作者: （美） 亨德勒 / （美） 阿利芒ISBN: 9787115193841 页数: 330定 价: 59出版社: 人民邮电出版社装 帧: 平装出版年: 2009-2-1
第六章 RDF模式（Schema）
本章开始是我真正感兴趣的所在了：本 体建模和本体编码。渐入佳境。
（一）
- 数据表达（也是一种知识表达）可以基于多种模型，每 种模型可以有多种方法来表达，每种方法也可能有多种编码模式（Schema，如XML模式，数据库模式等）。模式告诉我们所有数据需要传递和表达的信息 （包括结构和语义）。就RDF来说，也有多种等效的方法，但虽然等效，处理方式可能大相径庭，不同的处理方法可能带来不同的“计算”能力（对于语义Web 来说，也是一种推理能力），以及对应于不同的数学运算方式。
- 例如RDF三元组表达，其本质上是图像（节点-连线图），但RDFS更适合 于用集合来表达。点线图的计算和集合的运算是非常不同的，这两种方法可以看成是模型表达的不同。相对说来，集合运算在数学上是非常成熟的。
- RDFS 可以看成是领域模型表达成RDF的形式化语言，就是说领域模型中的各类实体关系，都用RDF三元组来表达，写成RDF模式的序列化形式。当然数据实例，也 都是RDF三元组。这一方面降低了RDFS的应用难度（RDF标准在设计时吸取了XMLS的经验），同时却常常使初学者感到迷惑。好在这个迷惑的过程不会 很长。
- 所谓推理，在这里实际上只是比“检索”前进了一步，即不仅能检索出已经明确表达的知识，而且能够根据规则，判断出没有“显式”表 达出来的知识。应 用到RDF模式，就是不仅能对Asserted Triples进行查询，也能够对Inferenced Triples进行查询。这本来就是RDFS设计的初衷，当然没有问题。当然，如果RDFS本身的表达有问题，有矛盾，通过工具应该是能够检验出来 的，XML模式也可以进行Validation的检查，RDFS当然也行。
- 传统的描述数据的“模式”都不是存在于模式中，或者以模式的 编码方式存 在。例如关系数据库的“模式”，通常是附注文本，或单独的文件，面向对象的对象模型的“模式”也不是以对象的方式进行描述，早期XML文本描述的DTD定 义，也不是合法的XML文件。目前很多数据格式的定义模式一般都采用与数据格式相同的方式，例如通用Lisp的元对象以及Java对象模型的API自定义 表达都是采用自身相同的语言定义模式，XML Stylesheet，以及XML模式，也采用XML方式进行定义。
- RDFS引入更多的 “资源”来定义资源和资源之间的关系，定义的这些资源其实只是一个“约定”，本来任何人都可以这样定义，只是W3C作为一个约定，写入了“标准”中去了而 已。
例如rdf:type只能定义实例的类型，例如《红楼梦》是一本小说：
[1] ex:红楼梦 rdf:type ex:小说
其中ex表示定义“红楼梦”和“小说”的命名域。
如果要定义“小说”（类名）是一种“文学作品”（类名）， 就没有相应的rdf资源元素，W3C扩展了一个rdfs:subClassOf，以及rdfs:superClassOf，可以这样定义：
[2] ex:小说 rdfs:subClassOf ex:文学作品
或者：
[3] ex:文学作品 rdfs:superClassOf ex:小说
- 当然，要使计算机理解 rdfs:subClassOf和rdfs:superClassOf之间的关系，还需要进一步用到本体定义语言OWL扩展的一个元 素：owl:inverseOf。实际上OWL也是一套对RDF进行扩展的词表，丰富了RDF的语义表达能力。
继续上面的例子。由[1]和 [2]，就可以推出：
[4] ex:红楼梦 rdf:type ex:文学作品
其中 rdf:type，rdfs:subClassOf两个资源之间的语义关系是RDF标准中定义（预设）好的（包括与rdf:superClassOf，以 及这两个资源元素与owl:inverseOf之间的关系），因此机器才能自动做出上述推论。
这样的推理，类似于编程语言中IF/THEN表达的 语句。
这其实才是RDF推理。
（二）
除了rdfs:subClassOf之外，RDFS还扩展了许多元素，rdfs:subPropertyOf是其中最重要的一个。
类有子类，也有 属性。属性有子属性。
[5]
ex:著 rdfs:subPropretyOf ex:创作
由：
[6] ex:曹雪芹 ex:著 ex:红楼梦
可以得到：
[7] ex:曹雪芹 ex:创作 ex:红楼梦
建模举例：
某图书馆的工作 人员中有职业的图书馆员，外聘的信息技术人员、外包公司的技术人员以及自由职业者，如果要建立他们与图书馆之间的各类用工关系，该如何做？
首先析 出需要描述的关系：合同关系contractsTo，自由职业freeLancesTo，外包公司indirectlyContractsTo，直接聘用 isEmplyedBy，以及笼统的用工关系worksFor。
所有职员与公司之间的这些关系，其实都是“属性”关系，应该用 rdfs.subPrepertyOf建立起联系。
上述五种属性之间的关系，用工关系包括合同用工和直接聘用，合同用工又包括自由职业者合同和外 包公司合同（用词在这里不一定符合中国法律，但语义就是这个意思）。可以作如下表达：
[8]
ex:isEmplyedBy rdfs:subPropertyOf ex:worksFor
ex:contractsTo rdfs:subPropertyOf ex:worksFor
ex:freeLancesTo rdfs:subPropertyOf ex:contractsTo
ex:indirectlyContractsTo rdfs:subPropertyOf ex:contractsTo
这样，如果：
Keven isEmplyedBy TheLibrary
机器可以得到以下推理：
Keven worksFor TheLibrary
如果：
Marcia freeLancesTo TheLibrary
Raizen indirectlyContractsTo TheLibrary
机 器就可以自动做出下面的推理：
Marcia contractsTo TheLibrary
Raizen contractsTo TheLibrary
属性之间的这种关系定义，在面向对象的编程中是没有对应规定的，这一点需要注意。
（三）
RDFS另外有两个重要扩展：rdfs:domain 和rdfs:range，它们也跟“属性（Property）”元素有关：rdfs:domain关乎属性的主语的取值，rdfs:range关乎属性的 宾语（对象）的取值，都是一种约束（限定），或者说提供了对三元组当属性词（谓语）确定之后，用来描述主语和宾语的限定的扩展元素。
举例说明如下：
[9]
如果属性P的值域（domain）为D，x的P属性是y，那么x的类 型一定是D。可以写为：
IF
P rdfs:domain D
and
x P y
THEN
x rdf:type D
[10]
如果属性P的范围（range）为R，x的P属性是y，那么y的类型一定是R。可以写为：
IF
P rdfs:range R
and
x P y
THEN
y rdf:type R
有 了这两个元素，就能够对于取值范围进行约束，从而可以采用规范词表之类的方法进行取值的规范控制。但是RDFS不能描述某一个实例不属于某个类（这在 OWL中得到了扩展），当定义了P的domain和range之后，如果有“x’ P y’”，不论x’或y’取何值，系统都必然地把它们归入预定的domain和range，加入预设的domain和range（例如规范词表或分类法）中 没有x’或y’的实例，就会发生矛盾，需要另外解决。
进一步，结合rdfs:subClassOf，可以有一些更有意思的推理：
如 果某个属性P有值域D，而值域D是D’的子类，则D’也是P的值域。表示如下：
[11]
IF
P rdfs:domain D
and
D rdfs:subClassOf D’
THEN
P rdfs:domain D’
具体举例：网页（D）是网络资源（D’）的子 类，具有URL的HTML页面（P）是网页（属于值域D），那么也一定是网络资源（属于值域D’）。
这里与面向对象的分析和设计似乎相反，类的属 性不是被子类继承，反而被超类获得。这是Web的特性决定的：属性自身就是资源，不专属于特定的类。
属性交集的例子：
[12]
如 果：
属性P ⊆ R ⋂ S
x P y （x的P属性值为y）
则：
x R y （x的R属性值为y）；
x S y （x的S属性值为y）。
（四）
例子：
甲图书馆用 Lib1:borrows表示外借图书，乙图书馆用Lib2:checkedOut来表示，一个Web应用要将他们的外借数据合并，可以采用以下方法等同 这两个属性：
Lib1:borrows rdfs:subPropertyOf Lib2:checkedOut
Lib2:checkedOut rdfs:subPropertyOf Lib1:borrows
然后，让这两个属性共同作为一个属性的子属性：
Lib1:borrows rdfs:subPropertyOf ex:hasPossession
Lib2:checkedOut rdfs:subPropertyOf ex:hasPossession
这样，使用ex:hasPossession就可以获取所有两个图书馆 外借图书的数据了。
这种方法可以用来整合多个不同的元数据方案。例如，用DC元数据元素作为“核心集”时，MARC等不同元数据方案中的 诸如ex:author，ex:editor之类的元素，都可以 subPreportyOf dc:creator，就可以支持DC标准作为统一查询的元数据标准了。
不用作推理的RDFS元素还有如下一 些：rdfs:label（给定一个显示 名），rdfs:seeAlso（交叉参考），rdfs:isDefinedBy（定义主体），rdfs:comment（注释）等等。
总结一下：
RDFS是用来描述RDF的模式语言，主要提供了定义类（class）、类与类之间的关系（subClass）、属性 （property）、属性之间关系（subProperty）的方法，并规定了简单的、基于集合理论的类继承规则，以及属性继承规则。可以看出RDFS 对RDF的上述扩展，也是完全基于RDF的（全都是三元组），这也保证了RDFS可以像RDF一样，具有同样的开放性，任何人都可以用来定义任何RDF模 式。
虽然RDFS引入了值域和范围，用来限定资源类的属性取值，增加了RDFS的复杂性，但RDFS仍然是非常简单的，没有多少内容。也因 为此，它的适用面和能力是非常强大的。当然如果要表达更为丰富的语义和推理关系，还需要从规则表达（如OWL和SKOS）和词表（如SKOS、FOAF、 DC等等）两方面进行扩展。任何元数据方案以及本体模式，都是组成语义网标准规范体系中的成员，都是对语义网的贡献。
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