Лабораторная работа №3. Разработка онтологической модели на языке XML/RDF

Батылов Санжар                                        Группа 62-74-16р ВТиПО

Лабораторная работа №3. Разработка онтологической модели на языке XML/RDF

Цель работы: разработка простейшей онтологической модели с помощью RDF/XML.

Начнем со средств, и сегодня у нас основа основ — RDF.
ResourceDescriptionFramework — это разработанная консорциумом W3C модель для описания ресурсов, в особенности — метаданных о ресурсах.
RDF это язык описания знаний. Это не совсем XML. то есть совсем не XML, просто синтаксис похож. RDF содержит тройки данных «объект — предикат — субъект».

RDF является языком описания метаинформации о ресурсах в WWW, отсюда и аббревиатура – ResourceDescriptionFramework (Архитектура Описания Ресурсов) [W3C, «ResourceDescriptionFramework (RDF) »]. Фактически RDF (или вернее RDF/XML) является специфическим XML-приложением с набором имен тэгов и атрибутов в пространстве имен «http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#», которое позволяет описывать с помощью языка XML размеченные ориентированные графы.

RDF состоит из двух частей: спецификации RDF-модели данных (ориентированные графы) и основанный на XML синтаксис записи этих моделей. Описание модели данных является основной частью спецификации. Преимуществом рассмотрения RDF-модели данных таким способом является ее независимость от конкретного синтаксиса.

Рисунок 3.1 – Пример размеченного ориентированного графа

Листинг 3.1

Запись графа в виде описания ребер в форме троек:

(сотрудник, имя, Иван)

(сотрудник, специальность, токарь)

(Иван, работать, станок1)

(токарь, использует, станок1)

Листинг 3.2

Запись графа в виде RDF-документа

<rdf:RDFxmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-

rdf-syntax-ns#"

xmlns:kms="http://kms.cctpu.edu.ru/ontology#">

<rdf:Description about="kms:сотрудник">

<kms:имя>kms:Иван</kms:имя>

</rdf:Description>

<rdf:Description about=kms:сотрудник>

<kms:специальностьrdf:resource = "kms:токарь" />

</rdf:Description>

<rdf:Description about=kms:Иван>

<kms:работатьrdf:resource = "

http://kms.cctpu.edu.ru/ 

ontology#Станок1" />

<kms:стаж

rdf:datatype="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#integ

er">

12

</ kms:стаж>

</rdf:Description>

<rdf:Description about=kms:Иван>

<kms:работатьrdf:resource = "kms:Станок1">

</rdf:Description>

</rdf:RDF>

Теперь приступим к описанию метаданных.Рассмотрим пример описания метаданных документа, которые показаны на рис. 3.2:

Рисунок 3.2 – Метаданные документа#1

Листинг 3.3

Описание на языке RDF метаданных документа #1

<?xml version="1.0" encoding="windows-1251" ?>

<rdf:RDFxmlns:rdf=http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-

syntax-ns#

xmlns:http://www.w3.org/2001/XMLSchema#

xmlns:kms="http://kms.cctpu.edu.ru/ontology">

<rdf:Descriptionrdf:about="#kms:Документ#1">

<kms:описываетrdf:parseType="Resource">

<rdf:value

rdf:datatype="&xsd;decimal">0.5</rdf:value>

<kms:conceptrdf:resource="kms#сотрудник"/>

</kms:описывает>

</rdf:Description>

<rdf:Descriptionrdf:about="#kms:Документ#1">

<kms:описываетrdf:parseType="Resource">

<rdf:value

rdf:datatype="&xsd;decimal">0.8</rdf:value>

<kms:concept

rdf:resource="kms#подразделение"/>

</kms:описывает>

</rdf:Description>

<rdf:Descriptionrdf:about="#kms:Документ#1">

<kms:содержитrdf:resource = "kms:СидоровИВ"/>

<kms:содержитrdf:resource = "kms:ОтделА"/>

</rdf:Description>

<kms:сотрудникrdf:about="#kms:СидоровИВ">

<kms:работаетrdf:resource = "kms:ОтделА"/>

</rdf:Description>

<kms:подразделениеrdf:about="#kms:ОтделА"/>

</rdf:RDF>

Теперь пример короткой записи RDF:

Листинг 3.4

Документ №1

@prefix : <http: www.example.org> .
:john a :Person .
:john :hasMother :helga .
:john :hasFather :henrich .
:richard :hasSister :jane .

Тот же пример только на XML:

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

<ns:personrdf:about="http://www.example.org/#john">

<ns:hasmotherrdf:resource="http://www.example.org/#helga" />

<ns:hasfather>

<rdf:descriptionrdf:about="http://www.example.org/#henrich">

<ns:hassisterrdf:resource="http://www.example.org/#jane">

</ns:hassister>

</rdf:description>

</ns:hasfather>

</ns:person>

</rdf:rdf>

Малопонятно и плохо читаемо. Согласен, но для компьютера удобнее, так как любой язык программирования может с легкостью разобрать XML-файл и получить данные.

Пояснения:

@prefix - подгружаем пространство имен (тут хранятся условные всякие описания, которые понятны компьютеру)
:john a :Person— некто Джон человек (безусловно)
:john :hasMother :helga— У Джона есть мама и её зовут Хельга.
:john :hasFather :henrich— а отца Джона зовут Генрих
:richard :hasSister :jane — у отца есть сестра — Джейн

Из Документа #1 мы знаем, что у Джона есть отец, Генрих. Вот второй документ (Документ #2):

@prefix : <http:> :</http:>henrich<http:> :hasBrother :han
{ ?a :hasFather ?b . ?b :hasBrother ?c . } => { ?a :hasUncle ?c }
</http:>

Тут написано, что у Генрихаесть брат Хан. А нижняя строчка — этоправило, которое говорит, что если у отца некого человека А есть брат, то он дядя для персоны А. Объединяем Документ #1 и #2, соблюдаем правило, и вуаля: компьютер знает, что у Джона есть дядя Хан!

В итоге:

- RDF используется для описания знаний;

- описывается тройками значений «подлежащие-сказуемое-объект»;

- имеет несколько форм записи: XML и N3;

- Использует для значения литералы или Уникальные Идентификаторы (URI).