3.1 RDF概述　

　　1、RDF的含義（Resource Description Framework）

　　RDF（Resource Description Framework），資源描述框架，主要含義：a、資源：包括一切在Web上被命名、具有URI引用的東西；b、描述：對資源特性的一個聲明，包括資源本身的屬性和資源之間的關(guān)系；c、框架：與被描述資源及其領(lǐng)域無關(guān)的能用模型。

　　RDF用形如“主體－謂詞－客體”的三元組來描述Web上的各種資源和它們之間的關(guān)系，并提供一種基本的結(jié)構(gòu)在Web上對這些元數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼、交換和重用。通過兩個工具的支持：a、URI：用來區(qū)分和標(biāo)識一個聲明中的主體、謂詞和客體的機(jī)器可處理的標(biāo)識符系統(tǒng)；b、XML：用以表示以這些聲明并這些聲明可在機(jī)器間交流的機(jī)器可處理的語言。

　　2、RDF與XML

　　XML用標(biāo)記來描述文檔中的文本內(nèi)容，卻沒有提供一種機(jī)制來描述標(biāo)記本身。RDF則提供了這種能力。

　　XML的目的在于提供一個易用的語法對計算機(jī)交換的一切數(shù)據(jù)編碼，并用XML Schema來表示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，但沒有提供任何關(guān)于數(shù)據(jù)的解釋；而RDF則是一個描述元數(shù)據(jù)的模型，并給出了數(shù)據(jù)的一些解釋，RDFS更擴(kuò)展了這個功能。RDF使用的是“對象-特性”結(jié)構(gòu)提供了固有的語義單元。

   

  　3.2 RDF模型

　　1、基本概念

　　RDF設(shè)計思想：被描述的資源具有一些特性，而這些特性各有其值；特性值既可以是文字也可以是其他資源；如果特性值是資源，這個特性可以看作是這兩個資源間的關(guān)系；對資源的描述就是對資源的特性及值進(jìn)行聲明。由此RDF數(shù)據(jù)模型有四種基本對象類型：a、資源：有WEB上以URI標(biāo)識的所有事物；b、文字：字符串或數(shù)據(jù)類型的值，RDF沒有自己的數(shù)據(jù)類型定義機(jī)制，而是可以使用如XML Schema中定義的數(shù)據(jù)類型；c、特性：用來描述資源的特征、屬性或關(guān)系，特性是資源的一個子集，因此一個特性也可以用另一個特性描述，甚至被自身描述；d、聲明：一個特定的資源加上特性及特性值就是一個RDF聲明，聲明都表示為三元組（主體－謂詞－客體，也可以是資源－特性－特性值，區(qū)分資源部分稱為主體、區(qū)分聲明對象主體各個不同特性的部分為謂詞、區(qū)分各個特性的值的部分為客體）。

　　2、RDF資源和詞匯集

　　RDF使用URI引用表示資源，通常使用名稱空間和XML限定名來簡寫完整的URI。一般RDF稱一個URI引用的集合為詞匯集，一個詞匯集中的URI引用通常使用公用的URI前綴。但不能因為URI引用有一個公用的前綴而認(rèn)定他們之間有關(guān)系，也不能因為有不同的前綴就說不屬于一個詞匯集。且RDF也不認(rèn)為每個命名空間都能確定一個可獲取的信息。實際是，RDF數(shù)據(jù)是通過綜合多個不同的RDF文檔提供對同一個事物的多項數(shù)據(jù)。

　　3、RDF圖

　　RDF模型的基本結(jié)構(gòu)是聲明三元組的集合，可用具有節(jié)點和有向邊的圖來表示，即RDF圖。每個三元組就是“節(jié)點－邊－節(jié)點”的連接，其中節(jié)點是主體和客體，資源用橢圓節(jié)點表示，文字用方形節(jié)點來表示，邊是謂詞，方向是主體指向客體。（特性也可以是資源）

　　4、結(jié)構(gòu)化特性與空節(jié)點

　　包含復(fù)雜信息結(jié)構(gòu)的特性稱為結(jié)構(gòu)化特性。對此，RDF通過將該特性值看成一個主體，將復(fù)雜的結(jié)構(gòu)化特性分解為多個RDF特性來進(jìn)行描述。

　　使用空節(jié)點表示匿名資源，三元組中使用“＿：”?？展?jié)點只能出現(xiàn)在三元組的主體和客體上，不能出現(xiàn)在謂詞。

　　包含單位或是類似附加信息的特性值，稱為結(jié)構(gòu)化值?？梢杂靡粋€單獨的資源（通常是空節(jié)點）來表示結(jié)構(gòu)化值，且作為原聲明的客體。這個資源有個特性表示數(shù)值，即叫主值，RDF提供預(yù)定義的特性rdf:value來描述。如：_:ageTOM rdf:value"26"^^xsd:decimal。

　　3.3 RDF/XML語法

　　1、基本語法

　　基本特征：a、所有的RDF語句都必須在一個rdf:RDF元素中；b、每個RDF聲明用一個rdf:Description元素表示，其中用rdf:about屬性的值指明聲明主體的URI引用；c、聲明的謂詞作為rdf:Description的子元素出現(xiàn)，而客體則是該子元素的屬性或內(nèi)容；d、rdf:nodeID屬性是專門用來表示空節(jié)點的，空節(jié)點被指定空白結(jié)點標(biāo)識符后可以作為主體或客體使用。如果空節(jié)點替換成有名資源，則使用rdf:resource屬性來說明是一個資源，而URI引用就是這個屬性的屬性值（此處不可用限定名替代URI引用）。如果客體是一個文字，相應(yīng)也可以用rdf:literal屬性來說明。

　　2、簡寫語法

　　簡寫原則：a、同一個主體的多個聲明可合并為一個rdf:Description元素，多個謂詞轉(zhuǎn)化為這個元素的多個子元素，客體則成為對應(yīng)謂詞元素的屬性或內(nèi)容；b、如果一個聲明的主體是另一個聲明的客體，則前者可以嵌套至后者的客體位置（刪除對應(yīng)謂詞的元素的rdf:resource屬性或rdf:nodeID屬性，并添加的rdf:Description元素為其子元素）；c、如果空節(jié)點的rdf:Description元素被嵌套，且再沒有其他地方會用到這空節(jié)點，則其對應(yīng)的rdf:Description元素標(biāo)記也可刪除，但要為特性元素添加屬性rdf:parseType="Resource"表示特性值是一個空節(jié)點。如下例：

<rdf:Description rdf:about="URI引用">

<dc:creator>

<ex:name>TOM</ex:name>

<ex:email>TOM@email.org</ex:email>

</dc:creator>

</rdf:Description>

　　一種特別的簡寫，RDF定義了一種特殊的rdf:type特性表示兩個資源之間的類性關(guān)系，如所有的RDF特性都應(yīng)有值為rdf:Property的rdf:type特性。如果rdf:description元素包含一個rdf:type特性，這個特性值的資源類型可以用來替代rdf:description元素?？梢宰鳛閞df:type特性值的資源稱為類。

　　屬性值的URI引用必須書寫完整，不能用限定名形式，很是冗長，所以RDF/XML語法提供了另一種簡寫，XML實體聲明的本質(zhì)是將一個XML實體名與一個字符串相關(guān)聯(lián)，如果實體名在XML文檔中被引用，將用相應(yīng)的字符串來替換該引用。把實體xsd定義為一個代表對應(yīng)于XML Schema數(shù)據(jù)類型的命名空間字符串，這樣在屬性值字符串中即可使用子串“＆xsd;”代替。

　　3、指派URI引用

　　在RDF/XML中，資源的標(biāo)識是通過使用一個rdf:about屬性并用資源的URI引用作為屬性值實現(xiàn)的。如：

<rdf:Description rdf:ID="person1024">

<ex:name>John</ex:name>

</rdf:Description>

　　在這個例子描述了一個資源并為其指派了一個URI引用。但使用了rdf:ID，其作用于指定一個片斷標(biāo)識符生成一個資源的完整URI引用，這個片斷標(biāo)識符在rdf:ID屬性值中給出。在同一個文檔中，可以通過"#person1024"標(biāo)識符引用此資源。

　　4、類型文字

　　在RDF中用類型文字提供那些具有數(shù)據(jù)類型的信息。RDF不定義自己的內(nèi)置數(shù)據(jù)類型，而是為一個已給定的文字提供一種簡單的方法來指出應(yīng)該用什么樣的數(shù)據(jù)類型來說明它。在數(shù)據(jù)文字中使用的數(shù)據(jù)類型在RDF外部定義（如XML Schema），并用URI引用來確定。三元組表示法中的基本形式為："...[文字內(nèi)容]..."^^....[數(shù)據(jù)類型的URI引用]...。同時，在RDF/XML中，表示類型文字需為包含這文字的元素增加一個rdf:datatype屬性，并通過這屬性指定數(shù)據(jù)類型的URI引用。如三元組表示的：_:ageTom,rdf:value,"26"^^xsd:decimal，如果用XML編碼為：

  　另外，RDF用URI引用"rdf:XMLLiteral"作為數(shù)據(jù)類型把XML內(nèi)容表示成一個文字值，rdf:parseType屬性用來指定將元素內(nèi)容按屬性值定義的方式進(jìn)行特殊解釋，下面例子rdf:parseType其屬性值取"Literal"表示要求將元素內(nèi)容解釋為"rdf:XMLLiteral"數(shù)據(jù)類型，如：<dc:title rdf:parseType="Literal">。

　　3.4　RDF特殊表達(dá)

　　1、容器：RDF定義有三種容器來表示一組資源或文字，即a、rdf:bag為包，表示一組資源或文字的無序列表；b、rdf:seq為序列，是一組資源或文字的有序列表；c、rdf:alt為替代，是一組可選擇的資源或文字。

　　其中要注意的是，一個關(guān)于容器的聲明不簡單等價于多個關(guān)于其中每個成員的同樣聲明，如委員會通過方案，不代表每個委員都通過。但可以在rdf:Description元素中用rdf:aboutEach代替rdf:about，表示每個成員。

　　2、集合

　　RDF容器無法說明是否是容器所有的成員，也就是另外聲明是不是還有成員。RDF集合通過鏈表的形式提供了描述一個封閉的資源集合的手段。用rdf:first給出對應(yīng)的資源，rdf:rest指出其它節(jié)點，rdf:nil表示結(jié)束。

　　3、聲明具體化

　　如果對一個聲明作出描述，如說明這個聲明的作者、時間等，RDF可以作出關(guān)于聲明的聲明，要引用一個聲明，就要把它當(dāng)成資源對待。也就是把一個聲明和一個代表這個聲明的特定資源聯(lián)系起來的過程就是具體化。原始聲明被具體化為一個新的資源，就是具體化聲明。這個資源具有四個特性：主體rdf:subject、謂詞rdf:predicate、客體rdf:object、類型rdf:type，也就是具體化四元組。

　　3.5　RDF　Schema

　　RDF Schema允許用戶任意創(chuàng)造自己的詞匯集，但規(guī)定其中詞匯的含義和用法需要用到RDF Schema。

　　1、簡介

　　RDF只定義用于描述資源的框架，并沒有定義用哪些詞匯來描述資源。RDFS就是一種RDF詞匯集描述語言，它定義如何用RDF來描述詞匯集，并提供一個用來描述RDF詞匯集的詞匯集。

　　RDF中的資源可以有類型（通過資源的rdf:type特性定義資源所屬的類），而類也是資源。RDF中的特性也是資源的一個子集。但RDF沒有提供任何機(jī)制來說明類的特征、類與類之間的關(guān)系以及特性與類之間的關(guān)系，RDFS要完成的。

　　RDFS不說明特定詞匯如“dc:creator”的含義，而是提供了命名和描述這些特性和定義資源的類的機(jī)制。簡單來說，RDFS提供了一個應(yīng)用于RDF模型中的基本類型系統(tǒng)，定義了用來描述類、特性和資源以及它們之間的關(guān)系的類和特性。RDFS額外的描述能力是由一系列預(yù)告先定義的RDF資源帶來的，這些資源就是RDFS核心詞匯，用來描述其他RDF資源，定義特定應(yīng)用的RDF詞匯，一般被稱為“rdfs”的名稱空間中定義，這個名稱空間用URI引用“http://www./2000/01/rdf-schema#”標(biāo)識，用來描述其它資源的特征，如rdfs:domains和rdfs:ranges分別描述定義域和值域。RDFS詞匯分為類（大寫字母開頭）和特性（小寫字母開頭）。而特性通常描述主體和客體之間存在特定的關(guān)系。

　　2、RDF類

　　RDF類可以用來表示事物的任何分類，通過RDFS中的資源（rdfs:Class和rdfs:Resource）以及特性(rdf:type和rdfs:subClassOf)來表示。

　　資源可能是一個或多個類的實例，所有資源都是rdfs:Resource類的實例，類也是資源，且所有類都是rdfs:Class的實例。實例和類之間的關(guān)系用rdf:type特性描述，如資源A存在rdf:type特性值為類C，則資源A是類C的實例。

　　類一般用層次方法組織，如“狗”是“動物”的子類，“動物”是“生物”的子為在，當(dāng)有資源有rdf:type值“狗”時，也就具有了“動物”“生物”的rdf:type特性值。rdfs:subClassOf特性就是用來表示類之間的這種子類關(guān)系。

　　RDFS設(shè)計思想就是視一切為資源，包括實例、類、屬性和聲明。但RDF文字不是資源，不能擁有rdf:type特性，RDFS規(guī)定它們屬于rdfs:Literal類，其中有格式的類型文字屬于對應(yīng)的數(shù)據(jù)類型類，如xsd:integer等。

　　3、RDF特性

　　RDF中特性也是資源，所有特性都是rdf:Property類的實例。前面介紹的rdf:type和rdfs:subClassOf同樣適用于描述特性與特性類之間的有關(guān)系以及特性類之間的子父類有關(guān)系。與類相似，特性之間也有層次關(guān)系，RDFS用rdfs:subPropertyOf特性來描述。

　　4、RDF特性約束

　　例，如果定義一個類“書”，RDFS則是定義“作者”特性的定義域是“書”，值域是“人”，即如果一個聲明的謂詞是“作者”，則主體是書的實例，客體是人的實例。

　　RDFS給RDF引入了一個類型系統(tǒng)，可以認(rèn)為是RDF上的一組本體建模原語，是一種簡單的本體語言。RDF用URI來區(qū)分詞匯，可以避免一個詞匯表示多個概念，因為URI是唯一的，如f:address和v:address是不同的名字空間定義，用不同的URI標(biāo)識，是可以區(qū)分的詞匯。但不能明確說明這兩個詞匯表達(dá)的是不同的概念，并且當(dāng)多個URI表示的詞匯是同義詞時，RDF了無法說明他們表示的是同一概念。