摘   要： 資源描述框架RDF是處理元數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，它提供了Web上應(yīng)用程序間機(jī)器能理解的信息的互操作性能；語義網(wǎng)絡(luò)語言SNetL是語義網(wǎng)絡(luò)的形式化描述語言。本文提出了從RDF知識表示到SNetL語言轉(zhuǎn)換的思想與算法。
關(guān)鍵詞： 資源描述框架  語義網(wǎng)絡(luò)語言  知識表示  轉(zhuǎn)換算法

1  語義網(wǎng)絡(luò)和SNetL概述
　　語義網(wǎng)絡(luò)（Semantic Network）作為一種知識表示的工具是由奎林（J.R.Quilian）在1968年的博士論文中提出的。語義網(wǎng)絡(luò)是通過概念及其語義關(guān)系來表達(dá)知識的一種網(wǎng)絡(luò)圖。從圖論的觀點(diǎn)看，它可以看作是三元組集合，是一個“帶標(biāo)識的有向圖”。其中，有向圖的節(jié)點(diǎn)表示各種事物、概念、情況、屬性、動作、狀態(tài)等；弧表示各種語義聯(lián)系，指明它所連接的節(jié)點(diǎn)間的某種語義關(guān)系。節(jié)點(diǎn)和弧都必須帶有標(biāo)識，以便區(qū)分各種不同對象及對象間各種不同的語義聯(lián)系。每個節(jié)點(diǎn)可以帶有若干屬性。另外，節(jié)點(diǎn)還可以是一個語義子網(wǎng)絡(luò)，形成一個多層次的嵌套結(jié)構(gòu)。
　　SNetL(Semantic Network Language)是語義網(wǎng)絡(luò)的形式化描述語言。SNetL的功能主要包括：以三元組的形式構(gòu)造關(guān)系表達(dá)式；用標(biāo)號關(guān)系式實(shí)現(xiàn)分塊思想；關(guān)系和節(jié)點(diǎn)一樣處理，以便建立關(guān)系之間的關(guān)系；便于描述自然語言所表達(dá)的語義；具有較強(qiáng)的提問能力和推理解答能力等。
　　SNetL語言的核心是用三元組的形式描述知識，一般表示為：(nodel_1，relation_name，,node_2)。其中node_1和node_2分別表示弧所連接的兩個節(jié)點(diǎn)；relation_name表示網(wǎng)絡(luò)中的弧，用于描述節(jié)點(diǎn)之間的語義。在SNetL中，用標(biāo)號可以對節(jié)點(diǎn)和關(guān)系進(jìn)一步說明，其作用相當(dāng)于自然語言中的定語和狀語。
　　下面給出經(jīng)過擴(kuò)展的SNetL+ 語言形式化描述的總體語法框架。
<語義網(wǎng)絡(luò)程序>∷=snet <程序名>；
        <SNETL語句序列>
        end_of_snet；
<SNETL語句序列>∷=<SNETL語句>{;<SNETL語句>}
<SNETL語句>∷=<主關(guān)系式>{;<標(biāo)號關(guān)系式>}|<多數(shù)蘊(yùn)涵關(guān)
系式>|<例外蘊(yùn)涵關(guān)系式>|<依賴時(shí)間蘊(yùn)涵關(guān)系式>
<主關(guān)系式>∷=<無標(biāo)號關(guān)系式>
<標(biāo)號關(guān)系式>∷=<標(biāo)號>：<無標(biāo)號關(guān)系式>
<無標(biāo)號關(guān)系式>∷=<一般關(guān)系式>|<關(guān)系修飾關(guān)系式>|<量詞
                   關(guān)系式>|<節(jié)點(diǎn)修飾關(guān)系式>|<蘊(yùn)涵關(guān)系式>|<或
                   關(guān)系式>|<與關(guān)系式>|<否定關(guān)系式>|<one_of關(guān)
                   系式>|<subset關(guān)系式> |<subclass關(guān)系式>|
                   <part_of關(guān)系式>|<be關(guān)系式>|<關(guān)系類型句>|
                   <關(guān)系性質(zhì)關(guān)系式>|<多數(shù)蘊(yùn)涵關(guān)系式>|<例外蘊(yùn)
                   涵關(guān)系式>|<依賴時(shí)間蘊(yùn)涵關(guān)系式>
2  RDF到SNetL的轉(zhuǎn)換思想與算法描述
　　RDF是處理元數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，它提供了Web上應(yīng)用程序間機(jī)器能理解的信息的互操作性。在語義Web中，本體描述語言很多，如RDF、DAML+OIL和OWL等。在知識推理過程中，一般都將其描述的知識轉(zhuǎn)換為RDF三元組，以便實(shí)現(xiàn)信息的互操作。本文介紹RDF與SNetL的轉(zhuǎn)換思想與算法描述。
2.1 RDF關(guān)鍵字與SNetL關(guān)系式的對應(yīng)關(guān)系
　　RDF關(guān)鍵字與SNetL關(guān)系式的對應(yīng)關(guān)系如表1所示。

2.2 帶有標(biāo)號的關(guān)系式轉(zhuǎn)換
　　RDF到SNetL的轉(zhuǎn)換中，主要考慮在轉(zhuǎn)換中帶有標(biāo)號的情況：屬性約束、復(fù)雜類、規(guī)則表示等。
　　(1)屬性約束
　　OWL中屬性約束有六種情況：owl：cardinality、owl：minCardinality、owl：maxCardinality、owl：someValuesFrom、owl：allValuesFrom、owl：hasValue。另外，在OWL知識表示中，有“匿名類”的概念，因此在轉(zhuǎn)換過程中，要進(jìn)行標(biāo)號的處理。
　　圖1是對“病毒文件是類，它是Software的子類，它的屬性fileSize最大不超過1 024KB”的描述( _：x為匿名類)。

　　上述OWL屬性約束的轉(zhuǎn)換過程中，定義了匿名類_：x，它是定義類的超(父)類。在將RDF三元組轉(zhuǎn)換到SNetL的過程中應(yīng)該注意：①約束范圍，也就是匿名類的作用范圍。在OWL到RDF的轉(zhuǎn)換過程中，加入了“ontoKsys：Begin”(開始)和“ontoKsys：End”(結(jié)束)兩個關(guān)鍵字來識別約束的開始與結(jié)束，開始與結(jié)束之間是匿名類或臨時(shí)變量的有效范圍。②匿名類可以用SNetL語言中的<變量>來代替。③owl：Restriction、ontoKsys：Begin和ontoKsys：End等指示約束范圍的關(guān)鍵字不需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換。上述描述轉(zhuǎn)換如下：
　　(病毒文件，TYPE，類)；
　　(病毒文件，subclass，Software)；
　　(病毒文件，subclass，x：L1)；&&將匿名類名用SNetL的變量x代替，并加標(biāo)號修飾
　　L1：(x，對于屬性，fileSize：L2)；&&將owl：onProperty轉(zhuǎn)換為“對于屬性”
　　L2：(fileSize，是屬性，x)；
　　(fileSize，最大基數(shù)，y：L3:L4)；
　　L3：(y，be，非負(fù)整數(shù))；
　　L4：(y，number，1024)；
　　owl：cardinality、owl：minCardinality、owl：maxCardinality轉(zhuǎn)換為SNetL的方法是相同的。圖2是對owl：someValuesFrom、owl：allValuesFrom、owl：hasValue到SNetL的轉(zhuǎn)換描述。

　　(2)復(fù)雜類
　　OWL中復(fù)雜類包括：owl：oneOf(枚舉)、owl：intersectionOf(交集)、owl：unionOf(并集)、owl：complementOf（補(bǔ)集）、owl：disjointWith(不相交集)、owl：equivalentClass(等價(jià)類)。由于在復(fù)雜類的轉(zhuǎn)換中涉及到RDF：List及參照對象，因此需要加入標(biāo)號進(jìn)行修飾。
　　圖3描述了“圖形圖像處理”軟件是“圖形處理軟件”和“圖像處理軟件”的并集。

　　其他的復(fù)雜類與owl：unionOf有相似之處，因篇幅有限，這里就不作介紹。
　　(3)IF-THEN規(guī)則表示
　　在OWL擴(kuò)展中，規(guī)則表示涉及到蘊(yùn)涵關(guān)系式、與關(guān)系式、或關(guān)系式和非關(guān)系式等，在轉(zhuǎn)換過程中也要考慮標(biāo)號的轉(zhuǎn)換問題。
　　如果要描述：“如果A是B的子類，B是C的子類，則A是C的子類”，則RDF三元組可表示為：
　　(子類傳遞性，TYPE，IF-THEN規(guī)則)
　　(子類傳遞性，規(guī)則名稱，subClass Transitive Relation)
　　轉(zhuǎn)換如下：
　　(L1，imply，L2)   &&L1表示規(guī)則的前件，L2表示規(guī)則的后件
　　L1：(L3，and，L4)  &&owlplus:AND映射為SNetL的and，
        　　　　　　　　　　                           表示L3和L4成立，則L1成立
　　L3：(A，subclass，B) &&owlplus:predication的謂詞sub
        　　　　　　　　　　                             ClassOf轉(zhuǎn)換為SNetL的subclass
　　L4：(B，subclass，C)
　　L2：(A，subclass，C)  &&A、B、C是概念集的元素，在轉(zhuǎn)換
        　　　　　　　　　　                              過程中要作初始化
2.3 RDF到SNetL的主要關(guān)鍵字轉(zhuǎn)換表
　　RDF到SNetL的主要關(guān)鍵字轉(zhuǎn)換表如表2所示。
 

2.4 RDF到SNetL轉(zhuǎn)換算法的描述
　　算法TORTS(Transfer of RDF to SNetL RDF到SNetL的轉(zhuǎn)換算法)：
功能描述：算法將RDF三元組表示的知識庫轉(zhuǎn)換為SNetL表示。
輸入：RDF三元組表示的知識庫(rdf_knowledge_triple)。
輸出：SNetL表示的知識庫。
　　算法簡單描述：
　　TORTS1[初始化]對RDF表示的知識進(jìn)行一致性檢查；
        　    基于本體，建立RDF到SNetL的關(guān)鍵字轉(zhuǎn)換表；
            　p1←rdf_knowledge_triple
　　TORTS2[p1等于NULL?] 若p1等于NULL，則算法結(jié)束；
　　TORTS3[分類轉(zhuǎn)換處理]判斷是否可以直接進(jìn)行三元組轉(zhuǎn)換或者要進(jìn)行標(biāo)號處理。如果是，屬性約束、規(guī)則表示、復(fù)雜類等轉(zhuǎn)到TORTS4；否則，轉(zhuǎn)到TORTS5 TORTS4[帶有標(biāo)號的關(guān)系式處理]讀入RDF到SNetL的
　　關(guān)鍵字轉(zhuǎn)換表；
　　下面對在屬性約束、規(guī)則表示、復(fù)雜類等的表示范圍內(nèi)調(diào)用相應(yīng)的轉(zhuǎn)換規(guī)則進(jìn)行處理。
　　(1)屬性約束：約束開始即進(jìn)行標(biāo)號處理，并分類，對owl：cardinality、owl：minCardinality、owl：maxCardinality、owl：some-ValuesFrom、owl：allValuesFrom、owl：hasValues進(jìn)行處理。
　　(2)復(fù)雜類：復(fù)雜類定義開始進(jìn)行標(biāo)號處理，主要考慮RDF列表類(RDF：LIST)的轉(zhuǎn)換，并分類，對owl：oneOf（枚舉）、owl：intersectionOf（交集）、owl：unionOf（并集）、owl：complementOf（補(bǔ)集）、owl：disjointWith（不相交集）、owl：equivalentClass（等價(jià)類）進(jìn)行處理。
　　(3)規(guī)則表示：規(guī)則的前提定義owlplus：Rule-Premise開始時(shí)進(jìn)行標(biāo)號處理，(前提 結(jié)論)轉(zhuǎn)換到SNetL表示為：(L1，imply，L2)，L1表示規(guī)則的前提，L2表示規(guī)則的結(jié)論；搜索RDF的謂詞到SNetL的轉(zhuǎn)換；對規(guī)則中的與、或、非關(guān)系式進(jìn)行處理。
　　(4)其他標(biāo)號的處理
　　TORTS5[直接轉(zhuǎn)換處理]讀入RDF到SNetL的關(guān)鍵字轉(zhuǎn)換表；
　　搜索在RDF的主體、謂詞、對象中是否與SNetL有對應(yīng)的轉(zhuǎn)換關(guān)系，并將RDF的<主體，謂詞，對象>直接轉(zhuǎn)換為<事實(shí)節(jié)點(diǎn),關(guān)系,事實(shí)節(jié)點(diǎn)>。
　　TORTS6[知識指針移動]p1←next(p1)轉(zhuǎn)到TORTS2。
3  結(jié)束語
　　本文提出了RDF到SNetL知識表示的轉(zhuǎn)換思想與算法?；谡Z義網(wǎng)絡(luò)的SNetL表示的知識在推理技術(shù)上已逐漸成熟，因此，可以借助于SNetL的技術(shù)進(jìn)行語義Web的知識推理。另外，語義Web與語義網(wǎng)絡(luò)的關(guān)聯(lián)研究也將促進(jìn)這兩個領(lǐng)域的共同發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
1   王永慶.人工智能原理與方法.西安：西安交通大學(xué)出版社，  2001
2   夏幼明.擴(kuò)展的SNETL語言語法描述.云南省重點(diǎn)項(xiàng)目鑒定材料文集，2003
3   徐天任，夏幼明，甘健侯.用語義網(wǎng)絡(luò)語言描述知識的表示.  云南師范大學(xué)學(xué)報(bào)，2003；(5)
4   W3C Recommendation.Resource Description Framework   (RDF)：Concepts and Abstract Syntax.http：//www.w3.org/TR/2004/REC-rdf-concepts-20040210/.2004，2
5   W3C Recommendation.RDF/XML Syntax Specification(Revised).http：//www.w3.org/TR/2004/REC-rdf-syntax-grammar-20040210/.2004，2
6   W3C Recommendation.OWL Web Ontology Language Semantics and Abstract Syntax.http：//www.w3.org/TR/2004/REC-owl-semantics-20040210/.2004，2
7   W3C Recommendation.OWL Web Ontology Language  Guide.http：//www.w3.org/TR/2004/REC-owl-guide-20040210/.2004，2