??? 摘? 要： 資源描述框架RDF是處理元數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，它提供了Web上應(yīng)用程序間機(jī)器能理解的信息的互操作性能；語義網(wǎng)絡(luò)語言SNetL是語義網(wǎng)絡(luò)的形式化描述語言。本文提出了從RDF知識表示到SNetL語言轉(zhuǎn)換的思想與算法。
??? 關(guān)鍵詞： 資源描述框架? 語義網(wǎng)絡(luò)語言? 知識表示? 轉(zhuǎn)換算法
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1 語義網(wǎng)絡(luò)和SNetL概述
??? 語義網(wǎng)絡(luò)（Semantic Network）作為一種知識表示的工具是由奎林（J.R.Quilian）在1968年的博士論文中提出的。語義網(wǎng)絡(luò)是通過概念及其語義關(guān)系來表達(dá)知識的一種網(wǎng)絡(luò)圖。從圖論的觀點看，它可以看作是三元組集合，是一個“帶標(biāo)識的有向圖”。其中，有向圖的節(jié)點表示各種事物、概念、情況、屬性、動作、狀態(tài)等；弧表示各種語義聯(lián)系，指明它所連接的節(jié)點間的某種語義關(guān)系。節(jié)點和弧都必須帶有標(biāo)識，以便區(qū)分各種不同對象及對象間各種不同的語義聯(lián)系。每個節(jié)點可以帶有若干屬性。另外，節(jié)點還可以是一個語義子網(wǎng)絡(luò)，形成一個多層次的嵌套結(jié)構(gòu)。
??? SNetL(Semantic Network Language)是語義網(wǎng)絡(luò)的形式化描述語言。SNetL的功能主要包括：以三元組的形式構(gòu)造關(guān)系表達(dá)式；用標(biāo)號關(guān)系式實現(xiàn)分塊思想；關(guān)系和節(jié)點一樣處理，以便建立關(guān)系之間的關(guān)系；便于描述自然語言所表達(dá)的語義；具有較強(qiáng)的提問能力和推理解答能力等。
??? SNetL語言的核心是用三元組的形式描述知識，一般表示為：(nodel_1，relation_name，,node_2)。其中node_1和node_2分別表示弧所連接的兩個節(jié)點；relation_name表示網(wǎng)絡(luò)中的弧，用于描述節(jié)點之間的語義。在SNetL中，用標(biāo)號可以對節(jié)點和關(guān)系進(jìn)一步說明，其作用相當(dāng)于自然語言中的定語和狀語。
??? 下面給出經(jīng)過擴(kuò)展的SNetL+ 語言形式化描述的總體語法框架。
??? <語義網(wǎng)絡(luò)程序>∷=snet <程序名>；
??????? ??
??????? ??end_of_snet；
???
???
??? <主關(guān)系式>∷=<無標(biāo)號關(guān)系式>
??? <標(biāo)號關(guān)系式>∷=<標(biāo)號>：<無標(biāo)號關(guān)系式>
??? <無標(biāo)號關(guān)系式>∷=<一般關(guān)系式>|<關(guān)系修飾關(guān)系式>|<量詞關(guān)系式>|<節(jié)點修飾關(guān)系式>|<蘊涵關(guān)系式>|<或關(guān)系式>|<與關(guān)系式>|<否定關(guān)系式>|
2? RDF到SNetL的轉(zhuǎn)換思想與算法描述
??? RDF是處理元數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，它提供了Web上應(yīng)用程序間機(jī)器能理解的信息的互操作性。在語義Web中，本體描述語言很多，如RDF、DAML+OIL和OWL等。在知識推理過程中，一般都將其描述的知識轉(zhuǎn)換為RDF三元組，以便實現(xiàn)信息的互操作。本文介紹RDF與SNetL的轉(zhuǎn)換思想與算法描述。
2.1 RDF關(guān)鍵字與SNetL關(guān)系式的對應(yīng)關(guān)系
?? ?RDF關(guān)鍵字與SNetL關(guān)系式的對應(yīng)關(guān)系如表1所示。
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2.2 帶有標(biāo)號的關(guān)系式轉(zhuǎn)換
??? RDF到SNetL的轉(zhuǎn)換中，主要考慮在轉(zhuǎn)換中帶有標(biāo)號的情況：屬性約束、復(fù)雜類、規(guī)則表示等。
??? (1)屬性約束
??? OWL中屬性約束有六種情況：owl：cardinality、owl：minCardinality、owl：maxCardinality、owl：someValuesFrom、owl：allValuesFrom、owl：hasValue。另外，在OWL知識表示中，有“匿名類”的概念，因此在轉(zhuǎn)換過程中，要進(jìn)行標(biāo)號的處理。
??? 圖1是對“病毒文件是類，它是Software的子類，它的屬性fileSize最大不超過1 024KB”的描述( _：x為匿名類)。
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??? 上述OWL屬性約束的轉(zhuǎn)換過程中，定義了匿名類_：x，它是定義類的超(父)類。在將RDF三元組轉(zhuǎn)換到SNetL的過程中應(yīng)該注意：①約束范圍，也就是匿名類的作用范圍。在OWL到RDF的轉(zhuǎn)換過程中，加入了“ontoKsys：Begin”(開始)和“ontoKsys：End”(結(jié)束)兩個關(guān)鍵字來識別約束的開始與結(jié)束，開始與結(jié)束之間是匿名類或臨時變量的有效范圍。②匿名類可以用SNetL語言中的<變量>來代替。③owl：Restriction、ontoKsys：Begin和ontoKsys：End等指示約束范圍的關(guān)鍵字不需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換。上述描述轉(zhuǎn)換如下：
??? (病毒文件，TYPE，類)；
??? (病毒文件，subclass，Software)；
??? (病毒文件，subclass，x：L1)；&&將匿名類名用SNetL的變量x代替，并加標(biāo)號修飾
??? L1：(x，對于屬性，fileSize：L2)；&&將owl：onProperty轉(zhuǎn)換為“對于屬性”
??? L2：(fileSize，是屬性，x)；
??? (fileSize，最大基數(shù)，y：L3:L4)；
??? L3：(y，be，非負(fù)整數(shù))；
??? L4：(y，number，1024)；
??? owl：cardinality、owl：minCardinality、owl：maxCardinality轉(zhuǎn)換為SNetL的方法是相同的。圖2是對owl：someValuesFrom、owl：allValuesFrom、owl：hasValue到SNetL的轉(zhuǎn)換描述。
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??? (2)復(fù)雜類
??? OWL中復(fù)雜類包括：owl：oneOf(枚舉)、owl：intersectionOf(交集)、owl：unionOf(并集)、owl：complementOf（補(bǔ)集）、owl：disjointWith(不相交集)、owl：equivalentClass(等價類)。由于在復(fù)雜類的轉(zhuǎn)換中涉及到RDF：List及參照對象，因此需要加入標(biāo)號進(jìn)行修飾。
??? 圖3描述了“圖形圖像處理”軟件是“圖形處理軟件”和“圖像處理軟件”的并集。
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??? 其他的復(fù)雜類與owl：unionOf有相似之處，因篇幅有限，這里就不作介紹。
??? (3)IF-THEN規(guī)則表示
??? 在OWL擴(kuò)展中，規(guī)則表示涉及到蘊涵關(guān)系式、與關(guān)系式、或關(guān)系式和非關(guān)系式等，在轉(zhuǎn)換過程中也要考慮標(biāo)號的轉(zhuǎn)換問題。
??? 如果要描述：“如果A是B的子類，B是C的子類，則A是C的子類”，則RDF三元組可表示為：
??? (子類傳遞性，TYPE，IF-THEN規(guī)則)
??? (子類傳遞性，規(guī)則名稱，subClass Transitive Relation)
??? 轉(zhuǎn)換如下：
??? (L1，imply，L2)?? &&L1表示規(guī)則的前件，L2表示規(guī)則的后件
??? L1：(L3，and，L4)? &&owlplus:AND映射為SNetL的and，表示L3和L4成立，則L1成立
??? L3：(A，subclass，B) &&owlplus:predication的謂詞sub ClassOf轉(zhuǎn)換為SNetL的subclass
??? L4：(B，subclass，C)
??? L2：(A，subclass，C)? &&A、B、C是概念集的元素，在轉(zhuǎn)換過程中要作初始化
2.3 RDF到SNetL的主要關(guān)鍵字轉(zhuǎn)換表
??? RDF到SNetL的主要關(guān)鍵字轉(zhuǎn)換表如表2所示。
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2.4 RDF到SNetL轉(zhuǎn)換算法的描述
??? 算法TORTS(Transfer of RDF to SNetL RDF到SNetL的轉(zhuǎn)換算法)：
??? 功能描述：算法將RDF三元組表示的知識庫轉(zhuǎn)換為SNetL表示。
??? 輸入：RDF三元組表示的知識庫(rdf_knowledge_triple)。
??? 輸出：SNetL表示的知識庫。
??? 算法簡單描述：
??? TORTS1[初始化]對RDF表示的知識進(jìn)行一致性檢查；基于本體，建立RDF到SNetL的關(guān)鍵字轉(zhuǎn)換表；p1←rdf_knowledge_triple
??? TORTS2[p1等于NULL?] 若p1等于NULL，則算法結(jié)束；
??? TORTS3[分類轉(zhuǎn)換處理]判斷是否可以直接進(jìn)行三元組轉(zhuǎn)換或者要進(jìn)行標(biāo)號處理。如果是，屬性約束、規(guī)則表示、復(fù)雜類等轉(zhuǎn)到TORTS4；否則，轉(zhuǎn)到TORTS5
??? TORTS4[帶有標(biāo)號的關(guān)系式處理]讀入RDF到SNetL的關(guān)鍵字轉(zhuǎn)換表；
??? 下面對在屬性約束、規(guī)則表示、復(fù)雜類等的表示范圍內(nèi)調(diào)用相應(yīng)的轉(zhuǎn)換規(guī)則進(jìn)行處理。
??? (1)屬性約束：約束開始即進(jìn)行標(biāo)號處理，并分類，對owl：cardinality、owl：minCardinality、owl：maxCardinality、owl：someValuesFrom、owl：allValuesFrom、owl：hasValues進(jìn)行處理。
??? (2)復(fù)雜類：復(fù)雜類定義開始進(jìn)行標(biāo)號處理，主要考慮RDF列表類(RDF：LIST)的轉(zhuǎn)換，并分類，對owl：oneOf（枚舉）、owl：intersectionOf（交集）、owl：unionOf（并集）、owl：complementOf（補(bǔ)集）、owl：disjointWith（不相交集）、owl：equivalentClass（等價類）進(jìn)行處理。
??? (3)規(guī)則表示：規(guī)則的前提定義owlplus：Rule-Premise開始時進(jìn)行標(biāo)號處理，(前提 結(jié)論)轉(zhuǎn)換到SNetL表示為：(L1，imply，L2)，L1表示規(guī)則的前提，L2表示規(guī)則的結(jié)論；搜索RDF的謂詞到SNetL的轉(zhuǎn)換；對規(guī)則中的與、或、非關(guān)系式進(jìn)行處理。
??? (4)其他標(biāo)號的處理
??? TORTS5[直接轉(zhuǎn)換處理]讀入RDF到SNetL的關(guān)鍵字轉(zhuǎn)換表；
??? 搜索在RDF的主體、謂詞、對象中是否與SNetL有對應(yīng)的轉(zhuǎn)換關(guān)系，并將RDF的<主體，謂詞，對象>直接轉(zhuǎn)換為<事實節(jié)點,關(guān)系,事實節(jié)點>。
??? TORTS6[知識指針移動]p1←next(p1)轉(zhuǎn)到TORTS2。
3? 結(jié)束語
??? 本文提出了RDF到SNetL知識表示的轉(zhuǎn)換思想與算法。基于語義網(wǎng)絡(luò)的SNetL表示的知識在推理技術(shù)上已逐漸成熟，因此，可以借助于SNetL的技術(shù)進(jìn)行語義Web的知識推理。另外，語義Web與語義網(wǎng)絡(luò)的關(guān)聯(lián)研究也將促進(jìn)這兩個領(lǐng)域的共同發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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3?? 徐天任，夏幼明，甘健侯.用語義網(wǎng)絡(luò)語言描述知識的表示.云南師范大學(xué)學(xué)報，2003；(5)
4?? W3C Recommendation.Resource Description Framework(RDF)：Concepts and Abstract Syntax.http：//www.w3.org/TR/2004/REC-rdf-concepts-20040210/.2004，2
5?? W3C Recommendation.RDF/XML Syntax Specification(Revised).http：//www.w3.org/TR/2004/REC-rdf-syntax-gram-mar-20040210/.2004，2
6?? W3C Recommendation.OWL Web Ontology Language Semantics and Abstract Syntax.http：//www.w3.org/TR/2004/REC-owl-semantics-20040210/.2004，2
7?? W3C Recommendation.OWL Web Ontology Language?Guide.http：//www.w3.org/TR/2004/REC-owl-guide-20040210/.2004，2