【读书笔记】以数据为中心的语义Web程序

书籍：《Web3.0与Semantic Web编程》

基础知识

语义就是“意思、含义”，通过确立关键字符号（数据）之间的关系来为关键字赋予有用的含义。语义Web就是一个数据网，这些数据以多种方式进行描述，相互链接形成语义关系，而这种语义关系遵从规定的语法和语言构造。

语义Web应用程序一般都会用到很多本体，本体是语义Web中路径和术语组成的领域词汇集，每一个本体都是针对某个必需的信息领域所选择的。

语义Web实例：GeoNames

上图是语义Web的主要组件，核心组件包括语义Web陈述、统一资源标识符（URI）、语义Web语言、本体和实例数据。此外，为了搭建语义Web，还需要一些组件和工具——建造工具、询问工具、推理机、规则引擎和语义框架。

• 陈述：是语义Web的基础，每个陈述包含多个元素（这些元素一般为spo三元组），定义了信息结构、具体实例和对这种结构的限定条件。相互关联的陈述形成了数据网络，也就是构成了语义Web。
• URI：为陈述中所包含的术语提供了一个在整个Internet上都唯一的名称，消除了命名冲突。
• 语言：陈述的表达方式。
• 本体：由定义概念、关系和约束的陈述组成。
• 实例数据：含有与具体实例相关的信息的陈述。

建立语义Web开发环境

• 编译和执行工具：Java SDK
• 代码编译工具：Eclipse IDE
• 本体编辑工具：Protege
• 语义Web程序设计框架：Jena
• 本体推理机：Pellet

书上的代码下载（要小币币）

语义Web程序设计

语义Web程序设计涵盖两个基本方面的内容：知识表示和应用程序集成。

语义Web信息模型
在语义Web上，信息被表示成一个被称作陈述（statement）的断言集合，陈述由主语、谓语、宾语三部分组成（因此陈述也被称作三元组）。

以主语和宾语为节点，以谓语为边，自然就构成了语义Web所使用的数据模型，通常使用一种叫做资源描述框架（RDF）的语言来对其进行形式化。（谓语使用箭头来表示，箭头的方向总是从陈述的主语指向陈述的宾语）

使用RDF来进行信息交换的优势在于其灵活性和表达能力——便于合并，无序，无重复；但是如果单独使用，则无法对隐藏在各种描述之后的含义或语义提供有力支持。

RDF序列化的三种最流行的格式是RDF/XML、Turtle和N-Tripe。（个人觉得Turtle的格式最好看）

本体
本体是为了让RDF更具有语义，本体有3个基本的语义构件块：类、个体和属性。
区分：
annotation: 标注，是标记出来供计算机使用的注释；
comment：注释，帮助用户理解代码的注释。

本体中常用的标注属性：

本体中OWL属性的类别：

语义Web程序设计框架

RDF存储

• AllegroGraph：有精简免费版本和商业完整版，支持Java语言版和Lisp语言版，提供SPARQL接口和基于RDFS的推理。
• Mulgara：开源，使用Java编写的RDF存储，提供SPARQL查询处理器。
• OpenLink Virtuoso：提供了基于关系数据库的RDF存储，有开源版和商业版，支持将SPARQL嵌入到SQL中。
• Oracle 11g
• OWLIM
• Parliament：基于C++的RDF存储实现，采用了高校的基于磁盘的存储，但是只有有限的推理功能。

推理引擎

• FaCT++：基于C++的开源推理机，支持OWL DL的一个较大的子集。
• Hermit：基于Java的OWL推理机，基于一种新的造型表推理算法（tableau reasoning algorithm），可以将其集成到Protege或者使用OWL API的Java应用程序中使用。
• KAON2：基于Java的框架，主要面向OWL DL本体方面的操作和推理，支持OWL DL的一个较大子集。
• Pellet：开源的基于Java的OWL DL推理引擎，能够支持大多数OWL构造，包括OWL 2引入的构造。
• RacerPro：商用推理机，支持OWL DL的一个较大的子集。
• Vampire：商业软件，一阶逻辑公式证明器。