相应的元数据；若是使用如mangodb、hbase等nosql数据库，对于数据间的关系处理效率较低，无法满足大规模知识库查询的需求。

因此对于大规模且需求多变的复杂知识系统的应用场景，需要设计一种专门的数据库管理系统来代替传统的关系型数据库和其他的nosql数据库。本文所设计的元数据管理系统即为上述的数据库管理系统的后台子系统。针对上述的应用场景，本文的系统将使用一种易演化的模式元数据描述机制——正规概念模式^[2]，结合evolutionary normal metadata模型（以下简称enm模型）^[2]和图数据库neo4j的特点，实现元数据管理。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 系统目标及基本内容

本文分析了正规概念模式和enm图的详细理论模型，将这种易演化的模式元数据描述机制与neo4j图数据库之间建立映射关系，使元数据能够存储在neo4j数据库中，从而实现元数据的管理。同时，考虑到正规概念模型相较图结构具有更多约束，因此本文系统还对neo4j提供的查询语言cypher进行封装，屏蔽掉不符合正规概念模式规定的操作。本文系统还将基于echarts^[17]开发可视化的界面，用以直观地展示和操作enm图模型。此外，系统还将提供neo4j实例管理、元数据分析、正规概念模式和enm模型的介绍等基础功能，并为下一步搭建基于正规概念模式和图结构的数据库管理系统预留好必要的接口。通过以上一系列的功能，实现搭建一套完整的元数据管理方案的系统目标。

3. 研究计划与安排

2020.03.04：结合选题和任务书的目标要求，完成开题报告撰写；

2020.03.25之前：完成外文翻译；

2020.04.12之前：阶段性报告一，文献检索与综述；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]刘嘉.元数据:理念与应用[j].中国图书馆学报,2001(05):32-36 45.

[2]李旭晖,于滔,李婷,等. 一种面向演化的模式元数据描述机制[j]. 数据分析与知识发现,2019:1-16.

[3]闫朋,高建瓴.图数据挖掘在社交网络的应用研究[j].电子世界,2016(8):53-55.