今天,我们来聊一聊知识图谱中的Neo4J。首先,什么是知识图谱?先摘一段:
知识图谱(Knowledge Graph),在图书情报界称为知识域可视化或知识领域映射地图,是显示知识发展进程与结构关系的一系列各种不同的图形,用 可视化技术描述知识资源及其载体,挖掘、分析、 构建、绘制和显示知识及它们之间的相互联系。 知识图谱是通过将应用数学、 图形学、信息可视化技术、 信息科学等学科的理论与方法与计量学引文分析、共现分析等方法结合,并利用可视化的图谱形象地展示学科的核心结构、发展历史、 前沿领域以及整体知识架构达到多学科融合目的的现代理论。它能为学科研究提供切实的、有价值的参考。
简单说来,知识图谱就是通过不同知识的关联性形成一个网状的知识结构,而这个知识结构,恰好就是人工智能AI的基石。当前AI领域热门的计算机图像、语音识别甚至是NLP,其实都是AI的感知能力,真正AI的认知能力教程知识,就要靠知识图谱。
知识图谱目前的应用主要在搜索、智能问答、推荐系统等方面。知识图谱的建设,一般包括数据获取、实体识别和关系抽取、数据存储、图谱应用都几个方面。本文着眼于数据存储这块,给大家一个Neo4J的快速教程。
知识图谱由于其数据包含实体、属性、关系等,常见的关系型数据库诸如MySQL之类不能很好的体现数据的这些特点BOB体验官网,因此知识图谱数据的存储一般是采用图数据库(Graph Databases)。而Neo4j是其中最为常见的图数据库。
首先在下载Neo4J。Neo4J分为社区版和企业版,企业版在横向扩展、权限控制、运行性能、HA等方面都比社区版好,适合正式的生产环境,普通的学习和开发采用免费社区版就好。
Neo4J提供了一个用户友好的web界面,可以进行各项配置、写入、查询等操作,并且提供了可视化功能BOB体验官网。类似ElasticSearch一样,我个人非常喜欢这种开箱即用的设计。
Cypher是Neo4J的声明式图形查询语言,允许用户不必编写图形结构的遍历代码,就可以对图形数据进行高效的查询。Cypher的设计目的类似SQL,适合于开发者以及在数据库上做点对点模式(ad-hoc)查询的专业操作人员。其具备的能力包括: - 创建、更新、删除节点和关系 - 通过模式匹配来查询和修改节点和关系 - 管理索引和约束等
直接讲解Cypher的语法会非常枯燥,本文通过一个实际的案例来一步一步教你使用Cypher来操作Neo4J。
这个案例的节点主要包括人物和城市两类,人物和人物之间有朋友、夫妻等关系,人物和城市之间有出生地的关系。
这里,MATCH是匹配操作,而小括号()代表一个节点node(可理解为括号类似一个圆形),括号里面的n为标识符。
CREATE是创建操作,Person是标签,代表节点的类型。花括号{}代表节点的属性,属性类似Python的字典。这条语句的含义就是创建一个标签为Person的节点,该节点具有一个name属性,属性值是John。
如图所示,共有6个人物节点、5个地区节点,Neo4J贴心地使用不用的颜色来表示不同类型的节点。
这里的方括号[]即为关系,FRIENDS为关系的类型。注意这里的箭头--是有方向的,表示是从a到b的关系。 如图,Liz和Mike之间建立了FRIENDS关系,通过Neo4J的可视化很明显的可以看出:
在关系中,同样的使用花括号{}来增加关系的属性,也是类似Python的字典,这里给FRIENDS关系增加了since属性,属性值为2001,表示他们建立朋友关系的时间。
10. 至此,知识图谱的数据已经插入完毕,可以开始做查询了。我们查询下所有在Boston出生的人物
注意这里箭头的方向,返回结果不含任何地区节点,因为地区并没有指向其他节点(只是被指向)
本文重点针对常见的知识图谱图数据库Neo4J进行了介绍,并且采用一个实际的案例来说明Neo4J的查询语言Cypher的使用方法。
当然,类似MySQL一样,在实际的生产应用中,除了简单的查询操作会在Neo4J的web页面进行外,一般还是使用Python、Java等的driver来在程序中实现。后续会继续介绍编程语言如何操作Neo4J。BOB体验官网