УДК 004.738.5:004.42
ББК 32.973.4
А72
А72 Семантический веб / пер. с англ. Т. Шульга. – М.: ДМК Пресс,
2016. – 240 с.: ил.
Антониоу Г., Грос П., Хармелен ван Ф., Хоекстра Р.
ISBN 978-5-97060-333-8
Книга посвящена всестороннему обсуждению инициативы консорциума W3С
под названием «Семантический веб», которая фактически определяет переход
к новому этапу развития всемирной паутины WWW. Авторы систематически
описывают принципы, модели и технологии семантического веба, в том числе
XML, RDF, RDFS, SPARQL, OWL, логику и логический вывод, онтологический
инжиниринг. Все материалы книги сопровождаются примерами и приложениями,
иллюстрирующими способы использования описанных технологий.
Издание предназначено студентам и преподавателям вузов, занимающимся
компьютерными науками, а также веб-разработчикам и всем, кто интересуется
современными веб-технологиями. Предполагается, что читатель имеет начальные
навыки разработки современных веб-приложений и знаком с теорией баз данных
и основами математической логики.
УДК 004.738.5:004.42
ББК 32.973.4
Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена
в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без
письменного разрешения владельцев авторских прав.
Материал, изложенный в данной книге, многократно проверен. Но поскольку
вероятность технических ошибок все равно существует, издательство
не может гарантировать абсолютную точность и правильность приводимых
сведений. В связи с этим издательство не несет ответственности за возможные
ошибки, связанные с использованием книги.
All rights reserved. No part of this book may be reproduced or transmitted in
any form or by any means, electronic, mechanical, photocopying, recording or otherwise,
without prior written permission the publisher. For information on getting
permission for reprints and excerpts, contact permission@peachpit.com. RUSSIAN
language edition published by DMK PUBLISHERS, Copyright © 2015.
ISBN 978-0-262-01828-9 (анг.)
ISBN 978-5-97060-333-8 (рус.)
© 2012 Massachusetts Institute
of Technology
© Оформление, ДМК Пресс, 2016
Стр.5
Содержание
Предисловие к серии ................................................. 9
Глава 1. Концепция семантического веба .....................13
1.1. Введение .........................................................................................................13
1.2. Технологии сематического веба .............................................................18
1.3. Многоуровневый подход ..........................................................................26
1.4. Обзор книги ..................................................................................................29
1.5. Выводы ............................................................................................................30
Рекомендуемая литература .............................................................................30
Глава 2. Описание веб-ресурсов: RDF ..........................32
2.1. Введение .........................................................................................................32
2.2. RDF: модель данных ...................................................................................34
2.3. Синтаксисы RDF .........................................................................................39
2.4. RDFS: добавление семантики .................................................................47
2.5. RDF Schema: язык .......................................................................................51
2.6. Формальные определения языков RDF и RDF Schema ................56
2.7. Аксиоматическая семантика языков RDF и RDF Schema ............59
2.8. Системы прямого вывода для языков RDF и RDFS ......................64
2.9. Выводы ............................................................................................................65
Рекомендуемая литература .............................................................................66
Упражнения и проекты .....................................................................................67
Глава 3. Запросы в семантическом вебе .......................70
3.1. SPARQL-инфраструктура .......................................................................71
3.2. Основы SPARQL: сравнение с шаблоном ...........................................71
3.3. Фильтры .........................................................................................................75
3.4. Конструкции, учитывающие предположение
об открытости мира ...........................................................................................78
3.5. Представление результатов запроса ....................................................80
3.6. Другие формы SPARQL-запросов .........................................................81
3.7. Запросы к схемам данных ........................................................................82
3.8. Добавление информации с помощью протокола
SPARQL Update ...................................................................................................83
3.9. Принцип «Следуй за своим носом» ......................................................85
3.10. Выводы .........................................................................................................86
Рекомендуемая литература .............................................................................86
Упражнения и проекты .....................................................................................86
Стр.6
6 Содержание
Глава 4. Язык веб-онтологий: OWL2 .............................88
4.1. Введение .........................................................................................................88
4.2. Требования к языкам онтологий ............................................................89
4.3. Совместимость OWL2 с RDF/RDFS ...................................................93
4.4. Язык OWL ....................................................................................................96
4.5. Профили языка OWL2 ........................................................................... 116
4.6. Выводы ......................................................................................................... 118
Рекомендуемая литература .......................................................................... 119
Упражнения и проекты .................................................................................. 120
Глава 5. Логика и логический вывод: правила ..............122
5.1. Введение ...................................................................................................... 122
5.2. Пример монотонных правил: родственные связи ......................... 127
5.3. Монотонные правила: синтаксис ........................................................ 128
5.4. Монотонные правила: семантика ....................................................... 131
5.5. OWL2 RL: дескрипционные логики и правила ............................ 134
5.6. Формат обмена правилами: RIF ......................................................... 137
5.7. Язык правил сематического веба SWRL.......................................... 142
5.8. Правила в языке SPARQL: SPIN ........................................................ 143
5.9. Немонотонные правила: назначение и синтаксис ........................ 145
5.10. Пример немонотонных правил: посреднические сделки ......... 147
5.11. Язык разметки правил RuleML ......................................................... 151
5.12. Выводы ...................................................................................................... 153
Рекомендуемая литература .......................................................................... 153
Упражнения и проекты .................................................................................. 155
Глава 6. Приложения ...............................................158
6.1. GoodRelations ............................................................................................ 158
6.2. BBC Artists.................................................................................................. 162
6.3. Сайт BBC World Cup 2010 ................................................................... 164
6.4. Правительственные данные .................................................................. 168
6.5. New York Times .......................................................................................... 170
6.7. OpenCalais ................................................................................................... 172
6.8. Schema.org ................................................................................................... 173
6.9. Выводы ......................................................................................................... 174
Глава 7. Онтологический инжиниринг .........................175
7.1. Введение ...................................................................................................... 175
7.2. Ручная разработка онтологий .............................................................. 176
7.3. Повторное использование существующих онтологий ................ 180
7.4. Полуавтоматическое построение онтологий .................................. 183
Стр.7
Содержание 7
7.5. Отображение онтологий ....................................................................... 187
7.6. Использование реляционных баз данных ....................................... 189
7.7. Архитектура приложений семантического веба ........................... 191
Рекомендуемая литература .......................................................................... 195
Упражнения и проекты .................................................................................. 196
Глава 8. Заключение ...............................................201
8.1. Принципы ................................................................................................... 201
8.2. Что дальше? ................................................................................................ 203
Приложение А. Основы XML .....................................205
А.1. Язык XML .................................................................................................. 205
А.2. Структурирование информации ........................................................ 209
А.3. Пространства имен.................................................................................. 222
А.4. Адресация и запросы к XML-документам ...................................... 223
А.5. Обработка ................................................................................................... 229
Предметный указатель ............................................236
Стр.8