RDF模型与关系模型和面向对象模型的比较

摘要：本文分析了RDF模型、关系模型和面向对象模型各自的特点，并通过一个实例阐述了三者之间的区别，指出了三者之间的转换方式。

关键词：关系模型 面向对象模型 RDF模型

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）04-0135-01

1 引言

随着语义Web的广泛应用，RDF模型由于建模简单、数据格式无关性等特性成为语义Web应用的主要数据范式。但相比于关系模型和面向对象模型，RDF模型在存储于查询，以及与编程语言结合等方面都存在一些不足。本文讨论这三种模型的特点，通过实例分析了各自的优点及不足，并指出了三种模型通过转换，以适用于语义Web应用的开发。

2 RDF模型与关系模型、面向对象模型的对比分析

2.1 关系模型

关系模型最初由E.F.Codd提出，它构成了广泛使用的关系数据库的理论基础。一般认为关系模型由结构、完整性和定义结构上的操作组成[1]。

2.2 面向对象模型

面向对象模型更倾向于被认为是一种编程范式和建模方式，而不是一种数据模型。但如果从数据的角度看，面向对象模型确可以用来表示和存储数据。

2.3 RDF模型

这个关系名为Person，其主体部分的元组是由属性{SNO：SNO，SNAME：NAME，STATUS：INTEGER， CITY：CHAR}和属性名的取值所构成的集合。可以将Person关系简化成属性名和值的二维表格。如（表1）所示。

表1列出了关系中的主体部分被简化成了属性名和属性值的二维表。二维表中的每个数据行由每个元组的属性值转换而成。

在二维表中，数据行可以被单独抽取出来，比如{‘S1’， ‘Jack’， 20，‘London’}。但在关系中，单独抽取出属性值是没有意义的。

对于Person关系所描述的信息，可以用面向对象模型表示。图1显示了Person关系中的属性的面向对象模型。此时Person关系名变成了Person类名，而各个属性则成了Person类的成员属性。

而对于Person关系中的元组，在面向对象模型中则要表示成类的实例。如图2所示，Person关系中的三个描述个体的元组表示成了面向对象模型中的三个对象。

由于个体是不同的，所以需要跟每个对象命名一个对象名以示区别。

面向对象模型会将各个字段封装到类中去。这是与关系模型不一样的地方。

3 三种模型的转换

前述的三种数据模型之间是可以相互转换的。从语义表达能力讲，RDF模型是强于面向对象模型，而面向对象模型又强于关系模型。因此，从RDF模型转换到面向对象模型，或从面向对象模型转换到关系模型会存在语义丢失的情况。

使用RDF模型表示的数据可以转换成面向对象模型中的对象。比如ActiveRDF[3]方法，根据rdf：type生成相应的对象名，而将充当三元组中谓词的property看作是类中的属性（attribute）。像用常见的FOAF词汇所表示的RDF三元组，都可以通过该方法方便地转换成对象。由于RDF模型与面向对象模型在表达方式的差别，并不能保证这种转换是平滑与完全可行的。比如RDF模型的property并不是固定属于哪一个主体的，任何RDF resource都可以使用。但面向对象模型规定attribute是要从属于某一个类的。这其中的转换就会使得RDF的这种表达能力丢失。

4 结语

本文针对语义Web应用中的RDF模型同其他两种模型：关系模型和面向对象模型进行了对比，指出了RDF可以转换为关系模型存储语义Web应用数据，转换为面向对象模型获取面向对象编程语言的支持，从而构建语义Web应用。

参考文献

[1] C.J.Date，熊建国译.深度探索关系数据库.北京：电子工业出版社，2007.

[2] Cristian Perez de Laborda， Stefan Conrad. Bringing Relational Data into the Semantic Web using SPARQL and Relational.OWL.In Data Engineering Workshops， 2006， pp.55.2006.