知识推理————相关工具介绍（你值得了解）

相关工具简介

FaCT++

• 曼彻斯特大学开发的描述逻辑推理机
• 使用 C++ 实现, 且能与 Protege 集成
• Java 版本名为 Jfact, 基于 OWL API
• 使用举例

OWLReasonerFactory reasonerFactory = new JFactFactory();  // 构建推理机
OWLReasoner reasoner = this.reasonerFactory.createReasoner(ontology);

reasoner.precomputeInferences(InferenceType.CLASS_HIERARCHY);  // 进行推理（分类）

FaCT++官网

Racer

• 美国Franz Inc. 公司开发的以描述逻辑为基础的本体推理，也可以用作语义知识库
• 支持 OWL DL, 支持部分 OWL 2 DL
• 支持单机和客户端/服务器两种模式
• 用 Allegro Common Lisp 实现
• 使用举例

(classify-tbox & optional (tbox (current-tbox)))  // 进行TBox推理

(realize-abox & optional (abox (current-abox)))  // 进行ABox推理

Racer官网

Pellet

• 马里兰大学开发的本体推理机
• 支持 OWL DL 的所有特征, 包括枚举类和XML数据类型的推理
• 支持 OWL API 以及 Jena 的接口
• 使用举例

PelletReasoner reasoner = PelletReasonerFactory.getInstance().createReasoner(ontology);  // 构建一个推理机

NodeSet individuals = reasoner.getInstances(Person, true);  // 通过查询接口进行推理

Pellet 在 GitHub项目

HermiT

• 牛津大学开发的本体推理机
• 基于 hypertableau 运算,更加高效
• 支持 OWL 2 规则
• 使用举例

Reasoner hermit = new Reasoner(ontology);  // 构建一个推理机

System.out.println(hermit.isConsistent());  // 一致性检验

HermiT 官网

KAON2

• OWL 推理机、本体管理API
• 基于一阶消解原理
• 针对大规模ABox进行优化
  
• 使用举例

OntologyManager ontologyManager = KAON2Manager.newOntologyManager();  // 创建本体
Ontology ontology = ontologyManager.createOntology("http://kaon2.semanticweb.org/example04", new HashMap());

Reasoner reasoner = ontology.createReasoner();   // 创建推理机并用于查询
Query whatDoPeopleKnowAbout = reasoner.createQuery(new Literal[] {
		KAON2Manager.factory().literal(true, person, new Term[] {X}),
		KAON2Manager.factory().literal(true, personKnowsAboutTopic, new Term[] {X, Y}),
	}, new Variable[] {X, Y});

KAON2 官网

RDFox

• 由牛津大学开发的可扩展、跨平台、基于内存的RDF三元组存储系统
• 支持并行Datalog推理、SPARQL查询
• 使用举例

OWLOntologyManager manager = OWLManager.createOWLOntologyManager();    // 创建本体与存储
OWLOntology ontology = manager.loadOntologyFromOntologyDocument(IRI.create("test.owl"));
DataStore store = new DataStore(DataStore.StoreType.ParallelSimpleNN, true);

store.importOntology(ontology);  // 导入本体进行推理
store.applyReasoning();

RDFox 官网

Ontop

• 最先进的 OBDA 系统
• 兼容 RDFS、OWL 2 QL、R2RML、SPARQL标准
• 支持主流关系数据库： Oracle、MySQL、SQL Server、 Postgres
• 开源（Apache License 2.0）
  Ontop 官网

Drools

• 商用规则管理系统，其中提供了一个规则推理引擎
• 核心算法基于 RETE 算法改进
• 提供规则定义语言, 支持嵌入 Java 代码
• 使用举例

KieServices ks = KieServices .Factory.get();  // 创建容器与会话
KieContainer kContainer = ks.getKieClasspathContainer();
KieSession kSession = KContainer.newKieSession("ksession-rules");

kSession.fireAllRules();  // 触发规则

Drools 官网

Jena

• 用于构建语义网应用的 Java 框架
• 提供了处理 RDF、RDFS、OWL数据的接口，还提供了一个规则引擎
• 提供三元组的内存存储于查询
• 使用举例

Model m = ModelFactory.createDefaultModel();  // 创建模型

Reasoner reasoner = new GenericRuleReasoner(Rule.rulesFromURL("file:rule.txt"));  // 创建规则推理机
InfModel inf = ModelFactory.createInfModel(reasoner, m);

jena 官网

RDF4J （原 Sesame）

• 一个处理 RDF 数据的开源框架
• 支持语义数据的解析、存储、推理和查询
• 能够关联几乎所有 RDF 存储系统
• 能够用于访问远程 RDF 存储
• 使用举例

String pre = "PREFIX:\n";  // 创建规则
String rule = pre + "CONSTRUCT { ?p :relatesTo :Cryptography } WHERE " + "{ { :Bob ?p :Alice } UNION { :Alice ?p :Bob } }";

Repository repo = new SailRepository(new CustomGraphQueryInference(new MemoryStore(), QueryLanguage.SPARQL, rule, ""));  // 创建推理知识库

RDF4J 官网

GraphDB （原 OWLIM）

• 一个可扩展的语义数据存储系统（基于RDF4J）
• 包含三元组存储、推理引擎、查询引擎
• 支持 RDFS、OWL DLP、OWL Horst, OWL 2 RL 推理
  
  GraphDB 官网