伴随着移动通信技术的发展和移动设备的普及,移动计算的应用变得越来越广泛,它满足了人们随时随地获取信息的需求。但是移动计算环境存在网络频繁断接、移动设备移动性与资源有限等特点,给移动计算的应用与发展带来了挑战。语义缓存是一种基于历史查询结果及语义描述的缓存技术,相比较于传统的缓存技术,它记录了查询之间的语义相关性,具有网络费用少、支持复杂网络等优点。语义缓存适合于移动计算环境,具有非常重要的理论研究意义与实用价值。本文从语义缓存模型的建立、语义缓存的查询处理机制与一致性维护策略三个方面对语义缓存进行深入的研究与探讨。首先,对经典的语义缓存模型进行研究与改进,建立了一种基于簇的语义缓存模型,模型对簇结构进行了优化。在此基础上,本文提出了一种时空特性优化的语义缓存替换算法,该算法综合考虑了移动数据的时空和语义关联性等特性。其次,在建立的语义缓存模型的基础上,重点研究语义缓存的查询处理机制和一致性维护策略。在查询处理机制方面,本文提出了一种能够适应移动计算复杂环境的查询处理算法,该算法针对不同移动网络环境的特点制定对应的查询处理策略。在一致性维护策略方面,本文建立了一种能够满足用户不同一致性需求的维护模型,并针对已有一致性维护算法的灵活性不高的问题,提出了一种基于用户需求的一致性维护算法。实验表明,本文建立的语义缓存模型适合移动计算特点,提出的语义缓存替换算法、查询处理算法和一致性维护算法能够提高查询效率、降低网络通信费用,具有良好的通用性、灵活性与可伸缩性。