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轻松维护RDF元数据模型使用Jena RDF API 开发脚本语言管理资源描述框架模型（Resource Description Framework models）译者：gracepig E-mail & MSN : zhangchi_摘要资源描述框架（Resource Description Framework RDF）是一种以XML格式描述元数据的标准格式。Jena是一种用于将关系数据库或是文本文件中所表示的数据建立为元数据模型的框架方法。Protg 用用来创建RDF元数据文档的编辑工具。 建立这种数据库和文件的元数据模型需要由用户自己定义脚本。本文介绍介绍了SemantiRDFUtils这种脚本，它拥有多个功能块可以用于维护Jena RDF 元数据模型.(2200词，2005-7-4) By Venkata N.VAsam与XML成为不同软件厂商之间数据交互的标准过程相似，资源描述框架（RDF）也沿着这条道路前进，希望能够成为描述与交互元数据的标准。XML 使用文件类型定义（DTD）和XML格式定义（XSD）来描述数据。RDF使用XML语法和RDF Schema（RFDS）来将元数据描述成为数据模型。本文介绍了一种使用Jena RDF API 编写的用户自定义工具，使用这种工具来管理存储在关系数据库或是文本文件的数据模型。这种工具是由HP实验室开发的，Jena框架是一个RDF，RDFS以及OWL（Web Ontology Language）的开源实现， 它包含着一个基于规则的推论引擎。它提供了建立和操纵RDF模型的Java API。本文介绍的SemanticRDFUtils.bat是一种使用Jena开发的脚本。使用这种脚本，我们可以维护存储在关系数据库和文本文件中的元数据模型。本文还介绍了怎样使用Protg来将建RDF的语意描述文件（.rdfs）和数据文件(.rdf)。软件安装在安装SemanticRDFUtils.bat必须先安装一下的软件。关于一下工具的链接请参看文中所附的资源。 J2SE 1.3 或更高的版本 Jena 2.0 Oracle .0 Apache Ant 1.5.4 或更新的版本 Protg 2.1RDF和RDFS 文件简要介绍下面的XML格式的RDF和RDFS文件用于显示一个字母顺序的交叉引用模型。它们是使用Protg 2.1 的图形界面工具创建的。当执行脚本和RDF查询工具的时候我们可以动态的引入RDF文件。RDFS文件则在我们使用Protg 给RDF文件中加入更多数据时使用。列表1. RDFTest1.rdf!DOCTYPE rdf:RDF 列表 2. RDFTest1.rdfs !DOCTYPE rdf:RDF Jena和Protg概述本节在宏观层面上介绍Jena和Protg。用户可以在附加资源中得到关于这两个产品更多的信息。本文的目的是使您对Jena和Protg有一个比较清晰的理解。Jena RDF 和RDQLRDF数据模型是一个声明（statement）的集合，每一个声明都包括三个部分：资源，属性 和 值。 资源（resource）可以是任何使用URI标示的内容，它可以包含其它属性。每一个属性有一个值。Jena可以将RDF模型保持在关系数据库或是文件当中。RDQL是用来查询RDF模型的语言。RDF提供一种节点可以为资源或是文本的有向图（有向图的概念请参看离散数学）。RDQL则提供一种方式由用户定义一种图模式，使用这种模式对目标图集合进行匹配，获得所有符合定义模式的结果。图1 使用RDF图来表示列表1和列表2中文件图1:范例RDF文件的RDF 图表示上图中，椭圆代表资源，长方形代表描述。资源通过箭头连接到其它的资源或是描述值（一个对象或是一个值）上，这样一组关系形成一个三元组，成为一个声明（statement）。下面给我一个RDQL查询的例子。三元组(?x 97)是一个声明。X是一个绑定的变量用来代表一个资源；/Maana#value是一个叫做“value”的属性；97是这个属性的值。SELECT ?x WHERE (?x 97) Jena的toolkit提供了一个在命令行方式执行的Java类（jjena.rdfquery）来进行RDQL查询。下面的例子演示了如果使用这个命令进行查询并将查询结果存入test1.rdql当中。java jena.rdfquery -data RDFTest1.rdf -query test1.rdqlx=/Maana#RDFTest_Instance_8 注意:通过文后给我的资源来获得关于RDF和RDQL更多的信息。RDF 中使用ProtgProtg 是一个用来建立和编辑ontologies和知识库的GUI工具。Protg可以在RDF格式下创建和保存数据。在使用Protg建立RDF模型时，需要在新建一个工程的时候选取RDF Schema，如图2所示。图2. RDF Schema工程在Protgs工程菜单选择新建工程时，选择格式（Select Format）对话框会弹出。点击OK按钮，图3的窗口会出现。图3. 缺省Protg工程视图正如您在图3中所看到的那样，Protg有一些标签。本文主要介绍其中的Classes，Instances和Algernon标签。图4显示了Protg的保存对话框。在其中用户可以填入工程，类文件，实例文件，和命名空间的名字。如图4所示，类文件名中包括RDF Schema的信息，实例文件名中包括RDF的数据。命名空间中以唯一URI的方式标示出RDF模型。图4: Protgs保存对话框图5和图6显示的是Protgs类标签和实例标签，分别表示了列表1和列表2中的.rdf和.rdfs文件。这些文件使用Protgs schema 格式创建。图5: Protg的类标签图6: Protg的实例标签Protg中的Algeronon 查询Protgs的Algernon query标签为进行Algernon查讯提供了一个图形界面，用户可以在这个UI当中进行查询，并查看结果。Algernon是一种基于三元组的查询语言，如图7所示Algernon将资源以遍历（traversal）路径的方式返回给用户。缺省的Algernon并不会如下图那样显示。要看到这个标签，用户必须从工程菜单的设置子菜单中选择。图7. Algernon 标签Jena和Protg之间的命名（terminology）映射由于Jena和Protg是两个不同的开源技术，所以他们的RDF 命名（terminology）存在差别。下表中列出了这些命名规则，用户可以更具这些命名规则来创建和操纵RDF文件。表1. Jena 和 Protg 命名比较JenaProtg 描述ResourceClass能够在Protg实例标签中看到的资源属性值PropertySlotRDF ModelRDF ProjectJena 能够在没有.rdfs文件的情况下操纵.rdf文件。但是Protg需要.rdf和.rdfs都存在的情况下才能使用。Jena 的语义RDF工具这一节讲解了一些用于维护Jena数据库和文件模型的有用的工具/脚本。这些脚本文件包含在SemanticRDFUtils-scripts-files.zip文件当中，您可以在资源当中找到。下面的列表中描述了这些脚本文件可以执行的任务。当用户以无参方式执行SemanticRDFUtils批处理文件时，下面的内容将会出现在你的控制台当中。C:RDFSemanticRDFUtilsUsage: SemanticRDFUtils taskid Where taskid should be any one of the following:1 - To create and initialize the Jena system tables with a system model name as JenaRDFSystem2 - To create a database model3 - To remove a database model.4 - To list the contents of a given model.5 - To import RDF/XML file to a database.6 - To list existing database model names7 - To export a database model to a RDF/XML file8 - To delete all the contents of a database model9 - To create a union(RDF/XML file) of RDF/XML file models10 - To create an intersection(RDF/XML file) of RDF/XML file models11 - To create a difference(RDF/XML file) of RDF/XML file models12 - To get the size of the given model13 - Export the RDF query results as RDF/XML file.14 - Delete the resource(s) from a model based on RDF query.1:建立并初始化一个Jena系统表，系统模型名为JenaRDFSystem2:建立数据库模型3:删除一个数据库模型4:列出所给出模型当中的内容5:将RDF/XML文件导入数据库6:列出存在数据库模型的名字7:将数据库模型导出到RDF/XML文件中8:删除一个数据库模型当中的所有内容9: 为不同RDF/XML文件模型建立一个合并的RDF/XML文件10:建立不同RDF/XML文件直接的交集文件。11: 建立不同RDF/XML文件直接的差集文件。12:得到给定模型的大小13:将RDF查询结果保存在RDF/XML文件当中14:从RDF查询结果模型当中删除资源SemanticRDFUtils脚本使用SemanticRDFUperties文件储存配置信息。下表给出了配置信息中的所有属性：表 2. 属性设置属性名 可能值说明 rdf_sytem_model_name rdf_namespace URL后要跟随#号Example: /vvasam#.isRDFInDB True or false. 如果值为“true”，那么db_user，db_password,和url属性应该被载入，url属性应该包含一个建立在JDBC协议基础之上的值。如果值为“false”，url属性应是一个建立在文件协议传统的值。db_user and db_password 数据库的用户名和密码. url JDBC URL or file URL. 如果属性isRDFInDB的值为“true”,那么URL的格式应该是jdbc:oracle:thin:. 例如: url=jdbc:oracle:thin:rdfhost:1521:alpc. 如果属性isRDFInDB的值是“false”, 那么URL的格式应该为： file:/c:/.例如: url=file:/c:/temp/refDataTest.rdf. modelName 数据模型的名字 这个属性只有在属性isRDFInDB的值被置为“true”时才被使用。当执行SemanticRDFUtils的一些任务/选择/服务时这项属性可以置为空例如：1. 列出存在的所有模型。2. 建立新的模型3. 建立或初始化Jena系统表4. 删除模型rdf_query 和bind_var_name RDF查询和RDF所绑定的变量名 如果rdf_query属性是空，程序会提示用户输入值export_rdffile_abs_name 如果这个属性是空，程序会提示用户输入值import_rdffile_abs_name 如果这个属性是空，程序会提示用户输入值file_rdfmodel1_abs_name, file_rdfmodel2_abs_name, result_rdfmodel_abs_name 任务：第一个任务是在数据库中建立一个Jena 系统表并取得下列属性的正确值： rdf_sytem_model_name db_user db_password isRDFInDB url第二个任务是在数据库建立一个新的RDF模型并取得下列属性的正确值： rdf_sytem_model_name db_user db_password isRDFInDB url modelName (如果这个属性为空，那么脚本会提示用户从键盘输入值)第三个任务是从数据库中删除RDF模型需要取得以下属性的正确值： rdf_sytem_model_name db_user db_password isRDFInDB url modelName (如果这个属性为空，那么脚本会提示用户从键盘输入值)第四个任务是列出RDF数据库中的内容需要取得以下属性的正确值： rdf_sytem_model_name db_user db_password isRDFInDB url modelName (如果这个属性为空，那么脚本会提示用户从键盘输入值)第五个任务是将RDF导入到数据库模型当中，需要以下属性的正确值： rdf_sytem_model_name db_user db_password isRDFInDB url modelName (如果这个属性为空，那么脚本会提示用户从键盘输入值) import_rdffile_abs_name 属性import_rdffile_abs_name值将被置为.rdf文件的绝对路径（如下的例子所示）。如果这个值为空那么脚本会提示用户从键盘输入值。import_rdffile_abs_name=C:tempRDFTest1.rdf 第六个任务是列出一个数据库模型中所有的模型，需要以下的属性的正确值： rdf_sytem_model_name db_user db_password isRDFInDB url The seventh task exports the contents of the given database model to an RDF file and requires appropriate values for the following properties: 第七个任务是将指定数据库模型的内容输出到一个RDF文件当中，需要以下的属性的正确值： rdf_sytem_model_name db_user db_password isRDFInDB url modelName (如果这个属性值为空，脚本将提示用户从键盘输入) import_rdffile_abs_name 属性export_rdffile_abs_name值将被置为.rdf文件的绝对路径（如下的例子所示）。如果这个值为空那么脚本会提示用户从键盘输入值。export_rdffile_abs_name=C:/temp/export.rdf The eighth task deletes a database models contents and requires appropriate values for the following properties: 第八个任务是从数据模型中删除内容，需要以下正确的属性值： rdf_sytem_model_name db_user db_password isRDFInDB url The ninth task performs a union operation on two file models and requires appropriate values for the following properties: 第九个任务是从数据模型中删除内容，需要以下正确的属性值： isRDFInDB url file_rdfmodel1_abs_name file_rdfmodel2_abs_name result_rdfmodel_abs_name 下面是一个范例的属性值：file_rdfmodel1_abs_name=C:/temp/RDFTest1.rdffile_rdfmodel2_abs_name=C:/temp/RDFTest2.rdfresult_rdfmodel_abs_name=C:/temp/RDFTestUnion.rdf当使用SemanticRDFUtils执行任务9的时候，两个.rdf文件会被合并。如果要在一个合并的.rdf文件上建立一个Protg工程，.rdfs文件必须被手工生成。The tenth task performs an intersection operation on two file models and requires appropriate values for the following properties: 第10个任务是执行两个文件模型的交集操作，需要以下属性的正确值： isRDFInDB url file_rdfmodel1_abs_name file_rdfmodel2_abs_name result_rdfmodel_abs_name 下面是一个范例的属性值：file_rdfmodel1_abs_name=C:/temp/RDFTest1.rdffile_rdfmodel2_abs_name=C:/temp/RDFTest2.rdfresult_rdfmodel_abs_name=C:/temp/RDFTestInterSection.rdf第11个任务是执行两个文件模型的差操作，需要以下属性的正确值： isRDFInDB url file_rdfmodel1_abs_name file_rdfmodel2_abs_name result_rdfmodel_abs_name 下面是一个范例的属性值：file_rdfmodel1_abs_name=C:/temp/RDFTest1.rdffile_rdfmodel2_abs_name=C:/temp/RDFTest2.rdfresult_rdfmodel_abs_name=C:/temp/ RDFTestDifference.rdf第12个任务是列出指定数据库模型的大小，需要以下属性的正确值： rdf_sytem_model_name db_user db_password isRDFInDB url modelName (if this property is empty, then the script prompts for a value to be entered from the keyboard) 第13个任务将对数据库模型的一个RDF查询结果输出到一个RDF文件中，需要以下属性的正确值： rdf_sytem_model_name db_user db_password isRDFInDB url modelName (如果这个属性值为空，脚本会要求用户从键盘输入值) rdf_query bind_var_name export_rdffile_abs_name 下面是一个范例的属性值：rdf_query=SELECT ?x WHERE (?x65)bind_var_name=xexport_rdffile_abs_name=C:/temp/exportquery.rdf第14个任务是将一个对于数据库模型的RDF查询结果删除，需要以下属性的正确值： rdf_sytem_model_name db_user db_password isRDFInDB url modelName (如果这个属性值为空，脚本会要求用户从键盘输入值) rdf_query bind_var_name 下面是一个范例的属性值：rdf_query=SELECT ?x WHERE (?x65)bind_var_name=x结论：这篇文章介绍了怎么样使用Jena和Protg来创建RDF源数据模型。并描述了怎样使用SemanticRDFUtils在命令行脚本方式下维护RDF模型。在这篇文章的资源中的SemanticRDFUtils-source-files.zip文件包含了能够用来创建基于Web接口或是Protg的插件的源文件，使用它们可以管理RDF模型。针对每一个RDF模型所加载的脚文会有所不同，所以需要区别对待，每一种情况都要独立处理。关于作者：Venkata N. Vasam 主要工作领域是J2EE/Web services/EAI 架构。目前他使用SeeBeyond集成工具包（eGate和ICAN）为A2A和B2B集成需求提供Web服务/J2EE/EAI 架构。他获得了J.N.T University，Hyderabad, India的计算机科学与工程学位。业余时间Vasam喜欢打网球看喜剧和运动电影。Resources Download the source code that accompanies this article: 本文中的源码下载地址/javaworld/jw-07-2005/jena/jw-0704-jena.zip What is RDF? by Tim Bray (XML.com, January 2001): “什么是RDF？”作者Tim Bray/pub/a/2001/01/24/rdf.html RDF s