武漢OA信息化的基本XML和RDF技術(shù)（四）：問題跟蹤程序模式

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知識管理的基本XML和RDF技術(shù)（四）：問題跟蹤程序模式

Uche Ogbuji（uche.ogbuji@fourthought.com）

首席顧問，F(xiàn)ourthought，Inc.

2002 年 2 月

Uche Ogbuji 繼續(xù)研究 RDF 如何與 XML 相結(jié)合以能夠進(jìn)行知識管理。在這一部分中，他深入研究了 RDF 世界中的建模，而且開始考慮開發(fā)問題跟蹤程序的模式以及它與面向?qū)ο蠛完P(guān)系建模之間的相似與不同。讀者將學(xué)習(xí)各種技巧、技術(shù)和最佳實踐，以便從 XML 數(shù)據(jù)開發(fā)有效的知識 管理模型。

目前為止，在對問題跟蹤程序應(yīng)用的研究中，我已經(jīng)通過示例討論了從 XML 數(shù)據(jù)抽取 RDF 數(shù)據(jù)、實現(xiàn)這一抽取的技術(shù)以及與 RDF 有關(guān)的無謂紛擾引起的一種簡潔的語義搜索功能?，F(xiàn)在，我將進(jìn)一步研究各模式在使用 RDF 將知識管理功能部件構(gòu)建到 XML 應(yīng)用程序中時所起 的作用。

關(guān)系與對象數(shù)據(jù)庫模式，以及甚至 XML 模式，都為數(shù)據(jù)驅(qū)動的應(yīng)用程序提供文檔、指導(dǎo)和控制。RDF 模式更為寬松和一般化；它們陳述放入 RDF 模型中的資源的分類。在這一部分和下一部分中，我們將同時使用 W3C RDF 模式（RDFS）規(guī)范和“DARPA 代理標(biāo) 記語言／存在推論語言（DARPA Agent Markup Language/Ontology Inference Language，DAML+OIL）”來考慮問題跟蹤程序 RDF 語句的模式。DAML+OIL 是 W3C 規(guī)范的重要擴展和改進(jìn)。對 RDFS 和 DAML+OIL 有些熟悉是有用的，盡管我會對在我的示例和討論中所運用的大部分概念進(jìn)行介 紹。

那只代表了您的類

RDFS 和 DAML+OIL 都以資源分類為中心。在本專欄的前幾部分中，您可能已經(jīng)注意到問題跟蹤程序 RDF 沒有足夠的分類。事實上，目前為止，它根本沒有使用過任何類和類型。這對 RDF 系統(tǒng)毫無問題。就問題跟蹤程序來說，由于幾乎任何資源都可以用問題來標(biāo)記 — 而且問題幾乎可 以是我們能附加作者、注釋和操作的任何事物 — 所以嚴(yán)格的分類可能不自然，而且只會起阻礙作用。

不過，RDF 的長處之一是：它不需要那種許多面向?qū)ο螅∣O）語言所要求的嚴(yán)格的分類。它關(guān)于類和類型的概念更一般化，并可以由模型設(shè)計者來解釋。類可以是您可能要用于資源的任何一種組織的核心。它不必是一個有條理的樹，如生物的科學(xué)分類。例如，在 XML 世界中，“采購訂 單”常常作為一個幾乎不可能標(biāo)準(zhǔn)化的文檔示例（即使想盡辦法使用 XML）使用。這是因為有無數(shù)方法可以對 PO 進(jìn)行分類、細(xì)分類和常規(guī)地設(shè)想。所以特別設(shè)計了 RDF 來調(diào)節(jié)這種混亂。

通過提出了將類作為類型的自然指示符這一想法，RDFS 引入了一些 OO 開發(fā)的世界觀。確實有許多 RDF 實現(xiàn)都遵循這一示例，也許是因為 OO 技術(shù)近來已廣受矚目。但是，我認(rèn)為有一點非常重要值得注意：該模式對 RDF 本身來說并不是根本的。

這些都是相當(dāng)深奧的概念，因此需要一個具體的示例。想想電話號碼。如果我們要以某種分類模式搞清電話號碼，那就有許多方法可以考慮：

電話號碼是一種號碼。

電話號碼是一種聯(lián)系數(shù)據(jù)。

電話號碼是一種資產(chǎn)（詢問那些為保留可以在數(shù)字小鍵盤上拼出它們商標(biāo)的免費電話號碼而競爭的美國企業(yè)）。

免費號碼是一種電話號碼。

傳真號碼是一種電話號碼。

您會發(fā)現(xiàn)有些典型的層次結(jié)構(gòu)具有 OO 思想顯而易見的特點。您還會發(fā)現(xiàn)有些重疊和嘗試性的分類易于在已建立的 OO 實踐中導(dǎo)致問題。如果您想引發(fā)一次討厭的問題，只要向任何一個 OO 開發(fā)人員詢問“死亡鉆石”或“不能飛的鳥”。以上，“kind of”常常映射為 OO 概念的“is-a”關(guān)系，而且通常將對象類型定義為 OO 實現(xiàn)語言的內(nèi)置語義的結(jié)果。

但是，在現(xiàn)實世界中，存在的類型要比類多?？纯聪铝姓Z句：

501-555-1111 是 Mark 的工作號碼。

500-555-1234 是 Mark 的家庭號碼。

使用 500-555-1234 作為 Mark 的緊急聯(lián)系號碼。

在 555 交換機以外的地方，必須用 10 位撥號方式撥打 555-1234。

這些語句都定義了一個電話號碼的特征。它們的分類沒有第一組示例清楚，而且事實上在 OO 世界觀中，可以用許多方法（如屬性和關(guān)聯(lián)）來表示它們，而很少使用類型化。但是，考慮到人們通常思考此類特征的方法，沒有理由認(rèn)為它們不是與第一組語句差不多的類型。很自然地認(rèn)為“工作號碼是一個類型（type of）的電話號碼”，而對于 501 區(qū)號內(nèi)的位置，“10 位號碼”自然就是一個“類型”的電話號碼。在 RDF 中，應(yīng)該使用 rdf:type 謂詞來表示這些特征。事實上，請考慮 vCard/RDF 提議，它是一個 W3C 注釋：建議從非常流行的 vCard 聯(lián)系規(guī)范模式轉(zhuǎn)換到 RDF。vCard/RDF 使用 rdf:type 來區(qū)分工作號碼和家庭號碼、傳真號碼和語音號碼、因特網(wǎng)郵箱和 Lotus Notes 郵箱等。它也將 rdf:type 用在公共 RDFS 含義中：表示在其數(shù)據(jù)模型中的分類。

但是，如果以這樣有分歧的方法使用相同的謂詞（rdf:type），不會產(chǎn)生含糊不清的危險嗎？我認(rèn)為這種情況要求將 rdf:type 的各種使用細(xì)化，而且 RDFS 最好是引入 rdf:type 的子特性，稱為 rdfs:type，如果那太混淆的話，干脆使用 rdfs:classificationType。 同樣地，vCard 可以創(chuàng)建 rdf:type 的子特性，稱為 vCard:contactType，來區(qū)分它所用類型的各種概念。

問題的計劃

問題跟蹤程序不需要執(zhí)行許多與類型化和分類有關(guān)的簡潔操作，但是以上的討論激勵了這一想法：何不相當(dāng)松散地構(gòu)造類型、類及其它模式事物呢？在我曾參與的許多 RDF 項目中，為了推敲出這一模式，常會坐在放著許多面包圈和咖啡因飲料的桌子旁苦思冥想。這是從 OO 開發(fā)和關(guān)系 DBMS 世界中借鑒過來的一種清教徒般的認(rèn)真。但是，迄今在使用問題跟蹤程序時，我甚至在轉(zhuǎn)而同意這一模式之前就已經(jīng)使用了一些實例。沒有任何理由可以不這樣做。我們將問題附加到任何基于 Web 的資源，并且寫出關(guān)于這些問題極其松散的語句。

該談?wù)勀Ｊ搅?。清?1 是一個 XML 片段，說明了一個問題的 RDFS 類：

清單 1. Issue 類


Issue
A problem, suggestion or other matter for action
or discussion relevant to a resource

該代碼聲明了一個問題的內(nèi)聯(lián)（因為使用 ID）RDFS 類。注意 label 和 comment — 我想它們是非常重要的，而且在我的實踐中，我需要每個定義的資源（特別是模式元素）都有這兩者。label 尤其重要，因為智能 RDF 工具能夠使用它們?yōu)橘Y源提供用戶友好的名稱，而不是難看的 URI。

清單 2. Author 類以及 issue 和 author 特性


Author
A person raising or posting an issue

issue
Associate an issue with its resource

author
Associate an issue with whoever posted it

這里，我們定義了特性 issue。range 語句聲明任何有 issue 謂詞的語句的賓語，其 rdf:type 必須為 Issue。我們沒有對這種語句（應(yīng)為 domain 語句）的主語做任何這樣的限制，因此實際上，任何資源都可以有 issue 謂詞，這是我們的意圖。用 domain 和 range 定義了 author 特性，該特性成為 Dublin Core 中“creator”元數(shù)據(jù)元素的子特性。這意味著任何有 author 特性的 issue 都自動聲明還有 dc:creator 特性。這是 一個普通而有用的技術(shù)，在這種情況下意味著熟悉 Dublin Core 的代理軟件將在一定程度上能夠處理我們的問題跟蹤程序元數(shù)據(jù)，而不會有任何問題。這一訣竅其實是語義的 Web 基礎(chǔ)的一部分。

如果此時您已經(jīng)回到實例數(shù)據(jù)以與我們正在構(gòu)建的模式進(jìn)行比較，則可能正在迷惑：“但是，這與我們一直在使用的實例并不匹配呀?！崩?，我們有實例：

清單 3. 以前實例中的代碼片段

這好象違反了我們設(shè)置的約束，因為沒有將 ID i2001030423 的資源的 rdf:type 聲明為 Issue，也沒有將 ID“uogbuji”的資源的 rdf:type 聲明為 Author。

是否真的違反了模式實際上可能取決于我們?nèi)绾谓忉屇Ｊ?。最常見的解釋是：如果在模型中沒有語句滿足約束的條件（如 domain 或 range），則該模型是不一致的 — 通常是一個錯誤情況。這被稱為 RDF 模式的一個限制性角色。它也是有時稱為“封閉世界”假設(shè)的一部分，因為在查詢 時，它不考慮任何模型中不明白的事物。

但是，有另一個不太常用但非常有趣的方法。在本文中定義的約束之一宣稱：如果某個資源有 author 特性，則它的 rdf:type 必須是 Issue。那么，就可以根據(jù) i2001030423 資源上存在所說的特性推理出它必定有所需的類型。簡而言之，處理器可以有效地生成滿足約束的語句。這被稱為 RDF 模式的一個生成性或推斷性作用。這近似于人們?nèi)绾翁幚韺嶋H世界的變遷，因而也近似于語義的 Web 后面功能強大的想法。但是，有了這一功能，也帶來了知識表示方面的棘手缺陷。

在此學(xué)到的最重要的教訓(xùn)是：即使我們從原型 RDF 實例開始，并且逐步建立了一個乍看好象我們之前的努力都是無效的模式，但是所有這一切都是對的。多虧 RDF 的寬宏大量（我不會隨便用這個詞），所以一切都是對的。作為一個經(jīng)驗豐富的建模者／設(shè)計者，我必須說這一能力和靈活性是 RDF 基本優(yōu)勢之一，也是它很難被按傳統(tǒng) OO 和關(guān)系思考的人所掌握的原因之一。

結(jié)束語

我們已經(jīng)到達(dá)這一部分的結(jié)尾，但是我希望您會發(fā)現(xiàn)在我們進(jìn)行的過程中介紹和討論重要的建模概念是有用的。如果是我剛開始學(xué)習(xí)可擴展元數(shù)據(jù)，我會很感謝有這樣的過程。在本專欄的下一部分中，我們將使 RDFS 形式的問題跟蹤 程序模式更趨完美，還會討論這一模式的 DAML 形式。

參考資料

Pierre-Antoine Champin 編寫了一份極好的 RDF Tutorial，其中也介紹了 RDFS。

RDFS 規(guī)范實際上仍只是 W3C 的備選建議。最近的 RDFCore 活動很可能促成它的最終完成。

Dave Beckett 制作了一份方便有用的 RDF 和 RDFS 概念的參考。

有許多好的資料可供進(jìn)一步的學(xué)習(xí)，包括 An Extensible Approach for Modeling Ontologies in RDF(S)，這篇文章討論了使用 RDFS 進(jìn)行存在論的建模，包括公理建模（例如，象“所有人都會死”這樣的一般陳述）。

還有 Walter W. Chang 寫的 W3C 注釋：A Discussion of the Relationship Between RDF-Schema and UML。

www-rdf-interest 上的這一公告也值得一看，它總結(jié)了 Graham Klyne 和 Stephen Cranefield 之間的私人交流信息，包括對 UML 和 RDF 建模相交部分的一些見解。

關(guān)于作者

Uche Ogbuji 是 Fourthought Inc. 的顧問兼共同創(chuàng)始人，該公司是專為企業(yè)知識管理提供 XML 解決方案的軟件供應(yīng)商和顧問。Fourthought 開發(fā)了 4Suite，它是 XML、RDF 和知識管理應(yīng)用程序的開放源碼平臺。 Ogbuji 先生是一位出生于尼日利亞的計算機工程師和作家，他現(xiàn)在在美國科羅拉多州博耳德（Boulder）生活和工作?？梢酝ㄟ^ uche.ogbuji@fourthought.com 與 Ogbuji 先生聯(lián)系。

瀏覽：知識管理的基本XML和RDF技術(shù)（一）

知識管理的基本XML和RDF技術(shù)（二）

知識管理的基本XML和RDF技術(shù)（三）

知識管理的基本XML和RDF 技術(shù)（五）

知識管理的基本XML和RDF技術(shù)（六）