4、語(yǔ)義網(wǎng)

1、語(yǔ)義網(wǎng)(Semantics Web),語(yǔ)義網(wǎng)概述RDF本體語(yǔ)義網(wǎng)描述語(yǔ)言,語(yǔ)義網(wǎng)概述,什么是語(yǔ)義網(wǎng) 語(yǔ)義網(wǎng)體系結(jié)構(gòu) 當(dāng)前語(yǔ)義網(wǎng)的主要研究?jī)?nèi)容,什么是語(yǔ)義網(wǎng),語(yǔ)義網(wǎng)不是一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)，而是當(dāng)前的這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展。在語(yǔ)義網(wǎng)中信息被賦予了明確界定的意義、從而能更好地使計(jì)算機(jī)和人協(xié)調(diào)工作。把語(yǔ)義網(wǎng)納入現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的首批步驟已經(jīng)在著手進(jìn)行之中。在不遠(yuǎn)的將來(lái)．計(jì)算機(jī)處理并“理解”那些現(xiàn)今它們只能顯示的數(shù)據(jù)的能力將會(huì)大大提高，這樣語(yǔ)義網(wǎng)建設(shè)

2、的進(jìn)展就將有助于創(chuàng)造出引人注目的全新功能。 [Tim Berners-Lee（Web和語(yǔ)義網(wǎng)的創(chuàng)始人）, 語(yǔ)義網(wǎng)——科學(xué)美國(guó)人，2001] 要點(diǎn)是當(dāng)前Web的延伸； 加入計(jì)算機(jī)可以理解的語(yǔ)義,什么是語(yǔ)義網(wǎng),起源：目前Web的缺陷。HTML僅僅用以表示數(shù)據(jù)顯示的布局，HTML所表達(dá)的頁(yè)面信息和組織方式，主要面向用戶直接閱讀，沒(méi)有將信息的表現(xiàn)形式、內(nèi)在結(jié)構(gòu)和表達(dá)內(nèi)容相分離，沒(méi)有提供計(jì)算機(jī)可讀的語(yǔ)義信息，因而非常不利于計(jì)算機(jī)直

3、接閱讀和處理。,什么是語(yǔ)義網(wǎng),契機(jī)：90年代中期，XML的出現(xiàn)，將數(shù)據(jù)的內(nèi)容與布局區(qū)分開來(lái)，為語(yǔ)義更豐富、更自然的網(wǎng)上內(nèi)容表達(dá)打開了新的局面。語(yǔ)義網(wǎng)的目標(biāo)是：為Web上的信息提供具有計(jì)算機(jī)可以理解的語(yǔ)義，從而滿足智能代理（Agent）對(duì)Web上異構(gòu)、分布信息的有效檢索和訪問(wèn)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上信息資源在語(yǔ)義層上的全方位互聯(lián)，并在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)更高層的基于知識(shí)的智能應(yīng)用。,語(yǔ)義網(wǎng)概述,什么是語(yǔ)義網(wǎng) 語(yǔ)義網(wǎng)體系結(jié)構(gòu) 當(dāng)前語(yǔ)義網(wǎng)的主要研究?jī)?nèi)容,語(yǔ)

4、義網(wǎng)體系結(jié)構(gòu),在學(xué)術(shù)界，Tim Berners-Lee提出的語(yǔ)義網(wǎng)層次結(jié)構(gòu)如圖所示。該結(jié)構(gòu)從底層到高層依次為Unicode（統(tǒng)一字符編碼）和URI（Universal Resource Indicator，統(tǒng)一資源定位符）、XML、RDF和RDF Schema（簡(jiǎn)稱RDFS）、本體（Ontology）、邏輯（Logic）、驗(yàn)證（Proof）和誠(chéng)信（Trust）。在語(yǔ)義網(wǎng)七層結(jié)構(gòu)中的XML、RDF和Ontology三層，主要用于表示W(wǎng)eb

5、的語(yǔ)義，因而是系統(tǒng)的核心和關(guān)鍵所在。此外，數(shù)字簽名用來(lái)檢測(cè)文檔是否被篡改過(guò)，以證實(shí)其真實(shí)可靠性。,與語(yǔ)義網(wǎng)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù),可擴(kuò)展置標(biāo)語(yǔ)言,名域,國(guó)際碼,統(tǒng)一資源標(biāo)識(shí),可擴(kuò)展置標(biāo)語(yǔ)言結(jié)構(gòu),資源描述框架,資源描述框架結(jié)構(gòu),實(shí)用分類系統(tǒng)詞表,邏輯,驗(yàn)證,誠(chéng)信,數(shù)字化簽名,能自描述的文獻(xiàn),數(shù)據(jù),數(shù)據(jù),規(guī)則,語(yǔ)義網(wǎng)體系結(jié)構(gòu),Unicode和URI層 Unicode和URI是整個(gè)語(yǔ)義Web的基礎(chǔ)，其中Unicode處理資

6、源的編碼，保證使用的是國(guó)際通用字符集，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上信息的統(tǒng)一編碼。URI是URL（Universal Resource Locator）的超集，URI支持語(yǔ)義網(wǎng)上的對(duì)象和資源的精細(xì)標(biāo)識(shí)，從而使精確信息檢索成為可能。,語(yǔ)義網(wǎng)體系結(jié)構(gòu),XML+Name Space+XML Schema層 XML層具有命名空間（Name Space）和XML Schema（XML模式）定義，通過(guò)XML標(biāo)記語(yǔ)言將網(wǎng)上資源信息的結(jié)構(gòu)、內(nèi)容與數(shù)據(jù)

7、的表現(xiàn)形式進(jìn)行分離，確保語(yǔ)義網(wǎng)的定義，并支持與其他基于XML的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行無(wú)縫集成。,語(yǔ)義網(wǎng)體系結(jié)構(gòu),RDF+RDF Schema層 該層用于描述萬(wàn)維網(wǎng)上的資源及其類型，為網(wǎng)上資源描述提供了一種通用框架和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成的元數(shù)據(jù)解決方案。最底層的URI標(biāo)識(shí)網(wǎng)上的對(duì)象，RDF和RDFS層則可對(duì)URI標(biāo)識(shí)的對(duì)象進(jìn)行陳述（Statement）。,語(yǔ)義網(wǎng)體系結(jié)構(gòu),本體層 該層用于描述各種資源之間的聯(lián)系，本體揭示了資源本身以及資

8、源之間更為復(fù)雜和豐富的語(yǔ)義信息，從而，將信息的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容相分離，對(duì)信息作完全形式化的描述，使網(wǎng)上信息具有計(jì)算機(jī)可理解的語(yǔ)義。因?yàn)楸倔w定義了不同概念間的關(guān)系，所以本體層能夠?qū)ψ值洌ɑ蛟~匯，Vocabularies）的變遷提供支持。,語(yǔ)義網(wǎng)體系結(jié)構(gòu),邏輯層 邏輯主要提供公理和推理規(guī)則，為智能推理提供基礎(chǔ)。該層用來(lái)產(chǎn)生規(guī)則。驗(yàn)證（Proof） 證明注重于提供認(rèn)證機(jī)制，證明層執(zhí)行邏輯層產(chǎn)生的規(guī)則，并結(jié)合信任層的應(yīng)用機(jī)制來(lái)

9、評(píng)判是否能夠信賴給定的證明。,語(yǔ)義網(wǎng)體系結(jié)構(gòu),誠(chéng)信（Trust） 頂層的誠(chéng)信注重于提供信任機(jī)制，以保證用戶代理Agent在網(wǎng)上進(jìn)行個(gè)性化服務(wù)和彼此間交互合作時(shí)，更安全與可靠。,當(dāng)前語(yǔ)義網(wǎng)的主要研究?jī)?nèi)容,XML XML允許用戶加入任意結(jié)構(gòu)到他們的文檔但沒(méi)有指明這種結(jié)構(gòu)的意義是什么。 RDF 把意義編碼在“三元組”集合中：實(shí)體有可以賦值的屬性實(shí)體、屬性和值都有截然不同的URI,當(dāng)前語(yǔ)義網(wǎng)的主要研究?jī)?nèi)容

10、,本體（ontology） 數(shù)據(jù)庫(kù)A和數(shù)據(jù)庫(kù)B可以用不同的字段來(lái)容納‘郵政編碼’ 本體揀選輸出 Ontology = ‘一個(gè)文檔或文件，它形式化定義術(shù)語(yǔ)之間的關(guān)系’ 代理（Agent） “基于計(jì)算的代理出現(xiàn)是作為一個(gè)適當(dāng)?shù)姆独?，它工作在一個(gè)復(fù)雜的世界里，用多個(gè)本體、片段和多個(gè)推理引擎?！?語(yǔ)義網(wǎng)(Semantics Web),語(yǔ)義網(wǎng)概述RDF本體（ Ontology ）語(yǔ)義網(wǎng)描述語(yǔ)言,資源描述框架（RDF）,R

11、DF基礎(chǔ) RDF/XMLRDF Schema,RDF基礎(chǔ),什么是RDFRDF的基本思想,什么是RDF,RDF（Resource Description Framework），資源描述框架資源描述框架（RDF）是由W3C開發(fā)的一個(gè)資源描述規(guī)范。其最初的目標(biāo)就是解決不同元數(shù)據(jù)的互操作問(wèn)題。資源描述框架(Resource Description Framework, 簡(jiǎn)稱 RDF)是一個(gè)用于表達(dá)關(guān)于Web資源的元數(shù)據(jù)，比如Web頁(yè)面

12、的標(biāo)題、作者和修改時(shí)間，Web文檔的版權(quán)和許可信息，某個(gè)被共享資源的可用計(jì)劃表等。,,在“Web資源（Web resource）”這一概念一般化后，RDF可用于表達(dá)關(guān)于任何可在Web上被標(biāo)識(shí)的事物的信息，即使有時(shí)它們不能被直接從Web上獲取。比如關(guān)于一個(gè)在線購(gòu)物機(jī)構(gòu)的某項(xiàng)產(chǎn)品的信息（例如關(guān)于規(guī)格、價(jià)格和可用性信息），或者是關(guān)于一個(gè)Web用戶在信息遞送方面的偏好的描述。,,RDF不僅用于顯示信息，更重要的是用于信息的處理，RDF提供了一種

13、用于表達(dá)信息、并使其能在應(yīng)用程序間交換而不喪失語(yǔ)義的通用框架。既然是通用框架，應(yīng)用程序設(shè)計(jì)者可以利用現(xiàn)成的通用RDF解析器（RDF parser）以及通用的處理工具。能夠在不同的應(yīng)用程序間交換信息意味著對(duì)于那些并非信息的最初創(chuàng)建者的應(yīng)用程序也是可利用這些信息。,,RDF并不直接定義自己的元數(shù)據(jù)語(yǔ)詞，相反，它提供一個(gè)框架，在這一個(gè)框架內(nèi)，可以利用其它元數(shù)據(jù)的元素對(duì)資源的語(yǔ)義進(jìn)行描述。換句話說(shuō)，RDF本身并不對(duì)各種不同的元數(shù)據(jù)進(jìn)行語(yǔ)義

14、定義，而是提供一種框架體系，使不同的人能夠在這一框架下定義他們自己的元數(shù)據(jù)的元素。,,RDF使用了XML語(yǔ)言，RDF在XML基礎(chǔ)之上，以一種標(biāo)準(zhǔn)的、能夠相互操作的方式揭示數(shù)據(jù)的深層語(yǔ)義。RDF和XML是相互補(bǔ)充的。RDF主要關(guān)注于元數(shù)據(jù)模型的建立，而有關(guān)編碼方式、字符集等等方面的問(wèn)題，RDF依賴于XML。還應(yīng)當(dāng)了解到，基于XML的RDF僅僅只是RDF的一種應(yīng)用模式，除XML語(yǔ)法之外，RDF還允許有其它的語(yǔ)法模式。,,目前來(lái)看，RDF

15、已成為元數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)，它提供應(yīng)用程序間的互操作能力，可以在Web上實(shí)現(xiàn)機(jī)器能夠“理解”的信息交換。RDF強(qiáng)調(diào)對(duì)Web資源的自動(dòng)化處理機(jī)制，可以應(yīng)用于許多領(lǐng)域：如應(yīng)用于資源發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域，以提高搜索引擎的性能；應(yīng)用于編目領(lǐng)域，可以對(duì)Web站點(diǎn)、頁(yè)面、數(shù)字圖書館的內(nèi)容進(jìn)行揭示，并對(duì)各種相關(guān)關(guān)系進(jìn)行描述；應(yīng)用于智能軟件代理之中，促進(jìn)知識(shí)的共享和交換；應(yīng)用于內(nèi)容評(píng)價(jià)，可以保護(hù)兒童或使自己的私有權(quán)利不被侵犯；應(yīng)用于知識(shí)的組織，使這些頁(yè)面能

16、夠成為合乎邏輯的一篇文章；描述Web頁(yè)面的知識(shí)產(chǎn)權(quán)；表述用戶或網(wǎng)站的隱私保護(hù)權(quán)利。W3C甚至認(rèn)為RDF和數(shù)字簽名是創(chuàng)建“誠(chéng)信Web”的關(guān)鍵技術(shù)，它將被應(yīng)用于電子商務(wù)、網(wǎng)際合作等相關(guān)領(lǐng)域。,RDF基礎(chǔ),什么是RDFRDF的基本思想RDF的三元模型,RDF的基本思想,RDF基于這樣的思想：用Web標(biāo)識(shí)符（稱作統(tǒng)一資源標(biāo)識(shí)符，Uniform Resource Identifiers或URI）來(lái)標(biāo)識(shí)事物用簡(jiǎn)單的屬性（propert

17、y）及屬性值來(lái)描述資源。這使得RDF用資源標(biāo)識(shí)-屬性類型-屬性值這樣的表示模型來(lái)定義一個(gè)或多個(gè)關(guān)于資源。這種模型就是RDF的三元模型,RDF的三元模型,RDF可以將一個(gè)或多個(gè)關(guān)于資源的簡(jiǎn)單陳述表示為一個(gè)由結(jié)點(diǎn)和弧組成的圖（graph），其中的結(jié)點(diǎn)和弧代表資源標(biāo)識(shí)、屬性類型或?qū)傩灾?。?duì)于某一資源的描述，我們可以用自然語(yǔ)言進(jìn)行描述。例如“資源http://www.example.org/index.html 的創(chuàng)建者是John Smi

18、th”這一句話可以用資源標(biāo)識(shí)-屬性類型-屬性值三元組的方式進(jìn)行表示如下：資源標(biāo)識(shí)，也就是句子描述的對(duì)象是http://www.example.org/index.html屬性類型，也就是資源的屬性是Creator 屬性值，也就是資源屬性的值是John Smith,,資源-屬性類型-屬性值關(guān)系圖,這是一個(gè)由兩個(gè)節(jié)點(diǎn)和一條弧線構(gòu)成的圖，其中一個(gè)節(jié)點(diǎn)是資源，另一個(gè)節(jié)點(diǎn)是屬性值，弧線從資源指向?qū)傩灾?，表明資源具有某一屬性類型的屬性值。

19、,,從另一個(gè)角度來(lái)看，語(yǔ)句“資源http://www.example.org/index.html 的創(chuàng)建者是John Smith”這一句話可以由主語(yǔ)、謂語(yǔ)、賓語(yǔ)構(gòu)成。其中:主語(yǔ)是URL http://www.example.org/index.html 謂語(yǔ)是詞"creator" 賓語(yǔ)是"John Smith“在RDF中，用于識(shí)別事物的那部分就叫做主語(yǔ) 用于區(qū)分語(yǔ)句對(duì)象主語(yǔ)的各個(gè)不同屬性（譬如

20、：作者，創(chuàng)建日期，語(yǔ)種等等）的那部分叫做謂語(yǔ) 用于區(qū)分各個(gè)屬性的值的那部分叫做賓語(yǔ),,盡管這種主語(yǔ)、謂語(yǔ)、賓語(yǔ)關(guān)系和自然語(yǔ)言語(yǔ)法中的主語(yǔ)、謂語(yǔ)、賓語(yǔ)關(guān)系還不完全一樣，但這足以構(gòu)成RDF存在的邏輯基礎(chǔ)：語(yǔ)句可以對(duì)資源進(jìn)行描述；語(yǔ)句由主語(yǔ)、謂語(yǔ)、賓語(yǔ)組成；語(yǔ)句中的主語(yǔ)、謂語(yǔ)、賓語(yǔ)可以被一個(gè)可被標(biāo)識(shí)的資源，此資源的屬性描述（如名稱、創(chuàng)建時(shí)間、出版者等）和資源的屬性值所替代。 RDF基于資源標(biāo)識(shí)-屬性類型-屬性值的三元模型提供了對(duì)資源

21、進(jìn)行描述的框架。,,RDF的三元模型可以對(duì)資源進(jìn)行描述，但為了使其能夠被計(jì)算機(jī)處理，還需要考慮：一整套計(jì)算機(jī)可以處理的標(biāo)識(shí)，這些標(biāo)識(shí)能夠?qū)λ枋龅馁Y源、屬性類型和屬性值進(jìn)行標(biāo)識(shí)，并且使這些資源標(biāo)識(shí)、屬性類型和屬性值具有一個(gè)明確有指示意義，沒(méi)有二意性，這個(gè)標(biāo)識(shí)符系統(tǒng)不會(huì)和其他人可能在Web上使用的相似的標(biāo)識(shí)符系統(tǒng)混淆一種計(jì)算機(jī)可以處理的語(yǔ)言，以描述這一模型，并且可以在應(yīng)用系統(tǒng)之間交換這些信息。,,第一個(gè)問(wèn)題（一整套計(jì)算機(jī)可以處理的標(biāo)識(shí)

22、）RDF使用了URI和命名空間作為其標(biāo)識(shí)機(jī)制（用于標(biāo)識(shí)陳述中的主體、謂詞和客體）的基礎(chǔ)。更準(zhǔn)確地說(shuō)，RDF使用的是URI參照（ URI引用）（URI references）一個(gè)URI參照（或“URIref”）是一個(gè)在尾部附加了可選的“片段識(shí)別符（fragment identifier）”的URI。比如，URI參照（URIref） http://www.example.org/index.html# section2由URI htt

23、p://www.example.org/index.html 和（由符號(hào)#分隔的）的section2 （片段標(biāo)識(shí)符）組成。,,第二個(gè)問(wèn)題（一種計(jì)算機(jī)可以處理的語(yǔ)言）為了用一種機(jī)器可處理的（machine-processable）方式來(lái)表示RDF陳述（RDF statements），RDF采用了XMLXML允許任何人來(lái)設(shè)計(jì)他們自己的文檔格式，并可用這種格式書寫文檔。RDF定義了一個(gè)特殊的XML標(biāo)記語(yǔ)言（稱為RDF/XML）來(lái)表示RD

24、F信息和在機(jī)器間交換這些信息。,,（ URI參照）例如上例子中的資源、屬性類型和屬性值，可以用下面的URI參照表示如下：資源 http://www.example.org/index.html 屬性類型http://purl.org/dc/elements/1.1/creator 屬性值 http://www.example.org/staffid/85740,,如果利用了URI參照，則上面的圖也應(yīng)當(dāng)改為：,,在前一個(gè)圖中，利用

25、了方形來(lái)表示屬性值“John Smith”，而在后一個(gè)圖中，則利用橢圓來(lái)表示屬性值“http://www.example.org/staffid/8574”。二者不同之處在于John Smith是常量值(在RDF中，被稱為文字值，literal)，而http://www.example.org/staffid/8574是一個(gè)URI參照。在RDF中，屬性值可以是URI參照或常量值。,,在RDF中，利用URI參照的好處是能夠非常明確地表

26、示語(yǔ)句的主題，例如使用了http://www.example.org/staffid/85740，而不是John Smith，它能夠明確地表明，此頁(yè)面的創(chuàng)建者不是字符串“John Smith”，也不是成千上萬(wàn)個(gè)名為“John Smith”的人，而是一個(gè)與特定URI參照相關(guān)的John Smith。另一方面，由于這是一個(gè)指向特定John Smith的URI參照，因此，它其實(shí)也是一個(gè)完全具備其它資源所具有的屬性的資源，我們可以增加信息，以進(jìn)

27、一步描述這個(gè)John Smith（這個(gè)資源）。所做的工作僅只需將指向John Smith的URI參照作為一個(gè)需要描述的對(duì)象即可，如下圖中，我們?cè)黾恿藢?duì)John的名字和年齡的說(shuō)明。,,（RDF/XML）為了使RDF便于計(jì)算機(jī)處理，RDF利用了XML語(yǔ)言作為支持。實(shí)際上RDF是XML語(yǔ)言的一個(gè)特殊應(yīng)用，它遵守XML的語(yǔ)法規(guī)則，這種基于XML語(yǔ)法的RDF被稱為RDF/XML。正如前面我們所說(shuō)的，RDF本身不定義元數(shù)據(jù)元素(語(yǔ)詞體系)，在R

28、DF/XML中，為了唯一地引用某一元數(shù)據(jù)（如DC、P3P或PICS）的元素，RDF充分借助了XML名字空間。名字空間的應(yīng)用，使得我們可以用更加簡(jiǎn)潔的方式描述RDF中資源、屬性類型和屬性值的唯一性。,,使用了名字空間的XML元素被稱為XML修飾名(XML Qualified name,Qname)。Qname由一個(gè)指向名字空間URI的前綴，緊接一個(gè)冒號(hào)（:），再接一個(gè)名字空間中的本地名稱組成。,,完全的URI參照可以用Qname進(jìn)行表示

29、。例如上例中的屬性類型http://purl.org/dc/elements/1.1/creator在這種情況下，可以將DC作為一個(gè)前綴指定給名字空間為Xml:DC= http://purl.org/dc/elements/1.1/則DC:creator就能夠代表指向http://purl.org/dc/elements/1.1/creator的URI參照 。,,下面是幾個(gè)比較著名的名字空間前綴rdf:，名字空間URI: ht

30、tp://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#前綴rdfs:，名字空間URI: http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#前綴dc:，名字空間URI: http://purl.org/dc/elements/1.1/前綴owl:，名字空間URI: http://www.w3.org/2002/07/owl#前綴xsd:，名字空間URI: http://www.w

31、3.org/2001/XMLSchema#,,針對(duì)上例，我們?cè)俣x兩個(gè)名字空間前綴：前綴 ex:, 名字空間URI: http://www.example.org/ 前綴 exstaff:, 名字空間 URI: http://www.example.org/staffid/則上面的URI參照例子就可以簡(jiǎn)寫為：資源 ex:index.html 屬性類型dc:creator 屬性值 exstaff:85740,,在上圖中，利用了

32、兩個(gè)文字值來(lái)表示資源的姓名和年齡。其中“John Smith”和“27”是兩種不同類型?！癑ohn Smith”是字符類型，而“27”是數(shù)值類型。為了更確切地表示文字值的類型，RDF引入了類型文字值（typed literal）的概念。RDF類型文字值由字符串和URI參照組成，其中的URI參照唯一標(biāo)識(shí)了一個(gè)特定的數(shù)據(jù)類型。例如上圖中的“27”，可以表示如下："27"^^http://www.w3.org/2001

33、/XMLSchema#integer 如果采用了Qname的方式，可表示為："27"^^xsd:integer,,至此可以看到，RDF本質(zhì)上很簡(jiǎn)單，它是由節(jié)點(diǎn)和弧線組成的圖，通過(guò)URI參照，能夠被解釋成為對(duì)某個(gè)事物的某些特性的說(shuō)明。另外，在這一模式中，需要提供一種方法來(lái)唯一地描述資源、屬性類型、屬性值以及屬性值的類型。URI參照的應(yīng)用，提供了這種描述的唯一性。在實(shí)際應(yīng)用中，通過(guò)Qname來(lái)替代URI參照。,資

34、源描述框架（RDF）,RDF基礎(chǔ) RDF/XMLRDF Schema,RDF/XML,如上所述， RDF的概念模型是節(jié)點(diǎn)和弧線組成的圖。RDF提供了一個(gè)XML語(yǔ)法以實(shí)現(xiàn)RDF模型的記錄和交換，被稱為RDF/XML。RDF/XML是書寫RDF的規(guī)范語(yǔ)法。在本節(jié)中，將對(duì)RDF/XML語(yǔ)法進(jìn)行說(shuō)明。,,我們還以“資源http://www.example.org/index.html 的創(chuàng)建者是John Smith”這一個(gè)句子為例。對(duì)于

35、這一個(gè)句子，可以利用RDF表示如下： John Smith 這是一個(gè)XML文件。對(duì)于這個(gè)例子，需要注意三點(diǎn)：,,(1)    根元素RDF這個(gè)根元素以及其它所有的RDF元素通常都放在http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns# 名字空間中 ， 這個(gè)名字空間要么利用前綴rdf引用，要么被設(shè)置成為缺省名字空間。如果使用顯示前綴的方式，則空

36、的RDF元素如下所示： ,,如果使用缺省名字空間，則表示如下。 ,,(2)描述元素Description談及RDF的statement時(shí)，顯而易見(jiàn)， statement是一種“description（描述）”。并且，它是一種“about（有關(guān)）”語(yǔ)句主體的描述。RDF/XML采用了 rdf:about 屬性來(lái)指定主體資源的URIref。在RDF/XML中，Description元素的出現(xiàn)表示對(duì)資源描述的開始，被描

37、述的資源由Description元素的“about”進(jìn)行唯一標(biāo)識(shí)。而資源的其它屬性元素被嵌套在Descrition元素之內(nèi)，表示這些屬性是“about”所指示資源的屬性。,, John Smith在上面的片段中，表示http://www.example.org/index.html 所指示資源的創(chuàng)建者是John Smith。,,(3)名字空間RDF本身不定義自已的元數(shù)據(jù)語(yǔ)詞，它通過(guò)URI參照利用其它元數(shù)據(jù)的語(yǔ)詞來(lái)

38、對(duì)資源屬性進(jìn)行說(shuō)明。在RDF/XML中，利用名字空間來(lái)實(shí)現(xiàn)URI參照。如例子中的creator元素，就是引用了DC元數(shù)據(jù)元素，它在根元素中，通過(guò)xmlns:dc=”http://purl.org/dc/elements/1.1/” 語(yǔ)句指明。,,以下是更多的實(shí)例,,對(duì)資源多個(gè)屬性的描述下面的例子，增加了另一個(gè)名字空間，對(duì)資源的多個(gè)屬性進(jìn)行了描述。 August 16,1999 Engli

39、sh ,,注意，在dc:creator元素中，使用了空元素，在這個(gè)空元素中，使用了rdf:resource屬性，指出屬性元素的值是另一個(gè)由URI參照指定的資源。,文字值類型的使用 1999-08-16 在上面的例子中，使用了文字值類型，在exterms:creation-date屬性元素中，增加了一個(gè)rdf:datatype屬性，這一屬性的值是一個(gè)指向一個(gè)日期類型的UR

40、I參照。,,多資源描述 August 16, 1999 en ,,容器的使用當(dāng)RDF元素使用同類型的多個(gè)屬性來(lái)描述一個(gè)資源時(shí)，容器就可以將這些屬性組織起來(lái)。例如描述一門課程有多個(gè)學(xué)生上課時(shí)，各個(gè)屬性具有相同的屬性類型，但各自的屬性值各不相同。在RDF中，利用容器，可以整體上描述這一組同屬性的元素，同時(shí)還可對(duì)各屬性值之間的關(guān)系進(jìn)行揭示。,,RDF定義了三種類型的容器：rdf:Bag

41、，rdf:Seq，rdf:Alt。其中Bag容器中的屬性沒(méi)有先后順序Seq容器中的屬性需要按順序排列Alt容器中的屬性只能任選其一下面的例子，描述 “課程Course 6.001的學(xué)生有Amy, Mohamed, Johann, Maria和Phuong”這樣一個(gè)句子。,

42、 ,,其中用到容器。 元素被嵌入在 屬性元素之內(nèi)，對(duì)于 元素內(nèi)的各個(gè)子元素，以rdf:li元素進(jìn)行進(jìn)行描述。元素rdf:li取自于HTML中的list item之意。 容器與容器的用法相似，不同之處在于中的各個(gè)子元素是以一定的順序出現(xiàn)的。,下例是一個(gè)使用了容器rdf:Alt的例子。

43、 它表示“X11的源代碼可以被在ftp.example.org， ftp1.example.org，或在ftp2.example.org”上找到。,資源描述框架（RDF）,RDF基礎(chǔ) RDF/XMLRDF Schema,RDF Schema,RDF Schema概述類及其描述描述屬性,RDF Schema概述,通過(guò)已經(jīng)命名的屬性類型和屬性值，RDF提供了一種簡(jiǎn)單

44、的方式對(duì)資源進(jìn)行說(shuō)明。但是，在某些情況下，用戶希望能夠根據(jù)需要自定義一些詞匯，然后用這些詞匯來(lái)描述資源。這些詞匯表明用戶正在描述某種資源，并且會(huì)采用某些特定的特性來(lái)描述。RDF本身并不能針對(duì)特定應(yīng)用需求來(lái)定義一些類和特性。這些類和特性被稱為RDF詞匯，它們需要通過(guò)RDF詞匯描述語(yǔ)言：RDF Schema（RDF的一種擴(kuò)展語(yǔ)言） 來(lái)定義。,,例如某個(gè)經(jīng)營(yíng)帳篷的公司，需要對(duì)帳篷的型號(hào)、重量、包裝、大小進(jìn)行描述的時(shí)候，需要定義一個(gè)類來(lái)描述帳

45、篷，定義一些屬性來(lái)描述帳篷的型號(hào)、重量、包裝大小等。RDF本身并不能夠定義這種針對(duì)特定應(yīng)用的類和屬性，但是這種類和屬性可以被當(dāng)成是RDF的語(yǔ)詞進(jìn)行描述，當(dāng)然這需要對(duì)RDF進(jìn)行擴(kuò)展，而這種擴(kuò)展是由RDF語(yǔ)詞描述語(yǔ)言——RDF Schema提供的。,,RDF Schema是RDF的語(yǔ)義擴(kuò)充。RDF Schema本身也不是具體去指定一個(gè)針對(duì)應(yīng)用的語(yǔ)詞體系，如上面所的帳篷、型號(hào)、重量、包裝大小等，實(shí)際上，它提供一種機(jī)制去描述這些類和屬性，并

46、指明這些類和屬性之間的種種關(guān)系，例如什么哪些類具有哪些屬性，哪些屬性需要一起應(yīng)用等等。,,另一方面，RDF Schema為RDF提供了一個(gè)類型系統(tǒng)。RDF Schema的類型系統(tǒng)可能與面向?qū)ο笳Z(yǔ)言中的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言相似，例如RDF Schema認(rèn)為資源是一個(gè)或多個(gè)類的實(shí)例。另外，RDF Schema也可以以一種層次化的結(jié)構(gòu)來(lái)組織類。例如ex:Dog（狗）類可以作為ex:Mammal（哺乳動(dòng)物）的子類。但是，RDF類和屬性在某些地方與程序

47、設(shè)計(jì)中的類和屬性有很大的差異。我們將在后面看到。,,RDF Schema 所具有的這些能力本身也是以 RDF詞匯形式提供的。也就是說(shuō)，這些RDF 詞匯是一組帶有特殊含義的、預(yù)定義的RDF資源。這些資源的（RDF Schema詞匯）URI帶有前綴 http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema# （QName通常采用前綴 rdfs:）。,,采用RDF Schema 語(yǔ)言所定義的詞匯描述（schemas）也是合法

48、的RDF圖。因此，即使一個(gè)軟件不是專為處理新加的RDF Schema詞匯而開發(fā)的，它仍然可以將schema解釋為一個(gè)包含了各種資源和特性的合法RDF圖但是這個(gè)軟件并不能“理解”新添加的RDF Schema術(shù)語(yǔ)的內(nèi)在含義。為了理解新加術(shù)語(yǔ)的含義，RDF 軟件必須能夠處理一種擴(kuò)展語(yǔ)言。這種擴(kuò)展語(yǔ)言不僅僅包含rdf:前綴的詞匯，而且還包含了rdfs:前綴的詞匯，以及這些詞匯的內(nèi)在含義。,類及其描述,最基本的描述過(guò)程是標(biāo)識(shí)需要描述的事物，

49、通常是從劃分被描述事物的種類開始的。RDF將這些事物的種類稱之為類。RDF Schema中的類相當(dāng)于某類事物的總體概念，如同Java程序中的類一樣。RDF類可以代表幾乎所有事物，如Web頁(yè)面、人、文件類型、數(shù)據(jù)庫(kù)或其它抽象概念。類的描述使用RDF Schema中的：資源（rdfs:Class和rdfs:Resource），和屬性（rdf:type和rdfs:subClassOf）,,在RDF Schema中，首先要確定類，屬于某

50、一類的具體資源是這個(gè)類的實(shí)例。在RDF Schema中，一個(gè)類是任何具有rdf:type屬性、并且該屬性的值為rdfs:Class的資源。如描述一個(gè)交通工具的類，并為這個(gè)類指定一個(gè)URI參照為ex:MotorVehicle，則需要指出這個(gè)類的rdf:type屬性為rdfs:Class。如：ex:MotorVehicle rdf:type rdfs:Classrdf:type用于指示資源是類的一個(gè)實(shí)例。因此，在定義了一個(gè)類

51、ex:MotorVehicle之后，資源exthings:companyCar可以通過(guò)RDF語(yǔ)句被描述作一種交通工具。exthings:companyCar rdf:type ex:MotorVehicle,,在RDF Schema中，rdfs:Class本身也是資源，而且也有一個(gè)rdf:type屬性并且該屬性的值為rdfs:Class。一個(gè)資源可以是一個(gè)或多個(gè)類的實(shí)例。,,我們還可以對(duì)更特殊的交通工具進(jìn)行描述，如可以將卡車、

52、貨車的資源作為一個(gè)類進(jìn)行描述。 ex:Van rdf:type rdfs:Class ex:Truck rdf:type rdfs:Class,,類與類之間的特化關(guān)系（specialization relationship）可以用預(yù)定義的屬性rdfs:subClassOf來(lái)描述。例如，可以通過(guò)編寫下面這條RDF聲明來(lái)描述ex:Van是一種特殊的ex:MotorVehicleex:Van rdfs:subCl

53、assOf ex:MotorVehicle如果資源ex:MiniVan是ex:Van的一個(gè)實(shí)例， 如：ex:MiniVanrdf:typeex:Van則可以推斷ex:MiniVan同樣是ex:MotorVehicle的一個(gè)實(shí)例。,下面是以RDF/XML書寫的交通工具Schema]> ,描述屬性,除了描述特定的類之外，用戶團(tuán)體還需要能夠描述特定的事

54、物的某些屬性（如MiniVan的座位數(shù)）。在RDF Schema中，利用RDF類rdf:Property以及RDF Schema的rdfs:domain, rdfs:range和rdfs:subPropertyOf，可以對(duì)屬性進(jìn)行描述。在RDF中，所有的屬性都是類rdf:Property的實(shí)例。對(duì)于新的屬性，可以通過(guò)指定其rdf:type為rdf:Property URI參照進(jìn)行聲明。如exterms:weightInKg r

55、df:type rdf:Property,,除了rdf:Property 之外，RDF Schema還提供了語(yǔ)詞以描述在RDF數(shù)據(jù)中如何對(duì)類下的屬性進(jìn)行聲明。其中最重要的是利用RDF Schema的rdfs:range和rdfs:domain屬性，來(lái)進(jìn)一步描述應(yīng)用程序?qū)Ｓ玫膶傩浴?,rdfs:range屬性用來(lái)指定某一屬性值是某個(gè)類的一個(gè)實(shí)例。例如，當(dāng)需要指定屬性ex:author的值是ex:Person的實(shí)例時(shí)，需要按以下的RDF

56、進(jìn)行聲明。ex:Person rdf:type rdfs:Class ex:author rdf:type rdf:Propertyex:author rdfs:range ex:Person一個(gè)屬性可以有多個(gè)range，如下所示：ex:hasMother rdfs:range ex:Female ex:hasMother rdfs:range ex:Person,,對(duì)于上面的

57、ex:hasMother屬性，如果指定了下面的語(yǔ)句exstaff:frank ex:hasMother exstaff:frances 則表示exstaff:frances同時(shí)是ex:Female 和ex:Person的實(shí)例。,,rdfs:range屬性還可以用于指示屬性值是一個(gè)類型文字值。例如，如果指定ex:age是一個(gè)屬性，并且其值為XML Schema的數(shù)據(jù)類型xsd:integer，則可以用以下RDF語(yǔ)句聲明。e

58、x:age rdf:type rdf:Propertyex:age rdfs:range xsd:integer 其中XML Schema中的xsd:integer數(shù)據(jù)類型，還可以用RDF Schema的類rdfs:Datatype進(jìn)行顯性的說(shuō)明。如下所示：xsd:integer rdf:type rdfs:Datatype .,,rdfs:domain屬性用于指定特定的屬性適用于某個(gè)特定的類。例如如果

59、需要指出屬性ex:author適用于類為ex:Book的實(shí)例，則可利用以下RDF語(yǔ)句進(jìn)行說(shuō)明：ex:Book rdf:type rdfs:Class ex:author rdf:type rdf:Propertyex:author rdfs:domain ex:Book 這些語(yǔ)句說(shuō)明ex:Book是一個(gè)類，ex:author是屬性，并且屬性ex:author是ex:Book實(shí)例的一個(gè)屬性。

60、一個(gè)屬性也可以有多個(gè)domain，如下例表明exterms:weight屬性可以適用于 ex:Book 和 ex:MotorVehicle類。exterms:weight rdfs:domain ex:Bookexterms:weight rdfs:domain ex:MotorVehicle,,在此，可以利用range和domain來(lái)為MotorVehicle增加新的屬性：ex:registeredTo和 ex:

61、 seatNumber，ex:registeredTo 屬性適用于任何ex:MotorVehicle并且其值為ex:Person。 ex: seatNumber適用于ex:PassengerVehicle，它的值是一個(gè)xsd:integer，表明座位數(shù)。其RDF語(yǔ)句片段如下所示：,,     ,,RDF Schema通過(guò)rdfs:subPropertyOf屬性，可

62、以指定兩個(gè)屬性之間的關(guān)系。例如 ex:primaryDriver 和 ex:driver都是屬性，并且屬性ex:primaryDriver是屬性 ex:driver的一個(gè)特例，可以用RDF聲明如下：ex:driver rdf:type rdf:Property. ex:primaryDriver rdf:type rdf:Property ex:primaryD

63、river rdfs:subPropertyOf ex:driver,下面是交通工具Schema的完整聲明]>     ,,       ,,   ,,以上說(shuō)明了如何利用RDF Schema描述類和屬性。如何利用這個(gè)Schema來(lái)描述資源？下面

64、是一個(gè)描述ex:PassengerVehicle實(shí)例的例子：,]>  5 ,語(yǔ)義網(wǎng)(Semantics Web),語(yǔ)義網(wǎng)概述RDF本體（Ontology）語(yǔ)義網(wǎng)描述語(yǔ)言,本體（Ontology）,Ontology的概念Ontology的作用Ontology的類型Ontology的組成開發(fā)Ontology的方法構(gòu)建ontology的工具當(dāng)前研

65、究存在的問(wèn)題,Ontology的概念,Ontology 本來(lái)是，哲學(xué)中研究 ‘being’的性質(zhì)及其內(nèi)在關(guān)系的理論；ontology 是一種元理論，它的理論讓人們?cè)谡J(rèn)識(shí)上，能夠區(qū)別開那些本來(lái)是不同的beings，區(qū)別開beings之間關(guān)系的差異。Ontology is the theory of objects and their ties . An ontology is a specification of a concept

66、ualizationAn Ontology 是在一定知識(shí)范圍內(nèi)，對(duì)所談?wù)摰囊唤M概念，對(duì)它們給出一種語(yǔ)義約定。,,我們所說(shuō)的Ontology來(lái)自人工智能的研究，被用于促進(jìn)知識(shí)的共享和重用。自20世紀(jì)九十年代以來(lái)，Ontology成為了一個(gè)被知識(shí)工程、自然語(yǔ)言處理、智能信息系統(tǒng)、知識(shí)管理等多個(gè)研究領(lǐng)域共同關(guān)注的一個(gè)重要概念。Ontology是對(duì)某一領(lǐng)域可共享的、通用的理解，其目標(biāo)是使知識(shí)能夠在人與人之間、人和系統(tǒng)之間、以及各種異構(gòu)系統(tǒng)

67、之間進(jìn)行廣泛的交流。創(chuàng)建Ontology的目標(biāo)就是提供一種機(jī)器可以處理的信息資源語(yǔ)義描述機(jī)制，使得知識(shí)語(yǔ)義能夠在不同的智能代理（軟件和人）之間傳遞和交流。在一個(gè)知識(shí)系統(tǒng)中，問(wèn)題解決方法描述推理行為，而Ontology描述靜態(tài)的領(lǐng)域知識(shí)。,,近十幾年來(lái)，關(guān)于Ontology的定義有多個(gè)。最能描述Ontology本質(zhì)的是斯坦福大學(xué)的Gruber在1993年的定義：Ontology是一個(gè)對(duì)共享概念的形式化的、顯性的規(guī)定?！案拍睢敝傅氖菍?duì)

68、現(xiàn)實(shí)現(xiàn)象的抽象“顯性的”意味著對(duì)概念的類型、以及對(duì)概念的應(yīng)用是顯性定義的“形式化的”意味著Ontology應(yīng)當(dāng)是機(jī)器可讀的“共享”意味著一個(gè)Ontology揭示著廣泛共享的知識(shí)，也就是說(shuō)，一個(gè)Ontology不僅僅被幾個(gè)個(gè)體接受，而需要被一個(gè)群體所接受的。本質(zhì)上講，Ontology在知識(shí)工程中的角色在于促進(jìn)一個(gè)領(lǐng)域模型的建設(shè)。一個(gè)Ontology提供了某個(gè)領(lǐng)域模型內(nèi)語(yǔ)詞和相互關(guān)系的描述。,,其它定義 Neches et al.

69、(1991)指出：“一個(gè)本體定義了組成主題領(lǐng)域的詞匯的基本術(shù)語(yǔ)和關(guān)系，以及用于組合術(shù)語(yǔ)和關(guān)系以定義詞匯的外延的規(guī)則。” 該定義只是給出了建立一個(gè)本體的基本要素，即：要建立一個(gè)本體，首先要識(shí)別所處理領(lǐng)域的基本術(shù)語(yǔ)和這些術(shù)語(yǔ)之間的關(guān)系，而后識(shí)別組合這些術(shù)語(yǔ)和關(guān)系的規(guī)則，并提供這些術(shù)語(yǔ)和關(guān)系的定義。,,William 和Austin(1999)指出，本體是用于描述或表達(dá)某一領(lǐng)域知識(shí)的一組概念或術(shù)語(yǔ)，可用于組織知識(shí)庫(kù)較高層次的知識(shí)抽象，也可用來(lái)