语义Web关键技术浅述
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语义Web关键技术浅述
卢珊
(辽宁省交通高等专科学校,辽宁沈阳110000)
摘要:当前语义Web的研究总体上还处于起步阶段,主要集中在本体层及其以下各层,XML、Ontology和RDF作为实现语义Web所依赖的技术,是
语义Web的关键。本文首先介绍了语义Web,进而能过其层次结构对三大关键技术进行了分析说明。
关键词:语义Web;本体;RDF
引言
语义Web研究的主要目的是使网络中信息
具有语义,因而其研究的重点就是如何把信息表
示为计算机能够理解和处理的形式,而XML、RDF
和Ontology用于表示信息的结构、内容及语义基
础,是语义Web实现必不可少的三大关键技术。
1语义Web概念
Web是互联网上最重要的应用,为解决网络
上资源语义缺乏的不足,“互联网之父”一Tjm
Bemers—Lee提出了语义Web的概念。语义Webr 1
并非是全新的Web,而是对现有Web的扩展。语
义Web研究的主要目的是扩展当前的Web,使得
网络中信息都是具有语义,便于人和计算机之间
的交互与合作。因而其研究的侧重点就是如何把
信息表示为计算机能够理解和处理的形式,即带
有语义。
语义Web的建设分成三个步骤:通过标记
语言(如XML)定义一套术语,用RDF对其进行基
本的语义描述,形成某个领域的本体,这样不断地
在网络中建设很多本体;然后编制软件,能够根据
本体之间的关系进行推理;最后基于推理软件建
设应用。
语义web需要一个多层次的技术框架,以
帮助建立合理的信息层次结构,使Web上的信息
结构良好且有序。Bemers—Lee描绘了语义Web的
层次关系121(如图1所示),它主要基于XML和
I{DF、RDF Schema,并在此之上构建本体和逻辑
推理规则,以完成基于语义的知识表示和推理,从
而能够为计算机所理解和处理。
2语义Web三大关键技术
语义Web主要基于XML和RDF/RDFS,并
在此基础上构建本体和逻辑推理规则,以完成基
于语义的知识表示和推理,从而能够为计算机所
理解和处理。语义Web的实现依赖于三大关键技
术 :XML、Ontology和RDF,用于表示信息的结
构、内容及语义。
2.1 XML XML(Extensible Markup Language,即可扩展
标记语言)可以让信息提供者根据需要,自行定义
标记及属性名,从而使XML文件的结构可以复杂
到任意程度。它具有良好的数据存储格式和可扩
展性、高度结构化以及便于网络传输等优点,再加
上其特有的Ns机制及XML Schema所支持的多
种数据类型与校验机制,使其成为语义Web的关
键技术之一。
2.2 Ontology
Ontology(本体或本体论)是语义Web体系
中的核心 。本体是语义Web的基础,能描述Web
资源的概念及其相互关系,使计算机对web资源
无二义的自动处理成为可能。本体的定义有很多,
其中最著名并被引用得最为广泛的定义是由Gru—
ber提出的,“本体是概念模型的明确的规范说明”
。本体作为某个领域内(可以是特定领域的,也可 以是更广的范围)不同主体(人、代理、机器等)
之间进行交流(对话、互操作、共享等)的一种
语义基础,即由本体提供明确定义的词汇表,
描述概念和概念之间的关系,作为使用者之间
达成的共识。因此,本体的用途包括交流、共
享、互操作、重用等。
在基于本体的实际应用中,构建本体是
一基本任务,本体构建是一个旨在研究有关构
建本体的方法和方法学的领域。出于对特定问
题域和具体工程需求的考虑,构造本体的过程
各不相同[61。近年来,本体逐渐成为计算机领域
的一个研究焦点,它是一份正式定义名词之间
关系的文档或文件。一般Web上的本体包括
分类和一套推理规则。分类,用于定义对象的类别
及其之间的关系;推理规则,则提供进一步的功
能,完成语义Web的关键目标即“机器可理解”。
本体的最终目标是“精确地表示那些隐含(或不明
确的)信息”。
在语义Web中.本体具有非常重要的地位,
是解决语义层次上web信息共享和交换的基础。
语义web中,本体的构建是语义表达和应用的关
键,只有正确构建本体,才能对本体进行基于概念
或推理的查询。如何正确构建领域本体,从而基于
本体构建规则进行逻辑推理,是近年来语义Web
领域的一个重要的研究和应用方向。
2-3 RDF 为了知识共享和表示本体需要某种本体语言
来对概念化进行描述,本体通常以基于逻辑的语
言来表示,因此可在类、属性和关系之间做出详
细、准确、一致且完备的区别。现阶段也有许多语
言可用于表示本体,XML提供了一种结构化文档
的表层语法,但没有对这些文档的含义施加任何
语义约束。资源描述框架0RDF)是W3C推荐的一
种信息描述方式,为本体对象提供一些常见的模
型限制,为描述Web资源而开发的RDF允许在
XML的基础上以一种标准化、互操作的方式对数
据语义进行定义。它的数据模型与语义网络形式
等价,其目的主要是为元数据在网络上的各种应
用提供一个基础结构。使应用程序之间能够在网
络上交换元数据,以实现网络资源的自动化处理。
在RDF的基础上,RDF(S)用来建立类模型、属性
层次以及其他可从RDF模型中引申出的基本模
型限制。也就是说RDF(S)定义了一套简单的本体,
可以控制RDF文档的一致性 。OWL是对RDF和
RDFS语义描述能力的一种补充,添加了更多的用
于描述属性和类的词汇,是在RDF(S)建立的元数
据模型的基础上扩展的本体语言。
不论选择哪种正式的语言,还必须在语言的
易处理和表达性之间采取折中原则。因为RDF(S)
要应用于大量的网络资源中,它已经十分接近最
基本的表示。与常用的知识表示语言相比,RDF有
自己的特性,并不是一个最优的建模语言,但它已
经成为了一种事实标准,拥有足够的表达能力,可 图l语义Web的层次结构图
以作为构件其他层的基础。它并不是所有知识表
示问题的最终解决方案,而仅是一种可扩展的核
心语言。RDF(S)的命名空间和具体化机制使得不
同领域的用户,通过扩展核心的定义和语义,以
RDF(s】的形式定义自己的标准,包括不同命名空
间之间的映射、版本升级或者本体公理的定义等。
可见,在语义Web中RDF(S)对资源进行描述,是
语义Web的基本构建模块,是诸多本体语言中用
于描述网络资源并为其赋予语义的基础。
结语
尽管语义Web是在XML基础上并未完全成
熟的技术,但当前Web已经到了向语义化发展的
一个转折点,XML提供了通用的表示语法,RDF
提供了语义上描述知识的数据模型和一组基本的
描述原语,Ontology更是作为语义Web体系中的
核心起到了关键的作用。这三个关键技术为语义
Web的实现提供了技术基础。
参考文献
【1]World Wide Web Consortium.W3C Semantic
Web Activity[EB/OL].f2001—05-01)[2010—6—16].
http://www.w3.org/2OOl/sw/.
[2]Dan Brickley,R.V.Guha.Resource Description
Framework[EB/OL].(2000-3-27)[2010-6-161.http:
//www.w3.org/TR/2OOO/CR-rdf-schema-20000327.
[3]J.Herin and J.Hendler.A portrait of the
semantic web in action【J】.IEEE Intelligent
Systems,2001,16(2):34-46.
[4]BERNERS—LEE T,HENDLER J,LASSILA 0,et
a1.The semantic Web[J1.Scientific American,
2001,284(5):34—43.
[5]GRUBER CF TR.A
Portable Ontologies[J1.
2003,5(2):199-220. Knowledge Approach to
Acquisition,
[6】袁金平,鲍爱华,姚莉.语义Web技术及其逻辑
基础『J].计算机工程,2008,34(24):180—196.
[7].Jeff Herin et a1.Requirements for a web
ontology language【JJ.W3C working draft,O8 J u1y
2002:34—36.