人类社会发展到现在已经进入到一个知识大爆炸的时代。为了应对知识的迅速累计，将知识信息化成为了必然的趋势。信息化的一个重要的特征就是强大的知识检索功能。在各种检索工具出现以后，人们在浩如烟海的知识面前不再茫然无措。　　 本文以信息化在化学教育领域应用的案例一化学学习助手为出发点，阐述了学习助手子系统一化学表达式知识库引擎设计和实现的重点和难点。化学知识库引擎存储和管理了在化学教育中常见的知识信息，其中核心信息为方程式，并提供知识检索功能。　　 XML在数据描述方面的诸多优点，知识库引擎选择了XML作为化学知识的描述语言。但由于XML在检索方面的不足，已经有较多的研究将XML结构模式(DTD)转化为关系模型，利用数据库成熟的技术进行检索。但由于DTD的复杂性，不利于这种技术的广泛使用。XSD是一种比DTD简单的结构模式，并且可以从XML内容逆向推导出XSD结构。本文提出了一种基于XSD的将XML数据关系化映射到数据库中存储的方法，使得以XML作为数据描述、以关系化数据库存储检索这种优势互补的模式更加容易的应用到各种系统中。　　 另一方面，化学中存在一类特殊的分子式结构信息，对这类信息的检索其实是图的匹配问题。图的匹配本身是一个NP完全问题，因而分子式的结构匹配是知识库引擎实现的一个难点。本文提出了一种能够完全描述分子式结构的全息特征字符串，使用这种特征字符串可以利用数据库的高效的查询技术来尽可能的提高分子式结构匹配的效率。