目录

1. 本体论简介

2. 入门指南

3. 示例图

4. 使用 ODM 进行建模

4.1 OWL关系示例

4.2 OWL 关系及语义示例

4.3 OWL 元素&关系

4.4 RDF 元素&关系

5. 导入 OWL/RDF XML

6. 导出 OWL/RDF XML

7. ODM 命令

8. 更多信息

管理资源描述框架和网络本体语言模型

ODM UML 规范是对象管理小组（OMG）为企业架构师提供的本体定义元模型的实现版本。它在Enterprise Architect软件（9.2 版或更高版本）中提供了本体建模功能，使您能够在完全集成的建模环境中为您的项目领域开发大规模的本体。

通过ODM配置文件，您可以使用以下功能：

• 资源描述框架（RDF）的UML配置文件
• 面向网络本体语言（OWL）的UML配置文件
• 定制图表类型和工具箱页面，便于快速访问元素和关系，从而有效地对本体和资源进行建模
• 用于快速开始进行本体建模的模型模板
• 导入和导出RDF和OWL文件的命令，以及为ODM包定义新的命名空间和为OWL和RDF元素创建新标签

本体论

本体论为某一领域内的信息共享定义了通用的词汇表。它们为该领域内的基本概念以及它们之间的关系提供了标准化且可被机器理解的定义。经过正式定义的本体论使利益相关者能够：

• 在彼此之间或在软件代理之间达成对信息结构的共识
• 复用领域知识
• 明确地将领域假设编纂成规则
• 将领域知识与操作知识分离
• 有效地分析领域知识

OMG ODM

“本体定义元模型”已被对象管理组织（OMG）正式确立为一项标准。

它为模型驱动架构（MDA）定义了一组重要的支持性功能，用于对业务语义和分类体系进行形式化表示，以及基于这些形式化内容的知识表示。它还对统一建模语言（UML）进行了扩展，以提供用于定义本体的自定义建模符号。这些扩展包括：

• 资源描述框架（RDF）用于表示网络中的数据、属性及信息的正式语义
• 网络本体语言（OWL）用于表示词汇表中的术语及其相互关系；OWL 通过扩展 RDF 来定义领域信息以及相关的领域含义

1.本体论简介

在对不同组织进行建模并处理信息交换时，您需要对术语及其之间的关系设定一致的定义。通过使用本体论，您可以定义您对特定领域的了解，并在您的信息模型中引用这些定义。最初，网络本体语言（OWL）和资源定义框架（RDF）纯粹是为了实现元数据和语义的机器间交换而定义的。如今，OWL 和 RDF 已合并形成本体定义元模型（ODM），它支持对这些语言进行更易于人类理解的抽象建模。Enterprise Architect 提供了多种建模功能，用于以各种方式与元数据进行交互，以满足各种目的。以下主题介绍了用于 ODM 的 MDG 技术，提供了本体的定义，并展示了如何将它们与 Enterprise Architect 的其他功能相结合，以解决在完全集成的建模环境中开发大规模本体的关键挑战。这些本体论可以与诸如统一建模语言（UML）、系统建模语言（SysML）和 UPDM 等其他建模语言相关联。

本体论的优势

本体论的真正价值在于其能够以正式的方式定义并共享某一行业领域以及不同领域之间的标准化知识。然而，创建此类本体论在逻辑和技术层面都可能很快变得是一项艰巨的任务。存在四个关键挑战：

• 利益相关者赋能：能够调动领域专家、分析师、管理人员、从业者和实施者，为本体论贡献价值的能力
• 可维护性：能够根据先前的基准对本体论进行更新、比较和修订的能力
• 可复用性：能够为反复使用的开发项目定义本体模板的能力
• 可追溯性：能够在本体元素内进行“向下钻取”或“向上钻取”，以可视化其相互关系的能力。

在本体论开发环境中解决此类挑战，很快就会超出传统基于 XML 的本体工具的范围。这需要投入额外的应用程序，这些应用程序在核心开发活动之外运行。这就是为什么 Enterprise Architect 使用 ODM 支持将本体论开发集成到可视化建模平台中，以在更抽象的层面上简化建模，同时保持 OWL 和 RDF 规范中定义的必要细节，并提供与系统开发中使用的其他建模语言的连接和互操作性。

四级本体论层次结构

网络本体语言 OWL 提供了一种表示知识以及描述分类体系和分类图谱的方法。名词（顶点）代表对象的类别，动词（边）则模拟对象之间的关系或联系。OWL 语言是这一层次结构中的最顶层元素，它基于 W3C 的模式定义语言资源描述框架模式（RDFS），后者是对基本的元数据标记语言资源描述框架（RDF）的专门化。

与类模型的关系

资源描述框架（RDF）的数据模型与传统的概念建模方法（如实体关系模型或统一建模语言（UML）类图）类似。RDF 基于这样的理念：对资源（特别是网络资源）进行陈述，并以以下形式表达出来：

主语-谓语-宾语

这些表述被称为“三元组”，因为它们包含三个元素或部分。主语表示资源本身，谓语表示资源的特征或方面，并表达了主语与对象之间的关系。

例如，在 RDF 中表示“这辆车是红色的”这一概念的一种方式是通过这样的三元组来实现：一个表示“这辆车”的主语，一个表示“具有颜色”的谓语，以及一个表示“红色”的宾语。

因此，RDF 使用主语而不是对象（或“实体”）来表示信息，这与面向对象设计中常见的“实体-属性-值”模型有所不同：实体（汽车）、属性（颜色）和值（红色）。

在 UML 类图中，建模人员会将这一概念表示为一个名为“汽车”的类，并添加一个名为“颜色”的属性。该类的一个实例（对象）可以将“颜色”属性的值设为“红色”。

2. 入门指南

建模人员通常会在项目分析阶段创建语义模型，此时一组信息专家或信息建模人员需要就某一特定资源达成共同的理解。以下情况是语义模型及其所描述的图表的典型应用场景。

• 为语义网应用程序提供人类和机器可读的信息
• 记录或描述知识管理系统

选择视角

Enterprise Architect 将该工具的大量功能划分为多个视角（Perspectives） ， 这可以确保我们专注于特定任务并使用所需的工具，而不会被其他功能干扰。要在EA中使用本体定义元模型功能，我们首先需要选择此视角：

<视角名称>信息交换 >本体定义 ODM

设置视角后，将确保“本体定义元模型”图表、其工具箱以及其他该视角的特性都能默认启用。

创建图表

在选择了 ODM 视图的情况下，可以通过在浏览器窗口中选择相应位置，并从上下文菜单或浏览器工具栏中选择“新建图表”选项来添加新图表。随后将看到“模型构建器（ Model Builder ）”对话框中的图表构建器（ Diagram Builder ）选项卡页面，其中包含三个可用的 ODM 图表：

OwlDefinition - 本体定义图 用类、属性和关系来描述本体论，用于正式描述本体概念。

OwlFacts - 本体事实图 基于描述知识库的各个本体类实例的事实来描述本体论。

RDFDefinition - 资源定义图描述用于定义本体的元数据。

您还可以从模型构建器（ Model Builder ）中使用 ODM 提供的一些内置模式来创建任何类型的图表。花些时间阅读该模式的说明，以便理解该图表以及作为该模式一部分将被插入的对象。

创建命名空间

正如一个包为 UML 模型提供了命名空间一样，一个本体（基于一个包）也为 OWL 模型定义了命名空间。同样地，一个文档（作为元素和关系的容器）为 RDF 模型定义了命名空间。这两个元素都需要描述重要信息的元数据，包括将作为标识符基础的 URI 。

命名空间定义用于RDF和OWL中引用和/或导入外部指定的术语、词汇或本体。

在浏览器窗口中或在打开的图表中，选择 RDF 或 OWL 包来定义命名空间。

通过使用“docked”属性窗口，找到“RDF文档”或“OWL 语义网”属性的属性窗口。

点击 namespaceDefinition 属性左侧的小三角形，查看标签的子元素。

点击 namespacePrefix 和 namespaceURI “value” 字段以获取新命名空间定义，输入相应的新值。

3. 示例图

以下图表展示了 OWL 和 RDF 图形的示例，这些图形展示了类和关系的使用情况，其中包括 Owl 和 RDF 类、owlIndividuals 以及 rdfsSubClassOf 和 rdfsSubPropertyOf 关系。

OWL Definition Diagram（OWL定义图）

以下是一个 OWL 定义图的示例，该图展示了一个基本的 OWL 陈述或三元组。

根据 RDF 标准，ODM 使用与实体关系相对应的元素三元组；它采用的是“主体-谓词-对象”的形式，而非“实体-属性-值”。主体和对象通过 OWL 类来定义，而谓词则通过对象属性来定义。

一个被建模为 OWL 类的动物具有“HasFather ”这一属性，该属性被建模为一个对象属性，而“ ObjectMale ”则被建模为另一个 OWL 类。

OWL Facts Diagram（OWL事实图）

以下是一个 OWL Fact（事实）图示的示例，它展示了多个 OWL Fact（事实）。

Fact model(事实模型)用于定义关于某些对象的特定属性，这些对象是类的实例。该图表展示了基于特定类所定义的多个个体，例如：Tim是男性，Leanne是女性。

该模型进一步扩展，以展示关于另外两名个体的相关信息，这些信息涉及女性个体Paulene与她父母之间的关系。具体而言，它表明她有一位男性父母Tim和一位女性父母Leanne。而另一位个体Benjamin则有一位男性父母Tim和一位女性父母Jane。

RDF Definition Diagram（RDF定义图）

以下是一个 RDF 图表的示例，该图表描述了联系人的位置信息，其中定义了一个名为“Address”的 RDF 属性，并且该属性的 rdfsDomain（即属性的范围）与多个详细描述地址的 RDF 属性相关联，这些属性包括邮政编码、街道、城市、国家等等。

OWL限制用途

OWL 中的限制用于定义一个与 SQL 的 Where 子句类似的受限集合。它通过使用 onProperty 标签和诸如 allValuesFrom 或 someValuesFrom 这样的值约束来定义规则。Restriction 元素通常与 OWL 的其他关系（如 subClassOf）配合使用。例如，继续关于披萨配料的主题，对于“洋蓟配料类”：

< rdfs:subClassOf >

< owl:Restriction >

< owl:onProperty rdf:resource ="#hasSpiciness"/>

< owl:someValuesFrom rdf:resource ="#Mild"/>

</ owl:Restriction >

</ rdfs:subClassOf >

这相当于英语自然语言表述：“一种洋蓟酱料是一种具有 hasSpiciness（辣度）属性为 mild （微辣）的蔬菜酱料。”

4.使用 ODM 进行建模

为 ODM 提供了两组工具箱页面：

• 用于定义概念图和事实概念图的网络本体语言（OWL）页面
• 用于资源定义图的资源描述框架（RDF）页面。

这些工具箱包含了两类元素（类和属性）以及各种关系。对于 OWL 来说，关系部分有两页不同的页面：OWL 关系和语义关系。

打开方法

按照此处列出的方法之一来显示 ODM 图表工具箱，然后点击以展开“网络本体语言”页面或“资源描述框架”页面。

菜单	设计 > 图 > 工具箱 : 显示“找工具箱项”对话框并指定“ODM”
键盘快捷键	Ctrl+Shift+3 ： > 在“找工具箱项”对话框中指定“ODM”
其他	图表标题栏|点击图标 显示 图表工具箱 ： > 在“找工具箱项”对话框中指定“ODM

4.1 OWL关系示例

Domain（领域）

一个域指的是使用特定属性的 RDF 陈述所涉及对象所属的类别。在本示例中，“hasAddress”对象属性适用于名为“人”的一类“事物”。因此，根据此定义，“hasAddress”属性仅适用于人，且仅限于人这一类。

Range （范围）

Range是RDF语句中使用某一属性时所属对象（值）所属的类。在这个例子中，hasAddress 对象属性适用于一个名为 Address 的“事物”类。因此，根据该定义，hasAddress 属性具有地址对象。

Sub Class of（子类）

子类别关系描述了OWL等级之间的族谱关系。例如，意大利辣香肠配料（Pepperoni Topping ）和海鲜配料（Seafood Topping） 都是披萨配料（Pizza Topping） 的类型。关系顶部的三角形标记指向更通用的OWL等级。

Sub Property Of（子属性）

关系子属性描述了 OWL 属性之间的族谱关系 。RDF 属性是由唯一标识符定义的一等实体。RDF subPropertyOf 关系定义了两个属性之间的特化关系，表明某个给定属性（尾端）是另一个 RDF 属性（箭头端）的子属性。例如，hasBase（有底料）是 hasIngredient（有配料）的子属性。关系末端的三角形标记指向更通用的 OWL 类。

4.2 OWL 关系及语义示例

我们已经看到了一些核心的 OWL 关系的实例，比如“Domain（领域）”和“Range （范围）”，接下来我们将探讨那些进一步对本体中的类进行限定和约束的语义关系。

Disjoint With（互斥于/与……不相交）

Disjoint With（互斥于/与……不相交）语义关系描述的是：一个元素不能同时是 MeatTopping（肉类配料） 类和 VegetableTopping（蔬菜配料） 类的实例。该本体显式地定义了类与实例之间的关系，从而确保人类和计算机都能理解我们所描述领域的规则。

Complement Of（补集关系）

“Complement Of（互补于）关系描述的是这样一种类别的概念：位于关系箭头那一端的类，其个体恰好是不属于关系直线那一端的类的那些个体。它类似于逻辑上的否定：该类的扩展由那些 不属于互补类扩展的个体组成。

在这个例子中，海鲜（Seafood）配料和肉类（Meat）配料都不是素食（Vegetarian）配料。

Union Of（联合）

在该示例中，素食配料 OWL 类与多种“素食”配料相关联，包括蔬菜和香草香料配料。这种关系的箭头指向更通用的类别之外。

在这个示例中，Vegetarian Topping（素食配料）这个 OWL 类连接到了多个‘素食'配料，包括 Vegetable（蔬菜类配料）和 Herb Spice Topping（香草香料配料）。关系箭头的方向是从更通用的类指向更具体的类。”

4.3 OWL 元素&关系

本主题解释了网络本体语言（OWL）工具箱中本体定义图和本体事实图的每个图标。

访问

在 图表工具箱 中，点击 显示“查找工具箱项”对话框，并指定“ODM 1.0”或“网络本体语言”。

OWL元素

OWL属性（元素）

OWL关系

OWL语义学（关系）

4.4 RDF 元素&关系

本表对资源描述框架（RDF）工具箱页面上的每个图标进行了解释，用于资源定义图。

访问

在 图表工具箱 中，点击 显示“查找工具箱项”对话框，并指定“ODM”或“资源描述框架”。

OWL元素

RDF关系

5. 导入 OWL/RDF XML

Enterprise Architect支持将 OWL 或 RDF 文件导入到项目中。要导入的文件必须符合 OMG（对象管理组织）关于数据交换的规范要求。

访问

在 图表工具箱 中，点击 显示“查找工具箱项”对话框，并指定“ODM”或“资源描述框架”。

导入 OWL/RDF XML

6. 导出 OWL/RDF XML

Enterprise Architect支持将 OWL 或 RDF 模型导出为文件。需要导出的模型必须是正确的。

访问

在 图表工具箱 中，点击 显示“查找工具箱项”对话框，并指定“ODM”或“资源描述框架”。

导出 OWL/RDF XML

7. ODM 命令

在 Enterprise Architect 中，ODM 提供了四项管理命令，以帮助您维护 ODM 模型：

• 将 OWL/RDF 模型导出为 .rdf 或 .xml 文件
• 将 OWL 或 RDF 内容（以 .owl 或 .rdf XML 格式）导入为 ODM 模型包
• 为一个 rdfDocument 或 owlOntology 包创建一个新的命名空间定义
• 为有效的 RDF 或 OWL 元素（如 owlClass、objectProperty、rdfClass 或 rdfProperty）创建一个新的标签定义

访问

在 图表工具箱 中，点击 显示“查找工具箱项”对话框，并指定“ODM”或“资源描述框架”。

命令

命令	详情
导出 OWL/RDF	导出为OWL/RDF XML
导入OWL/RDF	导入OWL/RDF XML
定义新命名空间	确保在‘首选项'对话框中的‘显示重复标签'复选框已被勾选（‘开始 > 应用程序 > 首选项 > 首选项 > 对象'）。 在 浏览器窗口 中，选择 RDF 或 OWL 包以分配新的命名空间。 选择“定义新命名空间”命令。 双击选中的包，打开包的“属性”对话框，然后选择“RDF”页面。注意新增的 namespaceDefinition 标签。 点击新命名空间定义中的 namespacePrefix （命名空间前缀）和 namespaceURI （命名空间 URI）的“值”字段，然后输入相应的新值。 如有必要，可以点击之前的 namespaceDefinition 标签，然后点击“RDF”页面工具栏中的 图标。 点击“确定”按钮。
定义新标签	确保在“首选项”对话框（“开始 > 外观 > 首选项 > 首选项 > 对象”）中勾选了“显示重复标签”复选框。 在“浏览器”窗口中，选择要分配新标签的 RDF 或 OWL 元素。 选择“定义新标签”命令。 双击选中的元素，打开元素的“属性”对话框，然后选择“RDF”页面。注意新增的 label （标签）标签。 点击新标签定义中的“language语言”和“value值”字段，然后输入相应的新值。 如有必要，可以点击之前的 label 标签，然后点击“RDF”页面工具栏中的 图标。 点击“确定”按钮。

8. 更多信息

如需访问由对象管理组管理的本体定义元模型规范，请参见以下内容。

• ODM 1.0 规范

有关W3C OWL本体的信息，请参见以下内容：

• OWL - 语义网标准
• OWL 网络本体语言概述 - W3C
• OWL 网络本体语言参考 - W3C