知识图谱与图数据库nebula

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知识图谱是结构化的语义知识库，用于以符号形式描述物理世界中的概念及其相互关 系．其基本组成单位是“实体－关系－实体”三元组，以及实体及其相关属性－值对，实体间通过关系相互联结，构成网状的知识结构。基于知识图谱的搜索引擎，能够以图形方式向用户反馈结构化的知识，用户不必浏览大量网页，就可以准确定位和深度获取知识。将知识图谱应用在防疫场景之中，便是展示病例、密接与次密接的传染链关系，如搜索单一病例用户的ID，可以返回该用户属性，如姓名、性别、电话等，并返回与之接触人员的密接人员及接触地点信息。

补充一些知识图谱中的概念：

实体：是指具有可区别性且独立存在的某种事物(有点像面向对象编程里的Object)。如某一种动物、某一个城市、某一种水果、某一类商品等等。世界万物由具体事物组成，指实体。实体是知识图谱中的最基本元素，不同的实体间存在不同的关系，在防疫场景中的实体便是人。

属性：主要指对象可能具有的属性、特征、特性、特点以及参数，例如国籍、生日等。

属性值：主要指对象指定属性的值，例如国籍对应的“中国”、生日对应1988-09-08等。每个属性-属性值对可用来刻画实体的内在特性。

关系：用来连接两个实体，刻画它们之间的关联。形式化为一个函数，它把kk个点映射到一个布尔值。在知识图谱上，关系则是一个把kk个图节点(实体、语义类、属性值)映射到布尔值的函数。

图数据库以点、边、属性的形式存储数据。其优点在于灵活性高，支持复杂的图形算法，可用于构建复杂的关系图谱。nebula是国产的开源分布式图数据库，官网介绍其是一款开源的、分布式的、易扩展的原生图数据库，能够承载包含数千亿个点和数万亿条边的超大规模数据集，并且提供毫秒级查询。它可以将图中的数据高效存储为点（Vertex）和边（Edge），还可以将属性（Property）附加到点和边上。

与关系型数据库不同，图数据库nebula使用nGQL来操作数据库。语句操作如下：

创建空间，类比关系数据库的创建库

REATE SPACE IF NOT EXISTS spacename (vid_type=FIXED_STRING(5000)); USE spacename

创建点（vertex），类比关系数据库的创建表

CREATE TAG vertexname (Properties_name1, Properties_name2, Properties_name3);

同理创建边也类似

CREATE EDGE IF NOT EXISTS edgename (Properties_name1, Properties_name2, Properties_name3);

插入数据，需要分别向点传入顶点值及属性，向边传入点与点的关系

INSERT VERTEX IF NOT EXISTS vertexname  VALUES vid:(Properties_name1, Properties_name2, Properties_name3)

INSERT EDGE IF NOT EXISTS edgename VALUES "vid1"->"vid2":(Properties_name1, Properties_name2, Properties_name3);

查询数据，查询单条边的信息

MATCH p=(v)-[e:l1|:l2*1]->(v2) WHERE id(v) IN [vertexname] RETURN p

首先确定所在服务器硬件是否满足nebula的需求，然后在官网找到对应的版本安装包

安装 RPM 包

$ sudo rpm -ivh --prefix=<installation_path> <package_name>

安装 DEB 包

$ sudo dpkg -i <package_name>

启动服务器

sudo usr/local/nebula/scripts/nebula.service start all

安装Nebula Graph Studio下载安装包，运行下面命令即可安装

$ sudo rpm -i nebula-graph-studio-3.2.3.x86_64.rpm

安装好后，默认端口为7001，登录Nebula Graph Studio平台，将防疫填报系统中的数据逻辑捋清楚，从中抽取出人员属性及人员病毒的传染关系，存入到图数据库中，便可以在studio中看到病毒传播链的知识图谱效果。