语义网的体系结构

1.2　语义网的体系结构

蒂姆·伯纳斯·李于2000年提出了语义网的体系结构（见图1-1），并对此做了简单的介绍。该体系结构共有七层，各层之间相互联系，通过自下而上的逐层拓展形成了一个功能逐渐增强的体系。它不仅展示了语义网的基本框架，而且以现有的Web为基础，通过逐层的功能扩展，为实现语义网构想提供了基本的思路与方法。下面详细介绍一下该体系各层结构的含义、功能以及它们之间的逻辑关系。

图1-1　语义网体系结构

第一层：Unicode和URI。Unicode是一个字符集，这个字符集中所有字符都用两个字节表示，可以表示65 536个字符，基本上包括了世界上所有语言的字符。数据格式采用Unicode的好处就是它支持世界上所有主要语言的混合，并且可以同时进行检索。URI（Uniform Resource Identifier），即统一资源定位符，用于唯一标识网络上的一个概念或资源。在语义网体系结构中，该层是整个语义网的基础，其中Unicode负责处理资源的编码，URI负责资源的标识。

第二层：XML＋NS＋xmlschema。XML是一个精简的SGML，它综合了SGML的丰富功能与HTML的易用性，它允许用户在文档中加入任意的结构，而无需说明这些结构的含意。NS （Name Space）即命名空间，由URI索引确定，目的是为了避免不同的应用使用同样的字符描述不同的事物。XML Schema是DTD （Document Type Definition）的替代品，它本身采用XML语法，但比DTD更加灵活，提供更多的数据类型，能更好地为有效的XML文档服务并提供数据校验机制。正是由于XML灵活的结构性、由URI索引的NS而带来的数据可确定性以及XML Schema所提供的多种数据类型及校验机制，使其成为语义网体系结构的重要组成部分。该层负责从语法上表示数据的内容和结构，通过使用标准的语言将网络信息的表现形式、数据结构和内容分离。

第三层：RDF＋rdfschema。RDF是一种描述WWW上的信息资源的一种语言，其目标是建立一种供多种元数据标准共存的框架。该框架能充分利用各种元数据的优势，进行基于Web的数据交换和再利用。RDF解决的是如何采用XML标准语法无二义性地描述资源对象的问题，使得所描述的资源的元数据信息成为机器可理解的信息。如果把XML看作为一种标准化的元数据语法规范的话，那么RDF就可以看作为一种标准化的元数据语义描述规范。rdfschema是用一种机器可以理解的体系来定义描述资源的词汇，其目的是提供词汇嵌入的机制或框架，在该框架下多种词汇可以集成在一起实现对Web资源的描述。

第四层：Ontology vocabulary。该层是在RDF（S）基础上定义的概念及其关系的抽象描述，用于描述应用领域的知识，描述各类资源及资源之间的关系，实现对词汇表的扩展。在这一层，用户不仅可以定义概念而且可以定义概念之间丰富的关系。

第五至七层：Logic、Proof、Trust。Logic负责提供公理和推理规则，而Logic一旦建立，便可以通过逻辑推理对资源、资源之间的关系以及推理结果进行验证，证明其有效性。通过Proof交换以及数字签名，建立一定的信任关系，从而证明语义网输出的可靠性以及其是否符合用户的要求。

语义网的体系结构正在建设中，当前国际范围内对此体系结构的研究还没有形成一个令人满意的严密的逻辑描述与理论体系。我国学者对该体系结构也只是在国外研究的基础上做简要的介绍，还没有形成系统的阐述。