分享:輕松維護(hù)RDF元數(shù)據(jù)模型(圖)

2019-11-18 12:26:07

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供稿：網(wǎng)友

　　摘要
　　
　　資源描述框架（Resource Description Framework RDF）是一種以xml格式描述元數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)格式。Jena是一種用于將關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)或是文本文件中所表示的數(shù)據(jù)建立為元數(shù)據(jù)模型的框架方法。PRotégé 用用來(lái)創(chuàng)建RDF元數(shù)據(jù)文檔的編輯工具。建立這種數(shù)據(jù)庫(kù)和文件的元數(shù)據(jù)模型需要由用戶自己定義腳本。本文介紹介紹了SemantiRDFUtils這種腳本，它擁有多個(gè)功能塊可以用于維護(hù)Jena RDF 元數(shù)據(jù)模型.(2200詞，2005-7-4) By Venkata N.VAsam
　　
　　與XML成為不同軟件廠商之間數(shù)據(jù)交互的標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程相似，資源描述框架（RDF）也沿著這條道路前進(jìn)，希望能夠成為描述與交互元數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)。XML 使用文件類型定義（DTD）和XML格式定義（XSD）來(lái)描述數(shù)據(jù)。RDF使用XML語(yǔ)法和RDF Schema（RFDS）來(lái)將元數(shù)據(jù)描述成為數(shù)據(jù)模型。
　　
　　本文介紹了一種使用Jena RDF API 編寫的用戶自定義工具，使用這種工具來(lái)治理存儲(chǔ)在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)或是文本文件的數(shù)據(jù)模型。這種工具是由HP實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的，Jena框架是一個(gè)RDF，RDFS以及OWL（Web Ontology Language）的開(kāi)源實(shí)現(xiàn)，它包含著一個(gè)基于規(guī)則的推論引擎。它提供了建立和操縱RDF模型的java API。本文介紹的SemanticRDFUtils.bat是一種使用Jena開(kāi)發(fā)的腳本。使用這種腳本，我們可以維護(hù)存儲(chǔ)在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)和文本文件中的元數(shù)據(jù)模型。本文還介紹了怎樣使用Protégé來(lái)將建RDF的語(yǔ)意描述文件（.rdfs）和數(shù)據(jù)文件(.rdf)。
　　
　　軟件安裝
　　
　　在使用SemanticRDFUtils.bat之前必須先安裝以下的軟件。關(guān)于以下工具的鏈接請(qǐng)參看文中所附的資源。
　　J2SE 1.3 或更高的版本
　　Jena 2.0
　　Oracle 9.2.0.1.0
　　Apache Ant 1.5.4 或更新的版本
　　Protégé 2.1
　　
　　RDF和RDFS 文件簡(jiǎn)要介紹
　　
　　下面的XML格式的RDF和RDFS文件用于顯示一個(gè)字母順序的交叉引用模型。它們是使用Protégé 2.1 的圖形界面工具創(chuàng)建的。當(dāng)執(zhí)行腳本和RDF查詢工具的時(shí)候我們可以動(dòng)態(tài)的引入RDF文件。RDFS文件則在我們使用Protégé 給RDF文件中加入更多數(shù)據(jù)時(shí)使用。
　　
　　列表1. RDFTest1.rdf
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　　列表 2. RDFTest1.rdfs
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　　Jena和Protégé概述
　　
　　本節(jié)在宏觀層面上介紹Jena和Protégé。用戶可以在附加資源中得到關(guān)于這兩個(gè)產(chǎn)品更多的信息。本文的目的是使您對(duì)Jena和Protégé有一個(gè)比較清楚的理解。
　　
　　Jena RDF 和RDQL
　　
　　RDF數(shù)據(jù)模型是一個(gè)聲明（statement）的集合，每一個(gè)聲明都包括三個(gè)部分：資源，屬性和值。資源（resource）可以是任何使用URI標(biāo)示的內(nèi)容，它可以包含其它屬性。每一個(gè)屬性有一個(gè)值。
　　
　　Jena可以將RDF模型保存在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)或是文件當(dāng)中。RDQL是用來(lái)查詢RDF模型的語(yǔ)言。RDF提供一種節(jié)點(diǎn)可以為資源或是文本的有向圖（有向圖的概念請(qǐng)參看《離散數(shù)學(xué)》）。RDQL則提供一種方式，由用戶定義一種圖模式，使用這種模式對(duì)目標(biāo)圖集合進(jìn)行匹配，獲得所有符合定義模式的結(jié)果。圖1 使用RDF圖來(lái)表示列表1和列表2中文件
　　　分享:輕松維護(hù)RDF元數(shù)據(jù)模型(圖)（圖三）

　　圖1:范例RDF文件的RDF 圖表示
　　
　　上圖中，橢圓代表資源，長(zhǎng)方形代表描述。資源通過(guò)箭頭連接到其它的資源或是描述值（一個(gè)對(duì)象或是一個(gè)值）上，這樣一組關(guān)系形成一個(gè)三元組，成為一個(gè)聲明（statement）。
　　
　　下面給我一個(gè)RDQL查詢的例子。三元組(?x "97")是一個(gè)聲明。X是一個(gè)綁定的變量用來(lái)代表一個(gè)資源；http://www.vvasam.com/Maana#value是一個(gè)叫做“value”的屬性；97是這個(gè)屬性的值。
　　
　　SELECT ?x WHERE (?x "97")
　　
　　Jena的toolkit提供了一個(gè)在命令行方式執(zhí)行的Java類（jjena.rdfquery）來(lái)進(jìn)行RDQL查詢。下面的例子演示了假如使用這個(gè)命令進(jìn)行查詢并將查詢結(jié)果存入test1.rdql當(dāng)中。
　　java jena.rdfquery --data RDFTest1.rdf --query test1.rdql
　　x
　　================================================
　　http://www.vvasam.com/Maana#RDFTest_Instance_8
　　
　　注重:通過(guò)文后的資源鏈接來(lái)獲得關(guān)于RDF和RDQL更多的信息。
　　
　　RDF 中使用Protégé
　　
　　Protégé 是一個(gè)用來(lái)建立和編輯ontologies和知識(shí)庫(kù)的GUI工具。Protégé可以在RDF格式下創(chuàng)建和保存數(shù)據(jù)。在使用Protégé建立RDF模型時(shí)，需要在新建一個(gè)工程的時(shí)候選取RDF Schema，如圖2所示。
　　　分享:輕松維護(hù)RDF元數(shù)據(jù)模型(圖)（圖四）

　　圖2. RDF Schema工程
　　
　　在Protégé's工程菜單選擇新建工程時(shí)，選擇格式（Select Format）對(duì)話框會(huì)彈出。點(diǎn)擊OK按鈕，圖3的窗口會(huì)出現(xiàn)。
　　　分享:輕松維護(hù)RDF元數(shù)據(jù)模型(圖)（圖五）

　　圖3. 缺省Protégé工程視圖
　　
　　正如您在圖3中所看到的那樣，Protégé有一些標(biāo)簽。本文主要介紹其中的Classes，Instances和Algernon標(biāo)簽。
　　
　　圖4顯示了Protégé的保存對(duì)話框。在其中用戶可以填入工程，類文件，實(shí)例文件，和命名空間的名字。如圖4所示，類文件名中包括RDF Schema的信息，實(shí)例文件名中包括RDF的數(shù)據(jù)。命名空間中以唯一URI的方式標(biāo)示出RDF模型。
　　　分享:輕松維護(hù)RDF元數(shù)據(jù)模型(圖)（圖六）

　　圖4: Protégé's保存對(duì)話框
　　
　　圖5和圖6顯示的是Protégé's類標(biāo)簽和實(shí)例標(biāo)簽，分別表示了列表1和列表2中的.rdf和.rdfs文件。這些文件使用Protégé's schema 格式創(chuàng)建。
　　　分享:輕松維護(hù)RDF元數(shù)據(jù)模型(圖)（圖七）

　　圖5: Protégé的類標(biāo)簽
　　　分享:輕松維護(hù)RDF元數(shù)據(jù)模型(圖)（圖八）

　　圖6: Protégé的實(shí)例標(biāo)簽
　　
　　Protégé中的Algeronon 查詢
　　
　　Protégé's的Algernon query標(biāo)簽為進(jìn)行Algernon查訊提供了一個(gè)圖形界面，用戶可以在這個(gè)UI當(dāng)中進(jìn)行查詢，并查看結(jié)果。Algernon是一種基于三元組的查詢語(yǔ)言，如圖7所示Algernon將資源以遍歷（traversal）路徑的方式返回給用戶。缺省的Algernon并不會(huì)如下圖那樣顯示。要看到這個(gè)標(biāo)簽，用戶必須從工程菜單的設(shè)置子菜單中選擇。
　　　分享:輕松維護(hù)RDF元數(shù)據(jù)模型(圖)（圖九）

　　圖7. Algernon 標(biāo)簽
　　
　　Jena和Protégé之間的命名（terminology）映射
　　
　　由于Jena和Protégé是兩個(gè)不同的開(kāi)源技術(shù)，所以他們的RDF 命名（terminology）存在差別。下表中列出了這些命名規(guī)則，用戶可以更具這些命名規(guī)則來(lái)創(chuàng)建和處理RDF文件。
　　
　　表1. Jena 和 Protégé 命名比較
　　　分享:輕松維護(hù)RDF元數(shù)據(jù)模型(圖)（圖十）

　　Jena 的語(yǔ)義RDF工具
　　
　　一節(jié)講解了一些用于維護(hù)Jena數(shù)據(jù)庫(kù)和文件模型的有用的工具/腳本。這些腳本文件包含在SemanticRDFUtils-scripts-files.zip文件當(dāng)中，您可以在資源當(dāng)中找到。下面的列表中描述了這些腳本文件可以執(zhí)行的任務(wù)。當(dāng)用戶以沒(méi)有任務(wù)ID號(hào)作為參數(shù)的命令行方式執(zhí)行SemanticRDFUtils批處理文件時(shí)，下面的內(nèi)容將會(huì)出現(xiàn)在你的控制臺(tái)當(dāng)中
　　　分享:輕松維護(hù)RDF元數(shù)據(jù)模型(圖)（圖十）

　　以上各任務(wù)ID的意思分別為：
　　
　　1:建立并初始化一個(gè)Jena系統(tǒng)表，系統(tǒng)模型名為JenaRDFSystem
　　2:建立數(shù)據(jù)庫(kù)模型
　　3:刪除一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)模型
　　4:列出所給出模型當(dāng)中的內(nèi)容
　　5:將RDF/XML文件導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)
　　6:列出存在數(shù)據(jù)庫(kù)模型的名字
　　7:將數(shù)據(jù)庫(kù)模型導(dǎo)出到RDF/XML文件中
　　8:刪除一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)模型當(dāng)中的所有內(nèi)容
　　9: 為不同RDF/XML文件模型建立一個(gè)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:得到給定模型的大小
　　13:將RDF查詢結(jié)果保存在RDF/XML文件當(dāng)中
　　14:從RDF查詢結(jié)果模型當(dāng)中刪除資源
　　
　　SemanticRDFUtils腳本使用SemanticRDFUtils.properties文件儲(chǔ)存配置信息。下表給出了配置信息中的所有屬性：
　　
　　表 2. 屬性設(shè)置
　　分享:輕松維護(hù)RDF元數(shù)據(jù)模型(圖)（圖十二）

　　任務(wù)
　　
　　第一個(gè)任務(wù)是在數(shù)據(jù)庫(kù)中建立一個(gè)Jena 系統(tǒng)表并要求下列屬性的正確值：
　　
　　rdf_sytem_model_name
　　db_user
　　db_passWord
　　isRDFInDB
　　url
　　
　　第二個(gè)任務(wù)是在數(shù)據(jù)庫(kù)建立一個(gè)新的RDF模型并要求下列屬性的正確值：
　　
　　rdf_sytem_model_name
　　db_user
　　db_password
　　isRDFInDB
　　url
　　modelName (假如這個(gè)屬性為空，那么腳本會(huì)提示用戶從鍵盤輸入值)
　　
　　第三個(gè)任務(wù)是從數(shù)據(jù)庫(kù)中刪除RDF模型并要求以下屬性的正確值：
　　
　　rdf_sytem_model_name
　　db_user
　　db_password
　　isRDFInDB
　　url
　　modelName (假如這個(gè)屬性為空，那么腳本會(huì)提示用戶從鍵盤輸入值)

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