naveen balani 在向您介绍组织如何利用基于存在论开发的同时，还探索了语义 web 技术的基础。语义 web 有助于有效的知识管理和有成本效益的产品生命周期自动化，实现更快的开发和集成过程。

一般来说，语义学（semantics） 研究的是意义。（“semantic”这个词来自希腊语 semantikos，或者说“显著意义”，派生于 sema ，或者说“标记（sign）”）。语义 web 技术有助于利用基于开放标准的技术，从数据、文档内容或应用程序代码中分离出意义。如果计算机理解文档的语义，那么它就不仅仅是解释构成文档的一系列字符：它能够理解文档的意义。

语义 web 提供了公共的框架，允许在应用程序之间、企业之间和社区边界之间共享和重用数据。可以把语义 web 想像成在万维网世界中表示数据的有效途径，或者把它当成一种数据库，用某种能够由机器理解的方式，链接到全球 web 文档中的内容。语义技术用存在论（ontology） 表示意义，并通过这些存在论中表示的关系、规则、逻辑和条件来提供推理。

构成语义 web 的技术

要表示语义 web，需要使用以下技术：

全球性的命名方案（uri）

描述数据的标准语法（rdf）

描述数据属性的标准机制（rdf schema）

描述数据条目间关系的标准机制（用 owl web 存在论语言定义的存在论）

我们来深入研究这些技术。

全球性的命名方案：uri

uri 就是 web 标识符，就像在万维网上经常看到的用 http 或 ftp 开始的字符串。任何人都可以创建 uri，而且 uri 的所有权委托得很清晰，所以它们构成了理想的技术基础，可以在其上构建全球性的 web。实际上，万维网就是这样的：任何拥有 uri 的事物都被认为是“在 web 上”。语义 web 中的每个数据对象和每个数据模式/模型都必须拥有惟一的 uri。

统一资源定位符（url） 是一种 uri，除了标识资源外，通过描述资源的主要访问机制或网络位置，url 还提供了对资源的表示进行操作或获取的方式。例如，url http://www.webifysolutions.com 是一个 uri，标识了一个资源（webify solutions 的主页），还代表这个资源的表示形式（例如主页目前的 html 代码，作为编码字符）是可以从名为 www.webifysolutions.com 的网络主机通过 http 得到的。

统一资源名称（urn） 也是一种 uri，根据特定名称空间中的名称来标识资源。可以用 urn 表示资源，而不用指明资源的位置或者如何取消对它的引用。例如，urn urn:isbn:1-0-7666-98-0 是一个 uri，像 isbn 图书编号一样，它允许您谈到一本书，但是并未指明在哪里能实际得到它的拷贝和如何得到。

描述数据的标准语法：rdf

rdf 是一个规范，它定义了表达世界的模型，定义了序列化和交换这个模型的语法。w3c 已经开发了 rdf 的 xml 序列化。rdf xml 是语义 web 上 rdf 的标准交换格式，虽然它并不是惟一的格式。例如，notation3 是可以替代 rdf xml 的一种优秀的纯文本序列化方式。

rdf 提供了一致的、标准化的方式来描述和查询 internet 资源，资源从文本页面和图片一直到音频文件和视频剪辑。它提供了句法的互操作性，还提供了构建语义 web 的基础层。rdf 定义了关系的导向图。这些是由对象-属性-值三元组表示的 ―― 即对象 o 拥有属性 a，属性 a 的值是 v。

清单 1 提供了 rdf xml 的示例。

清单 1. rdf xml 示例

<?xml version="1.0"?>

<rdf:rdf xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"

             xmlns:contact="http://www.w3.org/2000/05/contact#">

  <contact:company rdf:about="http://www.w3.org/organization/contact#webifysolutions">

    <contact:name>webify solutions</contact:name>

    <contact:mailbox rdf:resource="mailto:info@webifysolutions.com"/>

    <contact:phone>1-800-4webify</contact:phone>

   </contact:company>

</rdf:rdf>

清单 1 中的这段 rdf 基本上构成了关于一个资源的陈述，在这个示例中是公司 http://www.w3.org/organization/contact#webifysolutions。公司可以用 uri http://www.w3.org/organization/contact#webifysolutions 来标识；公司名称是 webify solutions，公司的电子邮件地址是 info@webifysolutions.com，公司的电话号码是 1-800-4webify。

关系导向图如 图 1 所示。

图 1. 描述 webify solutions 联系人细节的 rdf 图

描述数据属性的标准机制：rdf schema

rdf schema 是 rdf 的语义扩展。它提供了描述相关资源以及这些资源之间关系的机制。

rdf schema 的类和属性系统与面向对象编程语言（比如 java 语言）的类型系统类似。rdf 与许多这样的系统不同。rdf 词汇描述语言不是用实例的属性来定义类，而是用属性要在其上应用的资源类来描述属性。

rdf 和 rdf schema 都基于 xml 和 xml schema。描述数据的标准（rdf）和描述数据属性的标准（rdf schema）的存在，促进了从多个源读取和利用数据的工具集的开发。不同应用程序能够共享和利用数据的程度，有时叫做句法互操作性（syntactic interoperability）。这些数据操纵工具越标准化、越广泛，句法互操作性的程度就越高，那么使用语义 web 方式取代点对点集成解决方案就越容易，也越有吸引力。

要获取全套 w3c rdf schema 数据模型和规范，请参阅 参考资料。

描述数据项目间关系的标准机制：使用 owl web 存在论语言的存在论

在多个应用程序可以真正理解数据并把它当作信息之前，语义的互操作性是必需的。语义互操作性就是正确地解析数据。它要求术语间的映射，映射又要求内容分析。

这个内容分析要求正式和明确的域模型规范，规范定义了使用的术语和它们的关系。这类正式的域模型有时叫做存在论。存在论用类、子类和属性来定义数据模型。

使用 w3c 推荐的 owl web 存在论语言，可以表示存在论。owl（存在论工作语言）添加了比 rdf 或 rdf schema 更多的词汇来描述属性和类：除了其他东西之外，它还能描述类之间的关系（比如剥离）、 基数（例如“确切的一”）、等价、更丰富的属性类型化，以及属性的特征（比如对称性）。

owl web 存在论语言设计用于的应用程序，不仅仅是向人类呈现信息，更需要处理信息的内容。owl 既提供了正式的语义，又提供了附加的词汇，所以比起 xml、rdf 和 rdf schema，对 web 内容实现了更好的机器互操作性。owl 有三个子语言：按表现能力降序排列，分别是 owl full、owl dl、 和 owl lite。

owl web 存在论语言的总和叫做 owl full。owl full 使用 owl 语言的所有原始材料，并允许这些原生材料按任意方式与 rdf 和 rdf rdf schema 组合。owl full 完全向上兼容 rdf，从句法上和语义上都兼容：任何合法的 rdf 文档也都是合法的 owl full 文档。要让推理软件支持 owl full 的每个特性是不太可能的，因为它提供了最大的表现力和 rdf 的句法自由，但是在计算上没有保证。

owl dl 支持的用户需要在不损失计算完整性的前提下得到最大表现力。owl dl 是 owl full 语言构造的子语言，但是有一些限制，比如类型分离 （例如，类不能还是个体或属性，而属性不能还是个体或类）。

owl lite 支持的用户需要分类层次结构和简单的约束特性。这个语言的优势在于理解和实现起来比前两个语言都容易；但是，它限制了表现力。例如，虽然 owl lite 支持基数约束，但是只支持基数值 0 或 1。

存在论的例子包括：amazon.com 这样的在线购物站点的目录，unspsc （用于产品和服务的术语体系）这类特定域的标准术语体系，或者 web 上各种各样的分类，比如“my yahoo”分类。

接下来，我将进一步研究 owl 的组成部分。

owl web 存在论语言的组成部分

owl 基本组成部分包括类、属性 和个体，下面将依次介绍它们。

类

类 是 owl 存在论的基本构建块。类是域中的概念。类通常构成分类的层次结构（子类-超类的层次结构）。

类是用 owl:class 元素定义的。owl 自带了两个预定义的类：owl:thing 和 owl:nothing。owl:thing 是最通用的类，它包含任何东西；owl:nothing 是一个空类。所有自定义的类都是 owl:thing 的子类，是 owl:nothing 的超类。银行领域的类的例子可能包括 account 或 customer。

清单 2 展示了 owl 类的一个示例。

清单 2. owl 类示例

<owl:class rdf:id="savingsaccount">

 <rdfs:subclassof rdf:resource="#account"/>

</owl:class>

清单 2 中的代码指定 savingaccount 是一个类，而且是 account 的子类。

owl 支持 6 种主要的描述类的方式。最简单的一种是命名 类。其他方式是交叉 类、联合 类、补充 类、限制 类和 枚举 类。清单 2 演示了两种描述类的方式：限制把 savingaccount 定义为命名类 account 的子类。要获得全套 w3c owl 类规范，请参阅 参考资料。

属性

属性有两大类：

对象属性，它把个体关联到其他个体。

数据类型属性，它把个体关联到数据类型的值，比如 integer、float 和 string 类型。owl 利用 xml schema 定义数据类型。

属性可以有关联的域和范围。每个属性可以属于以下一个类别：

功能的： 对于给定对象，属性只能有一个值。例子包括人的年龄、身高或体重。

反转功能的： 两个不同个体不能拥有相同的值。例如，banknumber 或 ssn 属性对每个人来说都是惟一的。

对称的：如果某个属性把 a 链接到 b，那么就可以推断 b 链接到了 a。对称属性的例子包括：“兄弟”或“相同”。

传递的：如果某个属性把 a 链接到 b，而 b 链接到 c，那么可以推断它也把 a 链接到了 c。例如，如果 a 比 b 高，b 比 c