01 知识图谱基础

1 基本概念

  • 图形是一组节点和连接这些节点的关系
    • 图形以属性的形式将数据存储在节点和关系中；
    • 属性是用于表示数据的键值对；
  • 图库的主要作用：
    • 主要用于存储更多的连接数据；
    • RDBMS存储更多连接的数据，不能提供用于遍历大量数据的适当性能；在这情况下，Graph Database提高了应用程序性能；
  • 在图形理论中，我们可以表示一个带有圆的节点，节点之间的关系用一个箭头标记表示
    • 单个节点：不包含任何属性
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  • 带有属性的节点：属性是一个名称：值对
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  • 两个节点之间创建关系：
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  • 节点关系：
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  • 单向关系：ABC到PQR
  • 双向关系： ABC到XYZ

2 数据模型

2.1 属性图模型规则

  • 表示节点，关系和属性中的数据
  • 节点和关系都包含属性
  • 关系连接节点
  • 属性是键值对
  • 节点用圆圈表示，关系用方向键表示
  • 关系具有方向：单向和双向。
  • 每个关系包含“开始节点”或“从节点”和“到节点”或“结束节点”

Neo4j图数据库需要注意的事项：

  1. “关系应该是方向性的”：在属性图数据模型中，关系应该是定向的。如果我们尝试创建没有方向的关系，那么它将抛出一个错误消息；
  2. 将其所有数据存储在节点和关系中。不需要任何额外的RRBMS数据库或无SQL数据库来存储Neo4j数据库数据。它以图形的形式存储其数据的本机格式；
  3. 本机GPE（图形处理引擎）引擎来使用它的本机图存储格式

2.2 主要构建模块

  • 节点
  • 关系
  • 属性
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这里我们使用圆圈表示节点。 使用箭头的关系。 关系是有方向性的。 我们可以用Properties（键值对）来表示Node的数据。 在这个例子中，我们在Node的Circle中表示了每个Node的Id属性。

3 Neo4j 特点和优势

3.1 特点

  • SQL就像简单的查询语言Neo4j CQL
  • 它遵循属性图数据模型
  • 它通过使用Apache Lucence支持索引
  • 它支持UNIQUE约束
  • 它包含一个用于执行CQL命令的UI：Neo4j数据浏览器
  • 它支持完整的ACID（原子性，一致性，隔离性和持久性）规则
  • 它采用原生图形库与本地GPE（图形处理引擎）
  • 它支持查询的数据导出到JSON和XLS格式
  • 它提供了REST API，可以被任何编程语言（如Java，Spring，Scala等）访问
  • 它提供了可以通过任何UI MVC框架（如Node JS）访问的Java脚本
  • 它支持两种Java API：Cypher API和Native Java API来开发Java应用程序

3.2 优点

  • 它很容易表示连接的数据
  • 检索/遍历/导航更多的连接数据是非常容易和快速的
  • 它非常容易地表示半结构化数据
  • Neo4j CQL查询语言命令是人性化的可读格式，非常容易学习
  • 它使用简单而强大的数据模型
  • 它不需要复杂的连接来检索连接的/相关的数据，因为它很容易检索它的相邻节点或关系细节没有连接或索引

3.3 缺点或限制

  • AS的Neo4j 2.1.3最新版本，它具有支持节点数，关系和属性的限制。
  • 它不支持Sharding。

4 Neo4j构建模块

Neo4j主要有以下构建模块：

  • 节点：图标的基本单位，具有键值对的属性
    • 如下是Node Name = “Employee”， 包含一组属性作为键值对
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  • 属性：描述图节点和关系的键值对

    • Key = 值
    • Key是字符串
    • 值可以用任意Neo4j数据类型表示

  • 关系：另一个主要构建块。 它连接两个节点

    • Emp和Dept是两个不同的节点
    • WORKS_FOR”是Emp和Dept节点之间的关系
    • 从Emp到Dept的箭头标记
    • 每个关系包含一个起始节点和一个结束节点,这里“Emp”是一个起始节点,Dept”是结束节点。
    • 由于该关系箭头标记表示从“Emp”节点到“Dept”节点的关系，该关系被称为“进入关系”到“Dept”节点
    • 像节点一样，关系也可以包含属性作为键值对。
    • 这里的“WORKS_FOR”关系有一个属性作为键值对，它代表了这种关系的一个ID。
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  • 标签：

    • 将一个公共名称与一组节点或关系相关联
    • 节点或关系可以包含一个或多个标签
    • 可以为现有节点或关系创建新标签
    • 可以从现有节点或关系中删除现有标签
    • 从上图可以观察到：左侧节点都有一个标签：“EMP”，而右侧节点都有一个标签：“Dept”。
    • 两个节点之间的关系，也有一个标签：“WORKS_FOR”

  • 数据浏览器：

    • 访问链接：http://localhost:7474/browser/
    • Neo4j数据浏览器用于执行CQL命令并查看输出输出
    • 在美元符号后键入命令，然后单击“执行”按钮运行命令
    • 与Neo4j数据库服务器交互
    • 使用“VI视图”按钮以图形格式查看结果。 以“UI视图”格式显示结果。
    • 使用“网格视图”按钮在网格视图中查看结果
      • CSV
      • JSON
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