前　　言

与传统观念不同的是，信息系统作为量身定做的、成本密集型的数据库应用的时光一去不复返了。这种变化一部分是受到逐渐成熟的软件产业的推动（软件产业大量使用了现成的通用组件和标准的软件解决方案），而另一部分则是由于信息革命的冲击。反过来，这种改变导致了对信息服务的一系列全新需求，即要求其表示模式与交互模式的统一性、软件体系结构的开放性以及使用范围的全局性。这些需求主要来自诸如电子商务、银行业、制造业（包括软件产业本身）、培训、教育和环境管理等领域，恕不一一列举。
未来的信息系统必须支持与各种运行在异构平台和分布式信息网络上的独立多厂商数据源和遗留应用的平滑交互。元数据在描述这类数据源并使之融合为一体时将起到至关重要的作用。
同时，面向社区的更多样化交互模式将必须由下一代信息系统来提供支持。这些交互可能涉及导航、查询和检索，并且必须与个性化通知、标注和分析机制相结合。这些交互也将必须提供与应用软件的智能化接口，并且需要动态地集成到定制的、高度连接的协同环境中。此外，政府和企业等在信息资源上大量投资，需要特定的措施来确保其内容的安全性、保密性和准确性。
所有这些都是下一代信息系统所面临的挑战，我们将这样的系统称为协同信息系统（cooperative information system）。
专业地讲，协同信息系统将服务于以内容–社区–商务（content-community-commerce）为特征的多样化需求。这些需求源自现有的软件解决方案（例如企业资源规划系统和电子商务系统）的当前发展趋势。
建立协同信息系统的一个主要挑战在于开发新技术以满足目前大量投资的信息资源和系统不断增强和演化的需要。这些技术必须提供一个恰当的基础设施以支持软件开发和演化。
协同信息系统的早期研究成果正在成为面向社区的信息门户或网关的核心技术。如一个提供“一站式购物”的网关提供了广泛的信息资源和服务，从而获得了一个忠实的用户群。
面向协同信息系统的研究进展并非来自信息技术中的单一研究领域。数据库和基于知识的系统、分布式系统、群件以及图形用户界面都已经是成熟的技术。随着个别技术的逐步完善，技术进步的最大杠杆将来自建立和管理一个无缝连接的协同信息系统的进展。
数据源中的数据之所以有用，是因为它们建立了现实世界及其主题（或应用程序、论域）的部分模型。数据语义（data semantic）的问题在于建立和维护数据源，即模型（model）和它所涉及主题间的对应关系。这些模型可以是存储某公司员工资料的数据库，描述零件、项目与供应商的数据库模式，提供大学信息的网站，或描述滑铁卢战役的一个纯文本文件。这样的问题自从第一个数据库出现之后就一直与我们相伴。然而，只要数据库的运行环境仍然是封闭和相对稳定的，该问题就仍然可控。在这样的环境下，数据的含义可以从数据库中正确地提取出来，并委托给一小组常规用户和应用程序。
万维网的出现改变了这一切。今天的数据库已经以某种方式在万维网上可用，其中用户、应用程序及其使用都是开放的，而且处于不断变化之中。在这样的环境下，数据的语义必须随数据一起创建。对于人类用户，通过选择适当的表示形式来实现。但是对于应用程序，这种语义则必须以一种形式化的、机器可处理的形式提供。因此需要语义网。
毫不奇怪，蒂姆·伯纳斯–李的倡议受到了研究人员和开发人员等的巨大关注。现在已有国际语义网系列会议、爱思唯尔出版的《Semantic Web Journal》，以及产业委员会正在关注第一代语义网技术标准。
本书介绍了语义网概念，包括XML、DTD和XML模式，RDF和RDFS，OWL，逻辑和推理等。本书的另一个特色是通篇使用例子和应用来展现概念。希望读者会觉得本书有趣、精辟，并从中受益。

目　　录

第1章　语义网的愿景
1.1　引言
1.1.1　语义网的动机
1.1.2　语义网的设计方案
1.1.3　语义网的基础技术
1.1.4　从数据到知识
1.1.5　语义网的万维网体系结构
1.1.6　如何由此及彼
1.1.7　我们的现状
1.2　语义网技术
1.2.1　显式元数据
1.2.2　本体
1.2.3　逻辑
1.2.4　语义网与人工智能
1.3　一种分层方法
1.4　本书内容安排
1.5　小结
建议阅读

第2章　描述万维网资源：RDF
2.1　引言
2.2　RDF：数据模型
2.2.1　资源
2.2.2　属性
2.2.3　声明
2.2.4　图
2.2.5　指向声明和图
2.2.6　处理更丰富的谓语
2.3　RDF语法
2.3.1　Turtle
2.3.2　其他语法
2.4　RDFS：添加语义
2.4.1　类和属性
2.4.2　类层次和继承
2.4.3　属性层次
2.4.4　RDF和RDFS的分层对比
2.5　RDF模式：语言
2.5.1　核心类
2.5.2　定义联系的核心属性
2.5.3　限制属性的核心属性
2.5.4　对具体化有用的属性
2.5.5　容器类
2.5.6　效用属性
2.5.7　示例：住房供给
2.5.8　示例：汽车
2.6　RDF和RDF模式的定义
2.6.1　RDF
2.6.2　RDF模式
2.7　RDF和RDF模式的公理化语义
2.7.1　方法
2.7.2　基本谓词
2.7.3　RDF
2.7.4　RDF模式
2.8　RDF和RDFS的一个直接推理系统
2.9　小结
建议阅读
练习和项目

第3章　查询语义网
3.1　SPARQL基础设施
3.2　基础知识：匹配模式
3.3　过滤器
3.4　处理一个开放世界的构造子
3.5　组织结果集
3.6　其他形式的SPARQL查询
3.7　查询模式
3.8　通过SPARQL更新来增加信息
3.9　“跟着感觉走”原则
3.10　小结
建议阅读