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语义Web上本体与规则 梅嫡刘升平马跃林作铨 北京大学信息科学系100871 e-maih{mayyam,lsp,mayue,lz}@is.pku.edu.ca 摘要:本文讨论语义Web上有关本体与规则的主要理论和系统实现,并探讨现有技术的发展趋势,尤其足两者互操作的可行性,包括同化法、混合法和.T程法等。
关键词;语义Web本体规则知识表示知识推理 1.引言 Web的系统构架足基于URL,HTTP秉|HTML三个协议之上,其中URL用于定位URI(统一资源标识符),HTTP和HTML分别提供超文本的传输和表现标准。
从1990年首次Web原型系统的山现到1996年,Web上的网页以静态页面为主,此后,动态网页的大量使用促进了Web廊用的交互能力。
无疑,Web已成为一个有利于人们相互合作的强大T具,而语义Web的设想【l】足将合作延伸到计算机,使得机器能够分析Web上的所有数据,实现智能化羽岫动化。
然而,HTML足面向表现的语言,
计算机由此只能知道怎样袁显示一个页面,无法真正理解页面的内容。
因此,“读懂”网页需要新的、特定的知识表示形式,不但便于机器快速解析与有效推理,而且最大化满足麻用的交互需求。
早在1998年2月,W3C(万维网联合会)已制定标准DIL(可扩展标记语言),规范了Web上数据表示和数据交互。
作为语法格式,碰L足成功的,’并被丁业界广泛接受,但也存在公认盼缺陷:XML不能表达形式化语义。
于是,基于URI和XML,W3C提出了RDF(资源描述框架〔2】)三元组(主谓宾)作为新的数据载体,而2004年2月公布的RDF语义中指出:一个RDF圈对廊着一个存在闭包的二元原子公式合取集台。
至此,在语义Web的体系结构中,基彳i已初具规模,而语法层XML和数据层RDF之上则是本体层、逻辑层等。
本体(ontology)足概念模型的形式化说明,具有共享性币¨明确性,
常用于描述共同认可的结构化知识,便于智能主体Agent灵活却无歧义地解释其含义。
例如,“大学生”这个概念被定义为“本科生”和“研究生”硼个概念的析取,从属于“学生”概念。
2004年2月,W3C止式推荐Web本体语言OWLl3J,意在描述Web资源的词汇术语。
规则(rule)足逻辑层的代表,不但能弥补本体表达能力的不足,如属性的链接:叔侄(X,z)<--兄弟(X,y)&父子(Y,z);而且可作为Web查询语言、转换语言,甚至足本体间映射语言。
此外,规则还有许多特殊吸引力,如:业务规则受到了企业界欢迎,查询语言推进了数据库的发展,对象约束语言则满足了软件T程的一些需求。
2005年4月,W3C主办了规则语言互操作研讨会,为规范Web上的规则语言奠定基础。
然而,随着语义Web的进展,即便本体层已有OWL规范,但仍存有一些亟待解决的问题。
而规则的参与,一方面,部分化解了本体的疑难点,另一方面,也提山了新的机遇与挑战。
本文就此展开进一步分析1(其中本体特指OWL),第2、3节分别论述本体和规则,第4节则针对两者的互操作进行讨论。
最后,讨论语义Web的发展状况。
2.本体 本体源于哲学,AI使用本体作为知识表示与知识推理的基本概念,较为熟知的代表如描述逻辑DLt41(Description Logic)。
事实上,RDF Schema(RDFS)就足一个较为简单的本1鉴十篇幅有限,文中所牧举的系统或项目朱能一一标明网址链接,但基奉上由Ooogle可索引到。
此外,为r避免重复罗列,各个系统仅提及一次,突m其主要特性。
156体层,为OWL铺垫了“子类、子属性、定义域、值域”等术语及关系。
OWL的逻辑基础足DL,允i鲁构造新的类(如:交并补的布尔组合,或存在、全称、数量限制构词),允许属性具有传递、对称、单值、反向单值等性质,也提供逆属性、类的不交、个体(不)等式等公理。
理论上,RDF