语义WEB之OWL[A Semantic Web Primer阅读笔记]
1. RDF一般限于指定二元谓词关系，RDFS一般限于指定类和属性的层次关系还有定义于这些属性之上的domain和range。需要这样的本体语言，让用户显示的书写正式概念化的领域模型，这就需要这种语言具有定义良好的语法、有效的推理能力、正式的语义、有效的表达能力和方便表达。
2. 对语义和推理的支持一般是要把本体语言映射到逻辑形式上去，通过在这些逻辑形式上的自动推理工具完成语义化。OWL一般映射到描述逻辑，可以使用FaCT和RACER等工具进行推理。描述逻辑是谓词逻辑的子集，基于它能够有效的完成推理(注:谓词逻辑过于庞大复杂,horn子句也是目前被广泛使用的推理语言，它也是谓词逻辑的子集)。
3. RDF和RDFS在表示语义上还有以下不足：
属性作用在局部范围：比如我们需要表达”牛吃草其他动物吃肉“就很难；
类别不相交；
对类别的布尔操作，比如人是男人或女人；
数量限制：比如一个人只有两个父母等；
关于属性的其他特性，比如传递性，反属性(吃与被吃)，唯一性等等
OWL是RDFS的扩展，所以其能兼容RDF和RDFS。
4. OWL的三个子语言
OWL Full
它使用所有OWL的原语，他允许与RDF和RDFS和任意结合。它的优点是无限的兼容RDF和RDFS(任何合法的RDF文档都是合法的OWL Full文档，任何合法的RDFS文档都是合法的OWL Full文档)，缺点是太过庞大，不容易操作，完全支持很难。
OWL DL
DL是Description Logic的缩写。优先是能够有效的支持推理，缺点是不能够完全兼容RDF。但是每个合法的OWL DL文档都是一个合法的RDF文档。
OWL Lite
OWL Lite是对OWL DL做了限制的子语言。
OWL仍然使用RDF的语法
5. OWL语言的说明
头
<rdf:RDF
xmlns:owl ="http://www.w3.org/2002/07/owl#"
xmlns:rdf ="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"
xmlns:rdfs="http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#"
xmlns:xsd ="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#">
一个OWL本体以<owl:Ontology>开头，下面是一个例子
<owl:Ontology rdf:about="">
<rdfs:comment>An example OWL ontology</rdfs:comment>
<owl:priorVersion
rdf:resource="http://www.mydomain.org/uni-ns-old"/>
<owl:imports
rdf:resource="http://www.mydomain.org/persons"/>
<rdfs:label>University Ontology</rdfs:label>
</owl:Ontology>
注意owl:imports具有传递性，它会引入被引入引入的东东。
类元素
owl:Class是rdfs:Class的子类。
<owl:Class rdf:about="#associateProfessor">
<owl:disjointWith rdf:resource="#professor"/>
<owl:disjointWith rdf:resource="#assistantProfessor"/>
</owl:Class>
<owl:Class rdf:ID="faculty">
<owl:equivalentClass rdf:resource="#academicStaffMember"/>
</owl:Class>
有两个预定义的类别：owl:Thing 和 owl:Nothing。前者是最通用的类，后者是空类，因此任何类都是前者的子类后者的父类。
属性元素
在OWL中有以下属性：
对象属性，它表示该对象与其他对象的关系；
数据类型属性，它表示该对象与不同类型值的关系，比如phone,title，age等
类型属性的例子
<owl:DatatypeProperty rdf:ID="age">
<rdfs:range rdf:resource="http://www.w3.org/2001/XMLSchema
#nonNegativeInteger"/>
</owl:DatatypeProperty>
对象属性的例子
<owl:ObjectProperty rdf:ID="isTaughtBy">
<rdfs:domain rdf:resource="#course"/>
<rdfs:range rdf:resource="#academicStaffMember"/>
<rdfs:subPropertyOf rdf:resource="#involves"/>
</owl:ObjectProperty>
逆属性的例子
<owl:ObjectProperty rdf:ID="teaches">
<rdfs:range rdf:resource="#course"/>
<rdfs:domain rdf:resource="#academicStaffMember"/>
<owl:inverseOf rdf:resource="#isTaughtBy"/>
</owl:ObjectProperty>
相等属性的例子
<owl:ObjectProperty rdf:ID="lecturesIn">
<owl:equivalentProperty rdf:resource="#teaches"/>
</owl:ObjectProperty>
属性限制Property Restrictions
让类别满足某些限制也就是让其属于满足这些限制类的子类。
<owl:Class rdf:about="#firstYearCourse">
<rdfs:subClassOf>
<owl:Restriction>
<owl:onProperty rdf:resource="#isTaughtBy"/>
<owl:allValuesFrom rdf:resource="#Professor"/>
</owl:Restriction>
</rdfs:subClassOf>
</owl:Class>
特别属性Special Properties
owl:TransitiveProperty，具有传递性的属性
owl:SymmetricProperty，对称属性
owl:FunctionalProperty，函数属性，比如年龄，高度等等
owl:InverseFunctionalProperty，表示两个不同的对象不能又相同的值，比如身份证号码isTheSocialSecurityNumberfor
<owl:ObjectProperty rdf:ID="hasSameGradeAs">
<rdf:type rdf:resource="&owl;TransitiveProperty" />
<rdf:type rdf:resource="&owl;SymmetricProperty" />
<rdfs:domain rdf:resource="#student" />
<rdfs:range rdf:resource="#student" />
</owl:ObjectProperty>
布尔组合Boolean Combinations
<owl:Class rdf:about="#course">
<rdfs:subClassOf>
<owl:Class>
<owl:complementOf rdf:resource="#staffMember"/>
</owl:Class>
</rdfs:subClassOf>
</owl:Class>
<owl:Class rdf:ID="peopleAtUni">
<owl:unionOf rdf:parseType="Collection">
<owl:Class rdf:about="#staffMember"/>
<owl:Class rdf:about="#student"/>
</owl:unionOf>
</owl:Class>
还有owl:intersectionOf等标签
枚举Enumerations
<owl:Class rdf:ID="weekdays">
<owl:oneOf rdf:parseType="Collection">
<owl:Thing rdf:about="#Monday"/>
<owl:Thing rdf:about="#Tuesday"/>
<owl:Thing rdf:about="#Wednesday"/>
<owl:Thing rdf:about="#Thursday"/>
<owl:Thing rdf:about="#Friday"/>
<owl:Thing rdf:about="#Saturday"/>
<owl:Thing rdf:about="#Sunday"/>
</owl:oneOf>
</owl:Class>
实例Instances
<academicStaffMember rdf:ID="949352">
<uni:age rdf:datatype="&xsd;integer">39</uni:age>
</academicStaffMember>
6. OWL DL使用限制
任何资源只允许是a class, a data type, a data type property, an object property, an individual, a data value, or part of the built-in vocabulary。并且不允许同时属于两个。
显示的定义类别信息。
属性分离，对象属性和数据属性是不同的。
传递性属性没有数量限制。
匿名类只允许在以下情况下使用：Anonymous classes are only allowed to occur as the domain and range of either owl:equivalentClass or owl:disjointWith, and as the range (but not the domain) of rdfs:subClassOf.
7. OWL Lite必须满足OWL DL的所有限制并满足如下限制
以下不允许使用The constructors owl:oneOf, owl:disjointWith, owl:unionOf, owl:complementOf, and owl:hasValue。
基数限制Cardinality statements ( minimal, maximal, and exact cardinality)只能使用0,1。
owl:equivalentClass不允许在匿名类中使用。
8. OWL是采用开放世界假设的，但是有的时候明显封闭世界假设更适合。OWL不做唯一名字假设(允许不同URI的实体是相同的)。
一般情况下，数据库和逻辑编程系统支持封闭世界和唯一命名假设；而知识表示系统和理论证明需要开放世界和非唯一命名假设。本体有时候需要前者有时候需要后者。
9. OWL中的OWL
命名空间
<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE owl [
<!ENTITY rdf "http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#">
<!ENTITY rdfs "http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#">
<!ENTITY xsd "http://www.w3.org/2001/XMLSchema#">
<!ENTITY owl "http://www.w3.org/2002/07/owl#"> ]>
<rdf:RDF
xml:base ="http://www.w3.org/2002/07/owl"
xmlns ="&owl;"
xmlns:owl ="&owl;"
xmlns:rdf ="&rdf;"
xmlns:rdfs="&rdfs;"
xmlns:dc ="http://purl.org/dc/elements/1.1/">
类别的类别Classes of Classes (Metaclasses)
Class也是一种Class
<rdfs:Class rdf:ID="Class">
<rdfs:label>Class</rdfs:label>
<rdfs:comment>The class of all OWL classes</rdfs:comment>
<rdfs:subClassOf rdf:resource="&rdfs;Class"/>
</rdfs:Class>
Thing和Nothing
<Class rdf:ID="Thing">
<rdfs:label>Thing</rdfs:label>
<unionOf rdf:parseType="Collection">
<Class rdf:about="#Nothing"/>
<Class>
<complementOf rdf:resource="#Nothing"/>
</Class>
</unionOf>
</Class>
<Class rdf:ID="Nothing">
<rdfs:label>Nothing</rdfs:label>
<complementOf rdf:resource="#Thing"/>
</Class>
类别相等
<rdf:Property rdf:ID="EquivalentClass">
<rdfs:label>EquivalentClass</rdfs:label>
<rdfs:subPropertyOf rdf:resource="&rdfs;subClassOf"/>
<rdfs:domain rdf:resource="#Class"/>
<rdfs:range rdf:resource="#Class"/>
</rdf:Property>
<rdf:Property rdf:ID="EquivalentProperty">
<rdfs:label>EquivalentProperty</rdfs:label>
<rdfs:subPropertyOf rdf:resource="&rdfs;subPropertyOf"/>
</rdf:Property>
<rdf:Property rdf:ID="disjointWith">
<rdfs:label>disjointWith</rdfs:label>
<rdfs:domain rdf:resource="#Class"/>
<rdfs:range rdf:resource="#Class"/>
</rdf:Property>
sameAs是sameIndividualAs的同义词
<rdf:Property rdf:ID="sameAs">
<rdfs:label>sameAs</rdfs:label>
<EquivalentProperty rdf:resource="#sameIndividualAs"/>
</rdf:Property>
其实都是对一些类别和属性进行定义和声明。
完整的语义描述需要查看说明文档(OWL标准)。
