Jena是德國北部的一座城市，有人說那是“一個讓我有歸屬感的地方”。
本文簡單介紹Jena（Jena 2.4），使用Protégé 3.1（不是最新版本）創(chuàng)建一個簡單的生物（Creature）本體，然后參照Jena文檔中的一個例子對本體進(jìn)行簡單的處理，輸出本體中的Class、Property等信息。
本文內(nèi)容安排如下：
Ø 介紹Jena
Ø 運行Jena
Ø Jena Ontology API
Ø 例子
Ø 參考資料
一、介紹Jena
Jena由 HP Labs（http://www.hpl.hp.com）開發(fā)的Java開發(fā)工具包, 用于Semantic Web(語義網(wǎng))中的應(yīng)用程序開發(fā)；Jana是開源的，在下載的文檔中有Jena的完整代碼。Jena框架主要包括:
a) 以RDF/XML、三元組形式讀寫RDF
資源描述框架是(RDF)是描述資源的一項標(biāo)準(zhǔn)(在技術(shù)上是W3C的推薦標(biāo)準(zhǔn))，Jena文檔中有一部分呢詳細(xì)介紹了RDF和Jena RDF API，其內(nèi)容包括對Jena RDF包的介紹、RDF模型的創(chuàng)建、讀寫、查詢等操作，以及RDF容器等的討論。
b) RDFS，OWL，DAML+OIL等本體的操作
Jena框架包含一個本體子系統(tǒng)（Ontology Subsystem），它提供的API允許處理基于RDF的本體數(shù)據(jù)，也就是說，它支持OWL，DAML+OIL和RDFS。本體API與推理子系統(tǒng)結(jié)合可以從特定本體中提取信息，Jena 2還提供文檔管理器（OntDocumentManager）以支持對導(dǎo)入本體的文檔管理。
c) 利用數(shù)據(jù)庫保存數(shù)據(jù)
Jena 2允許將數(shù)據(jù)存儲到硬盤中，或者是OWL文件，或者是關(guān)系數(shù)據(jù)庫中。本文處理的本體就是OWL文件讀入的。
d) 查詢模型
Jena 2提供了ARQ查詢引擎，它實現(xiàn)SPARQL查詢語言和RDQL，從而支持對模型的查詢。另外，查詢引擎與關(guān)系數(shù)據(jù)庫相關(guān)聯(lián)，這使得查詢存儲在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的本體時能夠達(dá)到更高的效率。
e) 基于規(guī)則的推理
Jena 2支持基于規(guī)則的簡單推理，其推理機制支持將推理器(inference reasoners)導(dǎo)入Jena，創(chuàng)建模型時將推理器與模型關(guān)聯(lián)以實現(xiàn)推理。
Protégé是一個開源的本體編輯器（目前的版本是Protégé 3.2），用戶可以在GUI環(huán)境下創(chuàng)建本體或者知識庫。有一種說法是：Jena對應(yīng)用程序就像Protégé對我們——我們使用Protégé操作本體，應(yīng)用程序則是使用Jena來做同樣的工作。當(dāng)然這些應(yīng)用程序還是得由我們來編寫。
二、運行Jena
可以在Jena的主頁（http://jena./downloads.html）下載Jena的最新版本，目前是Jena2.4版本。Jena是Java API，所以需要Java運行環(huán)境。本文使用的是jdk1.5.0_04和Eclipse3.2。
將下載的Jena-2.4.zip解壓到任意路徑，解壓之后生成Jena2.4文件夾，將Jena2.4 lib下的jar文件全部加入CLASSPATH，這樣就可以在任意的Java編輯器中調(diào)用Jena API了。在解壓目錄下有一個test.bat文件，用于配置的測試。在控制臺運行此程序，如果你的配置正確，測試將順利完成。
如果使用Eclipse，則可以通過修改工程的Java創(chuàng)建路徑的方法導(dǎo)入Jena jar文件。在Eclipse下創(chuàng)建Java工程，右健單擊工程名字，選擇“屬性/Properties”，在打開的對話框中選擇“Java創(chuàng)建路徑/Java Build Path”，在右邊標(biāo)簽中選擇“庫/Libraries”,之后選擇“添加外部文件/Add Extenal JARs”，找到Jena2.4 lib目錄下的所有jar文件并將其添加到工程。這樣就可以運行Jean文檔中的例子了。
三、Jena Ontology API
Jena2.4的Ontology API包含在ontology包（com.hp.hpl.jena.ontology）中，可以在目錄 Jena-2.4 src com hp hpl jena ontology下查看所有程序的代碼，Jena本體部分的說明網(wǎng)頁是 Jena-2.4 doc ontology index.html,本部分內(nèi)容以及程序的編寫主要參考這兩個文檔。
在語義網(wǎng)上有很多表示本體信息的本體語言，其中表達(dá)能力最強的是OWL，OWL按復(fù)雜程度分為 OWL Full、OWL DL和OWL Lite三個版本。其他的本體語言還有RDFS、DAML+OIL。Jena Ontology API為語義網(wǎng)應(yīng)用程序開發(fā)者提供了一組獨立于具體語言的一致編程接口。
Jena提供的接口本質(zhì)上都是Java程序，也就是.java文件經(jīng)過javac之后生成的.class文件。顯然，class文件并不能提示本體創(chuàng)建使用的語言。為了區(qū)別于其他的表示方法，每種本體語言都有一個自己的框架（profile），它列出了這種語言使用的類（概念）和屬性的構(gòu)建方式和URI。因此，在DAML框架里，對象屬性（）的URI是daml:ObjectProperty，而在OWL框架里卻是owl:ObjectProperty。RDFS并沒有定義對象屬性，所以在RDFS框架里，對象屬性的URI是null。
在Jena中，這種框架通過參數(shù)的設(shè)置在創(chuàng)建時與本體模型（Ontology Model）綁定在一起。本體模型繼承自Jena中的Model類。Model允許訪問RDF數(shù)據(jù)集合中的陳述（Statements），OntModel對此進(jìn)行了擴展，以便支持本體中的各種數(shù)據(jù)對象：類（classes）、屬性（properties）、實例（個體individuals）。
本部分簡單介紹要用到的幾個java類或者接口。
1．本體模型OntModel
本體模型（OntModel）是對Jena RDF模型的擴展（繼承自RDF模型），提供了處理本體數(shù)據(jù)的功能。使用Jena處理本體首先就是要建立一個本體模型，之后就能夠通過本體模型中所定義的方法操作模型，比如導(dǎo)入子模型（）、獲取模型中本體的信息、操作本體屬性以及將本體的表示輸出到磁盤文件等等。Jena通過model包中的ModelFactory創(chuàng)建本體模型，ModelFactory是Jena提供用來創(chuàng)建各種模型的類，在類中定義了具體實現(xiàn)模型的成員數(shù)據(jù)以及創(chuàng)建模型的二十多種方法。一個最簡單的創(chuàng)建本體模型的語句如下：
OntModel ontModel = ModelFactory.createOntologyModel();
該語句不含參數(shù)，應(yīng)用默認(rèn)設(shè)置創(chuàng)建一個本體模型ontModel，也就是說：它使用OWL語言、基于內(nèi)存，支持RDFS推理?？梢酝ㄟ^創(chuàng)建時應(yīng)用模型類別（OntModelSpec）參數(shù)創(chuàng)建不同的模型，以實現(xiàn)不同語言不同類型不同推理層次的本體操作。例如，下面的語句創(chuàng)建了一個使用DAML語言內(nèi)存本體模型。直觀地講，內(nèi)存模型就是只在程序運行時存在的模型，它沒有將數(shù)據(jù)寫回磁盤文件或者數(shù)據(jù)庫表。
OntModel ontModel = ModelFactory.createOntologyModel( OntModelSpec.DAML_MEM );
更多類型設(shè)置可以參照OntModelSpec類中的數(shù)據(jù)成員的說明。
我們所使用的本體是從OWL文件獲得的，也就是說，是從磁盤讀取的。讀取的方法是調(diào)用Jena OntoModel提供的Read方法。例如
ontModel.read("file:D:/temp/Creatrue/Creature.owl");
就是讀取位于D盤相應(yīng)目錄下的Creature.owl文件以建立本體模型。Read方法也有很多重載，上面調(diào)用的方法以文件的絕對路徑作為參數(shù)。其他的方法聲明如下
read( String url );
read( Reader reader, String base );
read( InputStream reader, String base );
read( String url, String lang );
read( Reader reader, String base, String Lang );
read( InputStream reader, String base, String Lang );
2．文檔管理器Document manager
本體文檔管理器（OntDocumentManager）是用來幫助管理本體文檔的類，它包含了導(dǎo)入本體文檔創(chuàng)建本體模型、幫助緩存下載網(wǎng)絡(luò)上的本體等功能。每個本體模型都有一個相關(guān)聯(lián)的文檔管理器。在創(chuàng)建本體模型時，可以創(chuàng)建獨立的文檔管理器并作為參數(shù)傳遞給模型工廠（ModelFactory）。文檔管理器有非常多的配置選項，基本可以滿足應(yīng)用的需求。首先，每個文檔管理器的參數(shù)都可以通過Java代碼來設(shè)置（注：OntDocumentManager有五種重載的構(gòu)造函數(shù)）。另外，文檔管理器也可以在創(chuàng)建的時候從一個RDF格式的策略文件讀取相應(yīng)設(shè)定值。
下面的例子創(chuàng)建一個文檔管理器并將它與以創(chuàng)建的本體模型關(guān)聯(lián)。
OntModel m = ModelFactory.createOntologyModel();
OntDocumentManager dm = m.getDocumentManager();
(續(xù))——見“對Jena的簡單理解和一個例子_2”
