Protege構(gòu)建本體筆記

1、6/6Potg構(gòu)建本體3種W語言O(shè)L可以分為三種子語言：OW-Lit，OWL-L,WLull。子語言的特征是由它的描述能力來分類的。其中，OWLLite描述能力最弱，OWFul描述能力最強(qiáng)，WL-DL的能力屬于中間，同時(shí)，OL-Ful可以視為是OW-的一個(gè)擴(kuò)展。OWL在語法上，OWL-ite是最簡(jiǎn)單的語言。一般用于只有一個(gè)簡(jiǎn)單的類層次和定義的約束比較簡(jiǎn)單的情況。比如，根據(jù)一個(gè)現(xiàn)有的百科全書建立的本體。OL-DOWLDL是建立在描述邏輯基礎(chǔ)上的的,描述能力比WL-Lte強(qiáng)得多。描述邏輯是第一順序邏輯的決定性部分，可以進(jìn)行自動(dòng)推理.因此，可以自動(dòng)的計(jì)算分類層次,并且檢查本體的一致性.OLFllOW

2、L-Fll的表達(dá)能力是最強(qiáng)的。OWLull可以適用于需要很強(qiáng)的表達(dá)能力的情況。OWL本體的組成OWL本體由個(gè)體、關(guān)聯(lián)和類組成，三者分別和實(shí)例（Inancs)、擴(kuò)展連接點(diǎn)（Slot）、類（Caes）相通信。個(gè)體(Individuas)個(gè)體就是在領(lǐng)域中,我們所感興趣的物體。Pot和OW之間有一個(gè)顯著的區(qū)別，就是OWL沒有獨(dú)立名字假定（Unqueae Assuptin， UNA）。這意味著兩個(gè)不同的名字可以指向同一個(gè)個(gè)體。個(gè)體就是我們常說的實(shí)例，個(gè)體可以被理解為“類的實(shí)例”。關(guān)聯(lián)（Popeties）關(guān)聯(lián)指的是兩個(gè)個(gè)體之間的二元關(guān)系，比如，一個(gè)關(guān)聯(lián)可以把兩個(gè)個(gè)體連接在一起。例：關(guān)聯(lián)haSibing,因

3、為Mhew和emma是兩兄弟，就可以通過asiig這個(gè)關(guān)系把a(bǔ)ttw和Gemma連在了一起,關(guān)聯(lián)也可以只有一個(gè)參數(shù)，如使某種功能化的關(guān)聯(lián),如triive（傳遞）或symerc（對(duì)稱）。在Protg中，關(guān)聯(lián)基本和擴(kuò)展連接點(diǎn)（ot)的意思是一致的。在描述邏輯中,擴(kuò)展連接點(diǎn)是一個(gè)角色，在M中是關(guān)系，也可以是指向其他物體的概念。在GRIL（另一種本體語言)和其他的形式化語言中，也被稱作屬性。類（lases）OWL類是一組包含了個(gè)體的集合。它是通過使用形式化的數(shù)學(xué)語言,精確描述類成員的特性。比如，類Cat包括了特定領(lǐng)域中所有包括“貓”的類。類由超類（suerclass）和子類（subclass）的層次結(jié)

4、構(gòu)分類構(gòu)成,也被稱作taxo。子類是超類的細(xì)化，子類可以繼承超類的性質(zhì)，也就是說，超類的條件是形成子類的必要條件。同時(shí)超類子類關(guān)系式OLDL的關(guān)鍵特性之一，這可以為推理機(jī)自動(dòng)調(diào)用.同時(shí)，概念（cncept）一詞也類中也時(shí)有出現(xiàn),類是表述概念的基礎(chǔ).建立一個(gè)OWL類,就是建立一個(gè)說明類的環(huán)境的描述，這個(gè)環(huán)境首先必須滿足描述此類的一個(gè)個(gè)體成員的要求.OWL本體的構(gòu)建建立類一個(gè)類層次（clsshierach）也被稱之為一個(gè)分類法（txonom）。不相交類（dijo class)不相交類的定義是,一個(gè)個(gè)體（或事物)不可能成為多個(gè)（）類的實(shí)例。子類（subclass）建立關(guān)聯(lián)(propris）關(guān)聯(lián)的作用

5、是表示兩個(gè)個(gè)體之間的關(guān)系。關(guān)聯(lián)主要分為兩種：事物關(guān)聯(lián)(objct pertie）和數(shù)據(jù)類型關(guān)聯(lián)(tatye poertes）。事物關(guān)聯(lián)連接兩個(gè)個(gè)體.數(shù)據(jù)類型關(guān)聯(lián)連接一個(gè)個(gè)體和一個(gè)XML Scem 數(shù)據(jù)類型值（XML Schea Dtatpe le）或RDF描述（RDter)。WL也有第三種關(guān)聯(lián),稱為注釋關(guān)聯(lián)(Annotation proprties）,注釋關(guān)聯(lián)可以向類、個(gè)體或者事物/數(shù)據(jù)類型關(guān)聯(lián)里添加信息（元數(shù)據(jù))逆關(guān)聯(lián)（Invse Poperi）每個(gè)事物關(guān)聯(lián)都可能有一個(gè)逆關(guān)聯(lián)。如果一個(gè)關(guān)聯(lián)連接個(gè)體a和b,那么它的逆關(guān)聯(lián)就將連接b和a。比如關(guān)聯(lián)hasChi就是關(guān)聯(lián)aParent的逆關(guān)聯(lián)OWL關(guān)

6、聯(lián)的特征（W opey Chaateristc）功能性關(guān)聯(lián)（Fnctionl Prperties）具有某種特定功能的關(guān)聯(lián)。最常見的是,通過一個(gè)關(guān)聯(lián)，將兩個(gè)個(gè)體連接在一起.反向功能關(guān)聯(lián)(Invers Futina Proere）傳遞關(guān)聯(lián)（Tasiive Proptie）若一個(gè)關(guān)聯(lián)是傳遞的,那么如果關(guān)聯(lián)關(guān)聯(lián)了a和b，且P也關(guān)聯(lián)了b和c,那么，可以推知,P也可以關(guān)聯(lián)a和c.對(duì)稱關(guān)聯(lián)(Symmetric oeties）若關(guān)聯(lián)P是對(duì)稱的，P關(guān)聯(lián)了個(gè)體a和b，那么P同樣可以關(guān)聯(lián)a和b。關(guān)聯(lián)的定義域和值域關(guān)聯(lián)把個(gè)體從定義域連接到值域。例子在關(guān)聯(lián)P中，把個(gè)體從定義域a連接到值域.那么在它的反向關(guān)聯(lián)P中，定義域

7、就是b,值域是a，就是把個(gè)體從定義域b連接到值域a。描述和定義類關(guān)聯(lián)約束OWL關(guān)聯(lián)的作用是定義約束，約束的作用是限制歸屬類的個(gè)體，OWL中的約束主要有三種:計(jì)量約束（Quatfe Restrtios)基數(shù)約束(Crdinity esictons）賦值約束（hVau Retrictos）首先我們來看計(jì)量約束：存在約束（etntial esrictios ）任意約束(niversal retrcions)例如，約束 hasTppng MozarllToppng表示存在一個(gè)個(gè)體中類或者集合,其中至少有一個(gè)個(gè)體含有MzarlTopi。事實(shí)上,約束所描述的是一個(gè)佚名的類，這個(gè)類包含的個(gè)體滿足這個(gè)約束.當(dāng)

8、約束描述一個(gè)類的時(shí)候，它事實(shí)上也描述了(限定)這個(gè)類的超類，比如，argeiPzza是一個(gè)事物的子類，那么Piza也至少含有一個(gè)滿足Mozzarellpping的子類。存在約束在OWL本體中，存在約束是最常用的約束。存在約束定義了，存在一個(gè)特定類的個(gè)體，滿足一個(gè)給定的關(guān)聯(lián)關(guān)系.例如,hsBse PizzBae描述了在所有的個(gè)體中,至少有一個(gè)個(gè)體,滿足在haae關(guān)聯(lián)中,與類Pizzase的一個(gè)個(gè)體相連接.使用推理機(jī)前面談到OWL有3種子語言:L-Lte,L-DL（Dscription Logic）和OL-F。本體的一個(gè)主要特征就是可以被OWLDL語言所描述,并被推理機(jī)所運(yùn)行。推理機(jī)的一個(gè)主要服務(wù)

9、就是測(cè)試一個(gè)類是否是其他類的一個(gè)子類,測(cè)試的結(jié)果被放在rg的inferred nolog hearchy中。推理機(jī)提供的另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)是一致性檢查,推理機(jī)給予類的描述可以確定，類是否可能擁有實(shí)例，當(dāng)類被認(rèn)為是不可能實(shí)例化的，類就是不一致的，比如與其他的類(如父類)的定義相沖突.使用RACER首先，本體的推理是通過Prtg-OWL的DIG接口進(jìn)行的,首先要安裝完整的RCER機(jī),并且打開它。Prot默認(rèn)的推理機(jī)RL是，如果要使用其他的推理端口，就要在rt的WLrefences Dialog中設(shè)置它.調(diào)用RAER完成了RACER或者其他的推理機(jī)的設(shè)置以后，本體會(huì)“自動(dòng)的”發(fā)送到推理機(jī),自動(dòng)計(jì)算分類層

10、次，并且檢查本體的邏輯完整性.Protg中，手動(dòng)建立的類層次叫做“asserte hierarcy”，通過推理過后生成的類層次叫做“inrehierahy。必要和充分條件（Necessay AndSuficient Conditins)目前，我們創(chuàng)建的所有類，都只用了必要條件來描述.必要條件就是,如果某個(gè)個(gè)體是一個(gè)類的成員，那么它必須滿足的條件.換句話說，就是如果某個(gè)個(gè)體滿足這些條件,那么它一定是這個(gè)類的成員。如果一個(gè)類只有必要條件,我們稱之為簡(jiǎn)單類（Primitve Cs）。如果一個(gè)類至少含有一組充分必要條件，我們稱之為規(guī)范類（eine lass).如果一個(gè)類只有必要條件，也可稱之為部分類（

11、PartialClass）,如果一個(gè)類至少含有一組充分必要條件,就可以成為完整類（Comlee Cl)。如果類A有一個(gè)必要條件,我們就可以說如果一個(gè)個(gè)體是類的成員，它一定滿足該條件。但是我們不能說任意滿足這個(gè)條件的個(gè)體一定是類A的成員。如果類A是規(guī)范的,有一個(gè)充分必要條件，我們可以說，如果某個(gè)個(gè)體滿足這個(gè)條件,這個(gè)個(gè)體就是A的成員;且任意一個(gè)滿足這個(gè)條件的個(gè)體，都一定是類A的成員，這個(gè)條件不僅對(duì)的成員是必要的，也是充分的,因此，滿足此條件的個(gè)體,一定是的成員。簡(jiǎn)單類和規(guī)范類(Piiivd Defned Classe)至少有一組充分必要條件的類就是規(guī)范類，我們可以定義,任何一個(gè)滿足這個(gè)定義的個(gè)體

12、都是這個(gè)類的成員。只有一個(gè)必要條件的類是簡(jiǎn)單類。自動(dòng)分類使用D子語言可以自動(dòng)的對(duì)本體的類層次進(jìn)行分類，當(dāng)建立一個(gè)很大的本體時(shí)，我們可以通過推理機(jī)計(jì)算子類超類之間的關(guān)系，從而提高一個(gè)大規(guī)模本體的可維護(hù)性,保持其處于一個(gè)邏輯上的正確狀態(tài)。當(dāng)一個(gè)本體的類有很多的超類的時(shí)候，最好的辦法就是把類層次關(guān)系構(gòu)建成為一個(gè)樹的結(jié)構(gòu).因此，在assertedirarchy中(人工構(gòu)建的層次)的類不能有多個(gè)超類。計(jì)算和維護(hù)復(fù)雜的類關(guān)系是推理機(jī)的主要功能，通過推理計(jì)算，使類之間的關(guān)系保持一個(gè)可維護(hù)和標(biāo)準(zhǔn)的狀態(tài).這不僅提高了本體的可重用性，也把維護(hù)復(fù)雜層次關(guān)系時(shí)的人工錯(cuò)誤降到了最低。任意約束(uialrestritio

13、s)任意約束限制了在一個(gè)給定的關(guān)聯(lián)關(guān)系中，和某一個(gè)個(gè)體相連接的一個(gè)特定類的所有成員；該約束所包括的是符合這一條件的所有成員，而不是特定成員。任意約束和存在約束的區(qū)別在于,在一個(gè)給定的關(guān)聯(lián)中，任意約束不是指定一個(gè)關(guān)系的存在，它僅僅表示，如果一個(gè)關(guān)聯(lián)關(guān)系存在，其關(guān)聯(lián)的個(gè)體一定是特定類的所有成員。自動(dòng)分類和開放世界推理（uomaticClascaton nd Oen Wold Resoning）閉合公理(ClurAxims）關(guān)聯(lián)的閉合公理由一個(gè)任意約束構(gòu)成,表示只能被特定的參數(shù)所填充的關(guān)聯(lián)關(guān)系。此約束有一個(gè)參數(shù)集,該參數(shù)集是所有該關(guān)聯(lián)的存在約束參數(shù)的并集。例如,對(duì)Mrghetalzza而言，haTo

14、ppng的閉合公理是關(guān)聯(lián)hasToppin的任意約束，其參數(shù)是Mzzarlaoppin和omaoToppg的并集,就是hasToppig（MzaellaTopingmatooppng)。值分割（Vaue aritions)值分割不是W的一部分,也不是其他本體語言的內(nèi)容，而是一種設(shè)計(jì)模式(sign pattern)，其作用是用于改進(jìn)對(duì)類的描述。在本體設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)模式的作用類似于在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中對(duì)一個(gè)模式化的問題可以重復(fù)使用的解決方案。這些設(shè)計(jì)模式通常由專家設(shè)計(jì),其正確性經(jīng)過證明,可以解決一般的模式化問題。比如，創(chuàng)建一個(gè)“SpicinessValuePartiin”的值分割,用于描述Pizza

15、opping的香味，值分割限定了一個(gè)可能值范圍的一個(gè)詳細(xì)列表，其中枚舉出所有可能值。比如，在SpicnessVauattin中限定范圍為“Md”,“Meium”,“Hot”。覆蓋公理（CovernAxims）覆蓋公理包括兩部分,被覆蓋的類和形成覆蓋的類.例如，我們有類、B和,類B和C是A的子類。假設(shè)被B和所覆蓋，這意味著A的成員必須是B和或C的成員。如果B和C是不相交（dsjoin）的，A的成員必須是或者C的成員.基數(shù)約束（Cardinaity Resitis）OWL中，我們可以描述與其他個(gè)體或者數(shù)據(jù)類型有關(guān)系的類的個(gè)體的至少、至多或者準(zhǔn)確的數(shù)目。這個(gè)描述的約束就是基數(shù)約束。對(duì)于一個(gè)給定的關(guān)聯(lián)

16、P，最小基數(shù)約束定義了可以加入P關(guān)系的個(gè)體的最小數(shù)目；最大基數(shù)約束確定了這個(gè)最大數(shù)目;也可以確定可以加入P關(guān)系的個(gè)體的準(zhǔn)確個(gè)數(shù).開放世界推理(pn Wrld Resoing）這一章說明了開放世界推理的細(xì)節(jié)。 ：非符號(hào)在PotgOW中建立其他OWL結(jié)構(gòu)建立個(gè)體OW可以定義個(gè)體且維護(hù)他們的關(guān)聯(lián)。個(gè)體可以使用在類描述，也就是在haslue約束和可數(shù)的類中。aale約束(haVaue esitions）hasalue約束用符號(hào)（此符號(hào)需要反過來）表示，表示了一個(gè)個(gè)體集有至少一個(gè)特定關(guān)聯(lián)關(guān)系的個(gè)體。例如，有hasale約束 haCountrOfriginItay（Ialy是一個(gè)個(gè)體)，表示了一個(gè)個(gè)體集（

17、一組個(gè)體的任意類）,和個(gè)體Ial至少有一個(gè)hasountrfOrin關(guān)聯(lián)關(guān)系.如果我們要表示MozaelaTopng是來自Ialy的，在izza本體中有多個(gè)國(guó)家（包括Ital）個(gè)體，我們就可以在MozareTopping的hasValu約束中定義這個(gè)關(guān)系。可數(shù)類(Enumered Clas）在描述類的時(shí)候，除了可以直接命名超類和通過約束定義佚名的超類的時(shí)候，也可以通過列舉類的成員個(gè)體的形式定義超類。如,我們可以通過列舉類DaysOfThee的個(gè)體Sunday, onday, Tuesdy，deday,Thursday， Friday， Sauray來定義一個(gè)可數(shù)類。注釋關(guān)聯(lián)（Annoaton

18、Propties）WL允許類、關(guān)聯(lián)、個(gè)體和本體本身（技術(shù)上講是本體的頭文件）可以通過添加信息或者元數(shù)據(jù)來進(jìn)行注釋。這些信息片段可以成為審計(jì)(auditing）和編輯的信息.比如,創(chuàng)建日期、作者、資源的引用燈信息,WL-ull對(duì)注釋關(guān)聯(lián)的應(yīng)用沒有任何的限制，但是OWLD對(duì)此有所限制,主要是：注釋關(guān)聯(lián)的參數(shù)必須是可讀數(shù)據(jù)（a ltrl）、URI引用或者個(gè)體。注釋關(guān)聯(lián)不能用在關(guān)聯(lián)公理中（roprty xoms）例如，不能用在關(guān)聯(lián)層次中，因此這個(gè)關(guān)聯(lián)不能含有子關(guān)聯(lián)，也不能是其他關(guān)聯(lián)的子關(guān)聯(lián)。同樣，注釋關(guān)聯(lián)也要有定義域和值域。OL有五種頭定義（pre-defid)的注釋關(guān)聯(lián),用于注釋類(包括任意類，比如

19、約束)、關(guān)聯(lián)和個(gè)體。具體略P8充分必要條件的多重集合（Muliple Sets OfNecesary Suficien Cotios）在OWL中，可能有多個(gè)充分必要條件的集合.其他語言概述名字空間（amespae）每個(gè)本體都有一個(gè)名字空間被稱之為默認(rèn)名字空間，本體也可以使用別的名字空間。一個(gè)名字空間是一串類、關(guān)聯(lián)、個(gè)體前綴的字符，用于標(biāo)識(shí)本體。通過獲得不同本體的不同的名字空間,使一個(gè)本體引用另一個(gè)本體中的類成為可能。例如,一個(gè)本體要引用類owl：Thing,其名字空間就是:.為了保證名字空間的唯一性，其唯一資源標(biāo)識(shí)（UnqueResceIentfers，U)須以“/”或者“結(jié)尾。名字空間的作用是在本體引用其他本體的類、關(guān)聯(lián)和個(gè)體的時(shí)候避免名字沖突。比如，在本體Aircrafog中有一個(gè)類Wing,另一個(gè)本體Bidnolgy中也有一個(gè)類Win。irraftnology的名字空間是,irdOntooy的名字空間是。很顯然,AircfOnoog中的類Wig不同于Birdn