protege使用说明

Protege软件使用说明一．Protege系统版本介绍与分析最常用的Protege版本主要有两个，我们分别介绍他们的优缺点

1.protege 3.x版

优点：

1）这个版本的用户体验比较好，没4.x版的那么别扭

2）支持RacerPro推理机，能保存推理结果

3）能对中文进行推理

4）相关教程比较全面

缺点：

1）OWLViz不支持中文，添加中文，图像显示会重叠

2）没有ontograf功能块，总之不支持中文图像结果显示

3）使用OWLViz功能块，必须安装graphviz 1.9版的

2.protege 4.x版

优点：

1）自带推理机Fact++

2）有ontograf功能块，支持中文图像显示

3）相关教程比较全面

缺点：

1）无法保存自带推理机的推理结果，至少我是没找到保存方法

2）OWLViz也不支持中文

3）软件界面用户体验不好，很多模块需要自己选择添加

4）使用OWLViz功能块，必须安装graphviz 2.28版的

上面说了这么多你可能不知道选择哪个好。那就列出几个关键的问题：

1.想使用OWLViz观察图像结果？

不管是3.x版还是4.x版都可以。但是要注意一点，就是版本兼容问题；个人推荐protege3.1配graphviz 1.2 或者protege4.1配graphviz2.28.

2.想使用推理机并更新原数据？

个人建议使用protege3.x，并使用RacerPro 1.9版安装版。虽然protege4.x版自带推理机也能推理，但是保存结果更新原数据没法实现，至少我是整了很久都没实现。这也是我不喜欢使用4.x的原因，用户体验比较差。

3.想支持中文，在绘图区显示图像结构？

这个就必须使用4.x版了，也只能在4.x版的ontograf功能块才能看到图像结构，而在OWLViz 会出现图像重叠；不过在这也弱弱的吐槽一下，ontograf显示的图像结构效果并不是很理想，个人觉得做的很差。

总结：

上面讲了这么多，相信你也有自己的选择了。但是我个人觉得啊！还是使用protege3.x版更好，当然前提是你对OWLViz显示中文并不是很需要的前提下；除去这个因素，protege3.x 版还是蛮不错的，软件界面使用舒服，可以保存推理机推理结果；而且在class中定义中文也可以推理。

我们选用的版本：

因为我们在做英文本体的时候还要有对应的中文本体的创建与显示，因此我们选用Protege4.2，graphviz-2.26进行实验。

二．Protege4.2系统安装说明

1.安装JDK1.6：下载资源进行安装，环境变量配置：变量名protege_home，变量值G:\Study\JDK1.6

2.安装protege_4.2_alpha：安装时软件会自动检测protege虚拟机环境，将jdk安装路径G:\Study\JDK1.6下jre文件复制到G:\Study，即与JDK1.6文件夹同一级。开始安装，选择安装路径，生成文件物理位置，continue即可。

3.安装graphviz-2.28插件：下载资源进行安装，安装后生成bin，etc，include，lib，share五个文件夹，打开bin文件夹，找到dot.exe,打开protege

4.2，点击菜单栏Reasoner—>Configure,点击OWL Viz项，在Dot Application Path中输入G:\Study\graphviz2.26\bin\dot，G:\Study\graphviz2.26是安装目录。

三．中英文本体构建方法

a.英文本体构建

OWL本体由Individual个体，Properties（Object Properties对象属性和Data Properties数据属性）属性或关联，Class类组成，三者分别和实例Instances，扩展连接点Slot，类Class相通信。

在protégé中最重要的就是Classes（类），Object Properties（对象属性或关联），Data Properties （数据属性），Individuals（个体）这四个栏目。OWL Viz类关系层次图，DL Query类查询或简单推理，OntoGraf本体关系图，这三个栏目辅助进行构建本体。

Classes类

它是个体的集合，如class fruit，它可以是个体apple，banana，orange等组成的集合。SubclassOf，Equivalent，Disjoint是类的三大axiom公理，可以理解为类与类之间的关系：类与类之间存在父子关系，即superclass父类，subclass子类；Equivalent class相同类，主要用于推理；Disjoint classes互不相交关系，即一个个体不能同时属于两个类。在protege4.2左边部分可以分别Add subclass创建子类，Add sibling class创建兄弟类，Delete selected classes

删除选中类三个操作，右上部分的Annotations（注释）对类进行注释，在简单本体构建中用处不大。右下方的Description（表达式，表现）非常重要。

1.Equivalent classes相等类，用来定义与当前类相等等同的类，或not class不相等的类，主要用来推理，如，A,B是class m的个体，class n是class m的Equivalent classes，则推理机可以退出A,B也是class n的个体。

2.Superclasses 超类或父类，定义当前类的父类，限制类，打开项目，选择Object restriction creator（创建对象限制），选择Restriction property（对象属性），Restriction filler（类），Restriction type，Some存在量词，Only全称量词，Min基数量词最小值，Max基数量词最大值,Exactly 基数量词准确值，这些是约束属性的条件，用来限制对象属性的。如下图：

class Giraffe长颈鹿类eat（对象属性，谓词）only（全称量词，约束限制eat）leaf（叶子类），理解为一句话：长颈鹿只吃叶子。建立本体中，通过类似的语句，如他是我的朋友（类‘他’，类‘我的朋友’，对象属性‘是’名词型），大鱼吃小鱼（类‘大鱼’，类‘小鱼’，动词‘吃’动宾型），中国直辖市是北京市，天津市，上海市，重庆市（集合型）等构建对象属性和类，它可以将生活中的语句进行抽象，转化为计算机可以理解的语言，然后推理机就可以进行推理。

3.Inherited anonymous classes继承匿名类，继承父类，匿名类定义在父类中，被子类继承，是子类的必要条件，上例中，食草动物Herbivore在Superclasses定义了eat only Plant，被子类Giraffe继承，是子类Giraffe存在逻辑的必要条件。

4.Members成员，类中的个体，打开Add individual，可以添加个体，添加后从Classes转换到Individual，可以得到相应类的个体，如下图增加Giraffe的一个Members ，wangwang，

在类的Individual中可以找到

5.Keys 关键字，描述类的行为或属性。

6.Disjoint classes 互不相交类，即不存在一个个体同时属于两个Disjoint class ，如下图，食草动物Herbivore 与食肉动物carnivore 不相交，定义类Herbivore 的Disjoint classes 为carnivore ，则在类carnivore 中的Disjoint classes 显示为Herbivore ，两个类互为Disjoint classes 。

7.Disjoint union of 互不相交类的集合，即一个类的所有子类都不相交，如，类‘中国直辖市’，子类‘北京市’，‘天津市’，‘上海市’，‘重庆市’，四个子类均不相交，构成类‘中国直辖市’。

Object Properties 对象属性

它用来连接两个个体，如上例中 class Giraffe 长颈鹿类eat （对象属性，谓词） only （全称量词，约束限制eat ） leaf （叶子类）其中eat 谓词就是已经定义的对象属性，连接两个类

Giraffe和leaf。在protege4.2中打开Object Properties，左边部分可以分别Add sub property 创建子属性，Add sibling property创建兄弟属性，Delete selected properties删除选中属性三个操作，右上部分的Annotations（注释）对属性进行注释，Usage查看当前对象属性的使用情况，如下图

发现四个使用记录。右下方的Characteristic（特征），Description（表达式，表现）非常重要。Characteristic（特征），定义对象属性的性质，也可以称为函数属性，传递属性等。

1 Functional函数性，当前对象属性标注了这个性质，说明该对象属性只能连接一个个体。如：我的最好的朋友是小张，两个类‘我’，‘小张’，对象属性‘最好的朋友是’

我的最好的朋友是小王，两个类‘我’，‘小王’，对象属性‘最好的朋友是’，同时声明这两个语句，如果定义对象属性‘最好的朋友是’为Functional函数性，那么可以推理出是小张和小王是同一个人。

2 Inverse functional逆函数性，是Functional函数性的反性质，对于一个给定的个体，只有最多一个个体能通过该属性连接那个个体。如：小张的最好的朋友是我，小王的最好的朋友是我，定义对象属性‘最好的朋友是’为Inverse functional逆函数性，那么可以推理出是小张和小王是同一个人。

3 Transitive传递性，具有传递性，如：A大于B,B大于C,如果定义对象属性‘大于’为Transitive 传递性，那么可以推理出A大于C.

4 Symmetric对称性，两个个体关系对称，如：A的同学是B，B的同学是A，对象属性‘同

学’就具有Symmetric对称性。具有对称性，不能具有函数性和逆函数性，如：A的儿子是B，不能说成B的儿子是A。

5 Asymmetric不对称性，Symmetric对称性的反。

6 Reflexive自反性，自身与自身相关联。

7 Irreflexive不自反性，Reflexive自反性的反。

Description（表达式，表现）

1 Domain定义域，或类型。如下图，eat的定义域为Animal，即Animai eat something。

2 Range值域，如下图，mainEat的值域为Animal，即Something mainEat Animal

属性连接的是定义域的个体到值域的个体，对象属性的定义域和值域主要用来推理。

3 Equivalent object properties相等对象属性，定义与当前对象属性相等的对象属性。

4 Super properties超属性，父属性，如上例中，mainEat的Super properties就是eat。

5 Inverse properties逆属性，上例中eat与eated互逆，对象属性的定义域与值域相反，如图

7 Property chains属性链。

Data Properties数据属性

它用来连接个体和XML Schema数据类型值或rdf literal,该属性不能为传递的，对称的，反函数的，可以为函数的。如张三的电话号码是123456，数据属性‘电话号码’连接个体‘张三’和数据‘123456’.在protege4.2中打开Data Properties，左边部分可以分别Add sub property创建子属性，Add sibling property创建兄弟属性，Delete selected properties删除选中属性三个操作，右上部分的Annotations（注释）对属性进行注释，说明数据属性的内容，如下图，数据属性address的Annotations comment为‘地址’

右下方的Characteristic（特征），Description（表达式，表现）非常重要。

Characteristic（特征）与Object Properties相比只有Functional函数性一项，这是由于它连接的是个体和XML Schema数据类型值或rdf literal。

Description（表达式，表现）

1 Domain定义域

2 Range值域，从上图中可以看到address的Domain为zoo，值域为string，即zoo动物园的个体具有地址数据属性，其值的类型是string数据类型。

3 Equivalent properties相等数据属性，定义与当前数据属性相等的数据属性。

4 Super properties超属性，父属性。

5 Disjoint properties 互不相交属性，两个属性没有交集。

Individuals个体

它可以理解为类的实例化，或者类的成员。在protege4.2中打开Individual，左边部分是类的层次关系图，可以分别Add subclass创建子类，Add sibling class创建兄弟类，Delete selected classes删除选中类三个操作，中间部分Members list成员列表，可以分别Add individual创建个体，Delete individual删除个体，右上部分的Annotations（注释）对个体进行注释，Usage 查看当前个体的使用情况，如下图，类zoo有三个个体，分别为beijing，shanghai，tianjing，

shanghai个体有6条使用记录。右下方的Description（表达式，表现），Property assertions （属性声明）非常重要。

Description（表达式，表现）

1 Types，类，上图中个体shanghai的Types就是这个个体属于的类zoo。

2 Same individuals相同个体

3 Different individuals不相同个体

Property assertions（属性声明）需要手工进行操作。

1 Object property assertions对象属性声明，使用对象属性连接另一个个体。

2 Data property assertions数据属性声明，使用数据对象连接一个数据值。上例中，个体shanghai的数据属性tel的值为‘02045412’，数据属性address的值为‘shanghaishi’。添加个体的数据属性手工进行添加。

3 Negative object property asseritions否定对象属性声明。

4 Negative data property asseritions否定数据属性声明。

OWL Viz类关系层次图，使用前需确认本机已经安装graphviz

在protege4.2中打开OWL Viz，选中class Thing，鼠标移到右边区域，右键Show class，选择Radius（半径，范围），即父类子类的层次，OK即可，如下图

Asserted model声明模型，即使定义的模型，Inferred model推理后的模型，即定义的模型经过推理机进行推理后的模型，进行复杂推理时需要安装相关插件才能实现。

DL Query类查询或简单推理

在protege4.2中打开DL Query，右上方Query查询，输入查询内容，然后点击菜单栏的Reasoner推理-->Start reasoner，选中推理机FaCT++或HermiT1.3.5，然后Execute执行，在下方的Query results输出查询结果。

如下图，输入Tree，

输入not Tree

右下方的选项对输出结果进行控制。选中Super classes显示父类，Ancestor classes显示祖先类，Equivalent classes显示相同类，Subclasses显示子类，Descendant classes后代类，Individuals 显示类的个体。

OntoGraf本体关系图

在protege4.2中打开OntoGraf，依次点击左边部分所有的父类子类，在右边部分显示出所有类的关系，如下图

在Search搜索栏中输入内容，进行搜索，显示与搜索内容相关的关系图，可以搜索类，个体，如下图，Search leaf

Search Beijing，类zoo动物园有三个个体beijing，shanghia，tianjin，类giaffe长颈鹿有三个个体，分别属于beijing，shanghai，tianjin，类lion有三个个体，分别属于beijing，shanghai，

tianjin，查询beijing，如下图

OntoGraf类似于UML的构图，可以用来进行本体的检测，修改，查询。

b.中文本体创建

中文本体的创建与英文本体的过程基本类似，只是在名称输入时换成相应的中文字符就可以了，其他标签的功能一样，只是可能在图形显示，中文名称显示，文件保存时候，会有不同的乱码出现，Protege3的中文乱码程度还低一些，图形显示效果不佳，Protege4的中文乱码程度比较大，但是图形显示没有问题，逻辑推理还是不能进行中文的推理。

四．遇到问题及解决方案

1.在安装安装graphviz-

2.28插件时遇到一些问题，怎么安装都不能成功显示视图

解决方法：找到对应的版本型号，protege对版本对应型号要求比较严格，不对应就不能正常显示，当时我安装的是最新的安装graphviz-2.38插件，最后发现Protege对应的是安装graphviz-2.28插件。

2.中文乱码显示问题

解决方面：中文本体不可以用中文名称保存，否则无法正常打开，所以我改成英文名称，可以正常操作；Protegge4中的本体创建时也会有中文乱码，这个是Protege4对中文支持不是很好，可以换成Protege3.

为了让使用protege语言编写的程序能在各种语言的平台下运行，protege在其内部使用Unicode字符集来表示字符，这样就存在Unicode字符集和本地字符集进行转换的过程。当在protege中读取字符数据的时候，需要将本地字符集编码的数据转换为Unicode编码，而在输出字符数据的时候，则需要将Unicode编码转换为本地字符集编码。

例如，在中文系统下，从控制台读取一个字符“中”，实际上读取的是“中”的GBK编码0xD6D0，在protege语言中要将GBK编码转换为Unicode编码0x4E2D，此时，在内存中，字符“中”对应的数值就是0x4E2D，当我们向控制台输出字符时，protege语言将Unicode编码再转换为GBK编码，输出到控制台，中文系统再根据GBK字符集画出相应的字符。

从上述过程来看，读取和写入的过程是可逆的，那么理应不会出现中文乱码问题。然而，实际应用的情形，比上述过程要复杂得多。在Web应用中，通常都包括了浏览器、Web服务器、Web应用程序和数据库等部分，每一部分都有可能使用不同的字符集，从而导致字符数据在各种不同的字符集之间转换时，出现乱码的问题。

在protege语言中，不同字符集编码的转换，都是通过Unicode编码作为中介来完成的。例如，GBK编码的字符“中”要转换为ISO-8859-1（同ISO8859-1）编码，其过程如下：

（1）因为在protege中的字符，都是用Unicode来表示的，所以GBK编码的字符“中”要转换为Unicode表示：0xD6D0->0x4E2D。

（2）将字符“中”的Unicode编码转换为ISO-8859-1编码，因为Unicode编码0x4E2D在

ISO-8859-1中没有对应的编码，于是得到0x3f，也就是字符“?”。