浅谈知识表示之语义网络、RDF和OWL

语义网络
- 提出者
  - M. Ross Quillian 和 Robert F. Simmons 1968
  - Principles of Semantic Networks: Exploration in the Representation of Knowledge, Morgan Kaufmann Publishers, INC. San Mateo, California, 1991.
- 定义
  - 一种用图（有向图、无向图）来表示知识的结构化方式
  - 解释
    - 语义网可以看成是基于图来表示与存储知识的数据结构。其用相互连接的节点和边来表示知识。节点表示对象、概念，边表示节点之间的关系。
- 优点
  - 使用语义网络很方便地将自然语言的句子用图来表达和存储，从而带来以下优势：
    - 容易理解和展示。
    - 相关概念容易聚类
    - 例如将： John gave a book to Mary 使用语义网络来表示
- 讨论
  - 对于自然语言来说，使用什么样的表示方式是合理的？主要看一个表示方法是否足够表示人类的知识，还要看这个方法是否支持足够高效的推理。
- 缺点
  - 节点和边的值没有标准，完全是由用户自己定义。
  - 多源数据融合比较困难，因为没有标准。
  - 无法区分概念节点和对象节点。
  - 无法对节点和边的标签(label，我理解是schema层)进行定义。
- 问题
  - 由于上述缺陷的存在，使其较难应用于实践，RDF(Resource Description Framework)由此被提出
RDF(Resource Description Framework)
- 定义
  - 资源描述框架，其本质是一个数据模型（Data Model）。它提供了一个统一的标准来描述实体/资源。（语义网络没有）
- 解释
  - RDF由节点和边组成，节点表示实体/资源、属性，边则表示了实体和实体之间的关系以及实体和属性的关系。
- 表示形式
  - SPO三元组，或称为语句
- 序列化方式：存储和传输RDF数据集的方式
  - RDF/XML
    - 就是用XML的格式来表示RDF数据，但其格式太冗长，也不便于阅读
  - N-Triples
    - 用多个三元组来表示RDF数据集，是最直观的表示方法。每一行表示一个三元组，方便机器解析和处理。
    - 表示示例
      - http://www.kg.com/person/1 http://www.kg.com/ontology/chineseName “罗纳尔多·路易斯·纳萨里奥·德·利马”^^string
      - http://www.kg.com/place/10086 http://www.kg.com/ontology/address “里约热内卢”^^string.
  - Turtle
    - 比RDF/XML紧凑，且可读性比N-Triples好。（在表示之前加前缀，从而对RDF的IRI进行缩写）
    - 表示示例
      - 初级
        
        @prefix person: http://www.kg.com/person/ .
        
        @prefix place: http://www.kg.com/place/ .
        
        @prefix : http://www.kg.com/ontology/
        
        person:1 :chineseName “罗纳尔多·路易斯·纳萨里奥·德·利马”^^string.
        
        place:10086 :coordinate “-22.908333, -43.196389”^^string.
      - 进一步的，同一个实体拥有多个属性（数据属性）或关系（对象属性），我们可以只用一个subject来表示，使其更紧凑。
  - RDFa（The Resource Description Framework in Attributes）
    - 是HTML5的一个扩展，在不改变任何显示效果的情况下，让网站构建者能够在页面中标记实体
    - 展示工具
  - JSON-LD(JSON for Linking Data)
    - 用键值对的方式来存储RDF数据。
    - 展示工具
- 意义
  - RDF采用统一的标准来描述资源/实体，所以它解决了语义网络的第一个和第二个缺点，在节点和边的取值上做了约束，为多源数据的融合提供了便利
- 缺点
  - 无法区分类和对象，也无法定义和描述类的关系/属性，即RDF是对具体事物的描述，缺乏抽象能力，无法对同一个类别的事物进行定义和描述。
RDFS(Resource Description Framework Schema)
- 背景
  - 由于RDF缺乏对具体事物的抽象能力，即无法区分类和对象，无法定义概念属性，进一步提出了RDFS和OWL表示方式
- 定义
  - 模式语言
  - 它在概念、抽象层面对RDF数据进行定义
- RDFS本质上是RDF词汇的一个扩展，后来人们发现RDFS的表达能力还是相当有限，因此提出了OWL。我们也可以把OWL当做是RDFS的一个扩展，其添加了额外的预定义词汇。
OWL
- 本体语言
- 和RDFS相比，OWL增加了描述属性特征的词汇
  - owl:TransitiveProperty. 表示该属性具有传递性质。例如，我们定义“位于”是具有传递性的属性，若A位于B，B位于C，那么A肯定位于C。
  - owl:SymmetricProperty. 表示该属性具有对称性。例如，我们定义“认识”是具有对称性的属性，若A认识B，那么B肯定认识A。
  - owl:FunctionalProperty. 表示该属性取值的唯一性。例如，我们定义“母亲”是具有唯一性的属性，若A的母亲是B，在其他地方我们得知A的母亲是C，那么B和C指的是同一个人。
  - owl:inverseOf. 定义某个属性的反向关系。例如，定义“父母”的相反关系是“子女”，若A是B的父母，那么B肯定是A的子女。
- 表示示例
- 优势
  - 提供快速、灵活的数据建模能力。
  - 高效的自动推理。
  - 知识图谱的推理主要分为两类：基于本体的推理和基于规则的推理。
语义网（Semantic Web）
- 提出者
  - 万维网之父Tim Berners Lee
- 定义
  - 相对于语义网络，语义网倾向于描述万维网中资源、数据之间的关系。它是为了使得网络上的数据变得机器可读而提出的一个通用框架。
链接数据
- 链接数据起初是用于定义如何利用语义网技术在网上发布数据，其强调在不同的数据集间创建链接。从某种角度说，知识图谱是对链接数据这个概念的进一步包装。
知识图谱
- 知识图谱是由本体（Ontology）作为Schema层，和RDF数据模型兼容的结构化数据集。
- 本体
  - 本体是共享概念模型的明确的形式化规范说明。这个定义体现了本体的四层含义：概念模型、明确、形式化、共享。
    - 概念模型：通过抽象出客观世界中一些现象的相关概念而得到的模型。
    - 明确：所使用地概念及使用这些概念的约束都有明确的定义。
    - 形式化：本体可通过各种形式化语言对其进行描述，最终是计算机可读、可操作的。
    - 共享：本体中体现的是公认的知识，反映的是相关领域中公认的概念集。本体的目标是通过确定该领域内共同认可的词汇，达到对该领域知识的共同理解。
- 同链接数据的区别
  - 链接数据更强调不同RDF数据集（知识图谱）的相互链接。
    - 知识图谱不一定要链接到外部的知识图谱（和企业内部数据通常也不会公开一个道理），更强调有一个本体层来定义实体的类型和实体之间的关系。另外，知识图谱数据质量要求比较高且容易访问，能够提供面向终端用户的信息服务（查询、问答等等）。
参考：
- 知识图谱—语义网络、语义网、链接数据、知识图谱
- 知识图谱—RDF、RDFS、OWL
- 知识图谱之语义网络篇

浅谈知识表示之语义网络、RDF和OWL相关推荐

语义网知识表示方法：RDF，RDFS与OWL
RDF,RDFS与OWL都是基于语义网的知识表示框架,还有一种知识表示框架称为分布式表示,即把知识表示为低维稠密向量,例如TransE模型对于初学者来讲,这个概念很容易和语义网(Semantic W ...
浅谈语音助手的对话管理与策略制定
本篇文章首先梳理了对话系统中的对话管理的原理,包括中控系统的分发.各类bot处理Query的逻辑.候选回复融合和排序的功能,其中也包含了垂直领域知识图谱的构建.最后从PM角度思考,为了提升bot的表现 ...
浅谈语意网Semantic Web词网与知识本体
http://www.bipaq.com/news/newsDetail.asp?id=942 语意网,词网与知识本体: 浅谈未来网路上的知识运筹中央研究院语言学研究所研究员黄居仁 [摘要]:本文 ...
语义Web简单综述（XML、RDF、OWL、知识库、知识图谱）
摘要随着Web技术的发展,传统万维网正向着语义Web发展.语义Web试图让Web上的信息具有语义,能够被机器理解,使得Web上信息的获取更加智能快捷.本文在全面阐述语义Web基本概念和体系结构的基 ...
Java开发的B/S程序生成并向客户端发送excel文件：浅谈MIME
Java开发的B/S程序生成并向客户端发送excel文件:浅谈MIME 1.定义 MIME(Multipurpose Internet Mail Extensions)多用途互联网邮件扩展类型.是设定 ...
浅谈知识图谱---neo4j
浅谈知识图谱---neo4j 前言什么是知识图谱? 什么是neo4j? neo4j安装代码 github 需求分析具体步骤数据xls 最终效果前言想研究行人重识别了,发现知识图谱的概念在行 ...
浅谈C# 多态的魅力（虚方法，抽象，接口实现） ----转
浅谈C# 多态的魅力(虚方法,抽象,接口实现) 2013-06-15 0 个评论作者:做一个别人眼中的好人收藏我要投稿前言:我们都知道面向对象的三大特性:封装,继承 ...
浅谈MySQL存储引擎-InnoDBMyISAM
浅谈MySQL存储引擎-InnoDB&MyISAM 存储引擎在MySQL的逻辑架构中位于第三层,负责MySQL中的数据的存储和提取.MySQL存储引擎有很多,不同的存储引擎保存数据和索引的方式 ...
【大话设计模式】——浅谈设计模式基础
初学设计模式给我最大的感受是:人类真是伟大啊!单单是设计模式的基础课程就让我感受到了强烈的生活气息. 个人感觉<大话设计模式>这本书写的真好.让貌似非常晦涩难懂的设计模式变的生活化.趣味化 ...

浅谈知识表示之语义网络、RDF和OWL

浅谈知识表示之语义网络、RDF和OWL相关推荐

最新文章

热门文章