□張海亮

隨著網(wǎng)絡的迅猛發(fā)展，網(wǎng)頁上的信息成指數(shù)增長，網(wǎng)頁已經(jīng)成為最主要的信息交流渠道。由于HTML 本身的局限性而導致網(wǎng)頁上缺乏足夠的語義信息，難以實現(xiàn)WEB 信息的自動化處理，因此WWW、HTTP 和HTML的創(chuàng)始人Tim Berners-Lee 在一般萬維網(wǎng)的基礎上提出了語義網(wǎng)的概念，從而大大改進了人類思維和機器思維之間的差異，提高了機器自動處理網(wǎng)絡上信息的能力。

語義網(wǎng)是對未來網(wǎng)絡的一個設想，現(xiàn)在與WEB 3.0 這一概念結合在一起，是3.0 網(wǎng)絡時代的特征之一。簡單地說，語義網(wǎng)是一種智能網(wǎng)絡，它不但能夠理解詞語和概念，而且還能夠理解它們之間的邏輯關系，可以使交流變得更有效率和價值。語義網(wǎng)和人工智能中的語義網(wǎng)絡是兩個不同的概念，所以它采用的方法與自然語言處理不同。它對現(xiàn)有的WEB 進行了語義擴展，從而使其上面的信息能夠被計算機理解和處理，從功能上看它將是一個能夠“理解”人類信息的智能網(wǎng)絡。

在其體系結構中，第一層是Unicode（統(tǒng)一編碼）和URI，它是整個語義網(wǎng)的基礎。Unicode 是處理資源的編碼，URI 負責標識資源；第二層是XML+名空間+XML 模式，用于表示數(shù)據(jù)的內(nèi)容和結構；第三層是RDF 和RDF 模式，用于描述資源及其類型；第四層是本體詞匯，用于描述各種資源之間的聯(lián)系；第五層是邏輯，在前面四層的基礎上進行邏輯推理操作；第六層是驗證，根據(jù)邏輯陳述進行驗證以得出結論；第七層是信任，在用戶間建立信任關系。其中，第二、三、四層是一個語義網(wǎng)的關鍵層，用于表示W(wǎng)EB 信息的語義，也是現(xiàn)在語義網(wǎng)研究的熱點所在?？蓴U展標記語言XML 讓每個人都能創(chuàng)建自己的信息標簽，來對網(wǎng)頁或頁面的部分文字進行注釋。資源描述框架RDF的基本結構是對象、屬性和值所組成的三元組，也就相當于一個句子中的主語，動詞和賓語。這些三元組可以用XML 語法來表示。用這種結構描述并由機器處理大量數(shù)據(jù)，是非常自然的方法。RDF 模式是一個描述RDF 資源的屬性（Property）和類（Class）的詞匯表，提供了關于這些屬性和類的層次結構的語義。

語義到底是指什么？我們可以將語義簡單地看作是數(shù)據(jù)（符號）所代表的概念的含義，以及這些含義之間的關系，是對數(shù)據(jù)的抽象或者更高層次的邏輯表示。以關系數(shù)據(jù)庫為例，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)可以簡單地存儲在一張張表中，例如我們將學生基本信息存入到一張“學生”表中。這時，對于表中的每一列數(shù)據(jù)所構成的集合，其所隱含的意思就是該列數(shù)據(jù)所要表達的對應的概念，這個概念往往體現(xiàn)為設計人員對該列數(shù)據(jù)對應的屬性所給定的名稱，例如“姓名”“性別”等。這些屬性之間的關系就相當于數(shù)據(jù)對應的概念之間所存在的關系，它們都是學生這個實體的屬性。數(shù)據(jù)庫表中的屬性和關系都可以看作數(shù)據(jù)的語義信息。

在了解了什么是語義之后，讓我們來進一步討論語法和語義在數(shù)據(jù)描述和交換中的作用。對于人類來說，我們可以通過相同的語言進行交互，交互雙方以他們共同遵守的語言組織規(guī)律（相當于語法）對所要表達的信息含義（相當于語義）進行組織才能使對方理解。人與人之間信息的傳遞并不需要非常嚴格的語法，即便是對方在語言表達上存在著一定的錯誤，我們?nèi)匀豢梢岳斫鈱Ψ较胍磉_的意思。但對于計算機之間的信息交換來說，語法與語義缺一不可。數(shù)據(jù)正確的語法表達是保證計算機之間能夠進行信息交換和處理的前提，而數(shù)據(jù)語義的描述則是數(shù)據(jù)可被計算機正確理解和推理的基礎。

信息的語法描述是有差異的，我們往往通過必要的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化讓目標應用能夠處理，理想的情況應該是所有的信息都采用同樣的語法來描述。XML的出現(xiàn)使得不同類型的數(shù)據(jù)表示成同一格式成為可能。XML 已經(jīng)成為WEB 上數(shù)據(jù)表示和交換的事實標準，是應用之間或者機器之間共享數(shù)據(jù)的一種有效方式。但是XML 除了給我們提供了一個可以被應用自動化讀取的格式外，并不能進一步促進數(shù)據(jù)交換的自動化，我們還需要通過專用的程序來對XML 數(shù)據(jù)進行解釋，以獲取目標應用能夠處理的數(shù)據(jù)。

XML 存在的問題是XML 不具備語義描述能力，因此萬維網(wǎng)聯(lián)盟推薦以RDF 標準來解決XML的語義局限。RDF 提出了一個簡單的模型用來表示任意類型的數(shù)據(jù)。這個數(shù)據(jù)類型由節(jié)點和節(jié)點之間帶有標記的連接弧所組成，節(jié)點用來表示W(wǎng)EB 上的資源，弧用來表示這些資源的屬性。因此，這個數(shù)據(jù)模型可以方便地描述對象以及它們之間關系。

RDF 和XML 是互為補充的。首先，RDF 希望以一種標準化、互操作的方式來規(guī)范XML的語義。通過引用RDF，XML的解析過程與解釋過程可以相結合。也就是說，RDF 可以幫助解析器在閱讀XML的同時，獲得XML所要表達的主題和對象，并根據(jù)它們的關系進行推理，從而做出基于語義的判斷。XML的使用可以提高WEB 數(shù)據(jù)基于關鍵詞檢索的精度，而RDF 與XML的結合則可以將WEB 數(shù)據(jù)的關鍵詞檢索推進到對象檢索。其次，由于RDF 是以一種建模的方式來描述數(shù)據(jù)語義的，這使得RDF 可以不受具體語法表示的限制。

由于RDF的數(shù)據(jù)語義描述仍然可能存在語義沖突，所以我們在描述數(shù)據(jù)語義的時候可以通過引用本體的相關技術，對語義描述結果作進一步的約束，以消除語義沖突。RDF(Schema)在提供了簡單的機器可理解語義模型的同時，為領域化的Ontology 語言提供了建?；A，并使得基于RDF的應用可以方便地與這些Ontology 語言所生成的Ontology 進行合并。因此，RDF的這一特性使得基于RDF的語義描述結果具備了可以和更多的領域知識進行交互的能力。

[1]Tim Berners-Lee,endler J,Lassila O.The semantic WEB [J].Scientific American,2001,284(5):34-43.

[2]TimBerners-Lee.SemanticWEB-XML 2000-slide”Architecture”[EB/OL].http://www.w3.org/2000/Talks -xml2k -tbl/Overview.html.

[3]Dan Bricley,Guha R V.RDF vocabulary description language 1.0:RDF schema [EB/OL].2003.http://www.w3.org/TR/2003/WDrdf-schema-20030123/.

[4]Asunción Gómez-Pérez,Mariano Ferná-nedz-López,Oscar Corcho.Ontological Engiceering [M].Springer,2003,5-25,230-240.