第二课:知识表示与知识建模

1.早期知识表示简介

  • 早期知识表示方法
    一阶谓词逻辑
    产生式规则
    框架
    语义网络
    逻辑程序
    缺省逻辑
    模态逻辑

2.基于语义网的知识表示框架

第二课:知识表示与知识建模
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  • RDF简介
    Resource Description Framework(资源描述框架)
    RDF是一个三元组模型(subject(主),predicate(谓),object(宾))
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    RDF是数据模型,不是序列化格式。

  • 带标注RDF
    标注可以是时间、不确定性、空间、信任度等
    语法形式:(s,p,o):λ
    采用带标注RDF表示的知识库:YAGO2

  • RDF和RDFs
    RDFs(RDF Schema)为RDF模型提供了一个基本的类型系统。为RDF定义了如下词汇:Class,subClassOf,type,Property,subPropertyOf,Domain,Range
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  • OWL和OWL2
    OWL
    OWL的三个子语言:
    OWL Lite、OWL DL、OWL Full
    OWL词汇:
    1.等价性
    owl:equivalentClass、owl:equivalentProperty、owl:sameIndividualAs
    2.属性的传递性
    owl:TransitiveProperty
    3.两个属性相反
    owl:inverseOf
    4.声明属性的函数性
    owl:FunctionalProperty
    5.属性的对称性
    owl:SymmetricProperty
    6.属性的局部约束:全称限定
    owl:allValuesFrom
    owl:onProperty
    7.属性的局部约束:存在限定
    owl:someValuesFrom
    owl:onProperty
    8.属性的局部约束:基数限定
    owl:cardinality
    owl:onProperty
    9.属性相交的类
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    owl词汇扩展
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    OWL2
    OWL2定义了一些OWL的子语言,通过限制语法使用,使得这些子语言能够更方便地实现,以及服务于不同的应用。
    OWL2三大子语言:
    OWL2 RL,OWL2 QL,OWL2 EL
    OWL2 QL:
    QL代表query language,基于本体的查询设计,是基于描述逻辑语言DL-Lite定义的。(针对概念比较少实例比较多的)
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    OWL2 EL:
    专为概念属于描述,推理而设计,基于描述逻辑语言EL++定义。(针对概念层比较多的,如医疗)
    复杂度是PTime-Complete
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    OWL2 RL:
    OWL2 RL在RDFs的基础上引入属性的特殊特性(函数性,互反性,对称性);允许声明等价性;允许属性的局部约束。
    OWL2 RL是专为高效推理设计的本体语言
    复杂度是PTime-Complete
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  • SPARQL简介
    SPARQL Protocol and RDF Query Language
    RDF的查询语言(基于RDF数据模型)
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    RDF中的资源,以“?”或者“$”指示
    三元组模板(triple pattern),在WHERE子句中列示关联的三元组模板,三元组中允许变量;
    SELECT子句中指示要查询的目标变量;
    OPTIONAL表示值可以空缺;
    FILTER子句可以过滤;
    UNION表示或逻辑;
    FROM关键字可引入其它本体或者可访问的知识库;
    当然还包括CONSTRUCT、ASK等子句;

  • JSON-LD
    javaScript Object Notation for Linked Data
    JSON-LD通过引入规范的术语表示,比如统一化表示的URI,使得数据交换和机器理解成为基础。

  • RDFa
    Resource Description Framework in attributes即网页标记语言
    RDFa可以将RDF的三元组嵌入在XHTML文档中,使得符合标准的使用端可以从RDFa中提取出这些RDF三元组来。

  • HTML5 Microdata
    Microdata微数据,是在网页标记标记语言嵌入机器可读的属性数据

  • RDF+SPARQL 对比 ER+SQL
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3.典型知识库项目的知识表示

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4.基于本体工具(protege)的知识建模实践