有关语义解释

互联网发展Web的未来是语义的NaveenBalani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（RDFSchema）描述数据条目间关系的标准机制（用OWLWeb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：URIURI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是一个URI，标识了一个资源（WebifySolutions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，URNurn:ISBN:l-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：RDFRDF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。RDFXML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RDFXML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RDFXML的示例。清单1.RDFXML示例<?xmlversion="1.0"?><rdf:RDFxmlns:rdf="/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"xmlns:contact="/2000/05/contact#"><contact:Companyrdf:about="/Organization/contact#WebifySolutions"><contact:name>WebifySolutions</contact:name><contact:mailboxrdf:resource="mailto:info@"/><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:///0rganization/contact#WebifySolutions。公司可以用URI/Organization/contact#WebifySolutions来标识；公司名称是WebifySolutions，公司的电子邮件地址是info@webifysolu，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WebifySolutions联系人细节的RDF图描述数据属性的标准机制：RDFSchemaRDFSchema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。RDFSchema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RDFSchema都基于XML和XMLSchema。描述数据的标准(RDF)和描述数据属性的标准(RDFSchema)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(syntacticinteroperability)。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W3CRDFSchema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OWLWeb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OWLWeb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RDFSchema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）。OWLWeb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RDFSchema，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OWLFull、OWLDL、和OWLLite。OWLWeb存在论语言的总和叫做OWLFull。OWLFull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RDFRDFSchema组合。OWLFull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OWLFull文档。要让推理软件支持OWLFull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。OWLDL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。OWLDL是OWLFull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）。OWLLite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OWLLite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：A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“MyYahoo”分类。接下来，我将进一步研究OWL的组成部分。OWLWeb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:Classrdf:ID="SavingsAccount"><rdfs:subclassOfrdf: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W3COWL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XMLSchema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高，那么A比C高。可以对类和属性应用不同的限制。例如，基数限制指定某类个体可以参与的关系的数量。要获得全套W3COWL规范，请参阅参考资料。个体个体是类的实例，属性可以把一个个体关联到其他个体。例如，可以把名为Smith的个体描述为Person类的实例，而且可能用hasEmployer属性把Smith关联到个体WebifySolutions,表明Smith是WebifySolutions的员工。清单3提供了OWL个体的一个示例。清单3.OWL个体<owl:Thingrdf:about="SmithAccount"><rdfs:type="#Account"/></owl:Class>rdf:type是一个RDF属性,它把个体绑定到一个数字类。清单3表明SmithAccount是类型Account的一个实例。图2表示了OWL存在论的基本构造块。图2.描述WebifySolutions组织的OWL存在论

USAh砖EmployeeSmithBobPerson.PropertyCountryhasEmployteUSAh砖EmployeeSmithBobPerson.PropertyCountryhasEmployteOrganizationWebifySolutions*Individli^ls存在论的商业价值IT系统用关系数据模型、扁平文件、面向对象模型或专用的数据模型来组织意义。变化的业务需求不断地要求向关系数据模型或面向对象模型中添加新实体和关系。而且，如果组织采用了许多由不同开发商提供的应用程序，那么可能要在应用程序的数据库之间重复相同的模型。例如，银行公司提供了不同的产品，以服务不同类型的客户。企业客户可能需要欺诈检测功能，而普通客户可能只使用在线银行功能。一般会有多个开发商为银行提供应用程序，但是每个应用程序都会在应用程序特定的数据库中重复同样的公共信息——帐户、客户，等等。当组织增加产品以满日益增长的业务需求时，相同的冗余信息就散落在整个企业中。对于所有这些正在开发的应用程序来说，绝对有许多服务是公共的——例如查看银行交易和电汇。每个服务都要用每种应用程序特定的方式重复，从而导致点对点的集成。如果银行采用了存在论驱动的方式，那么银行就可以用一种语言中立的形式来捕捉并表示它整体的产品知识，并把知识部署到中央仓库。使用这种共享的、适应性的存在论，组织可以跨越应用程序，提供单一而统一的数据视图。这种统一的视图支持信息的精确检索和无缝的企业集成，同时业务过程和不同的数据源可以通过一个公共的元模型彼此相互映射。这样，共享的存在论就消除了点对点集成，并简化了应用程序的集成，减少了数据冗余，在应用程序之间提供了相同的语义，从而方便了银行的维护与升级。语义Web对万维网的好处万维网是有史以来创建的最大的信息仓库，而且各种语言和各个知识领域的内容还在不断增长。但是，从长远看，让这种内容有意义是极端困难的。搜索引擎可能会帮助找到包含特定词语的内容，但是内容可能并不是您确切想要的。那么缺少什么呢？搜索是基于页面内容的，而不是基于页面内容或页面信息的语义。一旦语义Web存在，它就能够提供为Web内容做标记的能力，可以描述各部分内容是关于什么的，并给内容的项目提供语义。这样，搜索引擎会变得比现在更有效率，用户也会精确地找到所要寻找的信息。提供不同的服务的组织可以给这些服务标记上意义；使用基于Web的软件代理，就可以动态地发现这些服务，并利用它们或让它们与其他服务协作。语义技术在SOA中的角色和