（計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)論文）基于本體論的應(yīng)急系統(tǒng)知識庫建模的研究.pdf

太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 孽薹蓁薹蓁壑蓁 冀冀蓁囊望羹零叁羹美薹墓翼蓁羹羹譬囊 蠢霎 蓁酋莖萋囊蓁萎基蓁萋襄翌 羹羹i 囊萎 萋囊 鬟羹霧 霎蓁囂 羹羹翼鏊蠢羹簍霎薹羹蓁耋萋饕凳摟萎萋薹冀鎏鬟蓁 蓁羹鋈鏊羹羹羹萋霎毳蓁鬟鏊蠡熏萎薹蠢鬟薹譬奠 囊墓囊囊 隔霧霪羹霎霪鬟羹鬟羹蒂蠹羹 鏊萋冀簍瑟羹奏霪群塾羹蔫霧 饕 糞鬟蔫霧蘩冀鋈冀羹霎浠萎蓁囊鏨蠢霧囊霎霎霾冀i o na n d p o w e rt r a i l s m i s s i o n e t c b r e a ko u t 療e q u e n t l y a l lt h e s ee n d a n g e r t l l ep e o p l e sl i f ep r o p e r t ya n ds o c i a ls a f b t yi a r g e i y t h ea p p r o p r i a t e p r o c e s s i n go fa b n l p ta f f a i r sn e e dc o o p e r a t i o no f t 王1 er e i a t e ds e c t i o n i 1 1d i f f e r e n tr e g i o i i s d i f f e r e n td o m a i n s s oi ti sn l ep r i m a f yp r o b l e m t op r o v i d em ec o m m o na 1 1 dc o h e r e n tc o r n p r e h e n s i o no fc e r t a i l l d o m a i nk n o w l e d g ef o rd e c i s i o nm a k e r s m o r e o v e r o t h e ri m p o n a n t q u e s t i o nm a te m e r g e n c yd e c i s i o ns u p p o r ts y s t e mw i l l f a c et oi s h o wt os e a r c ht h ei n f o n t l a t i o nc o r r e c t l ya n dr o u n d l y a n dh o wt o m a l ea b u n d a n tp r e c i s ea n dt i m e l yd e c i s i q nw i me x a c td a t aa i l df h s t s p e e d a tal e s s c o s t v h e nd e c i s i o n m a k e r sc o n 行o n t i i l gw i m m a s s i v ed a t aa 1 1 di t l f o m a t i o n t h et e n no n t 0 1 0 9 yi sd e r i v e d 矗o mp h i l o s o p h y a n di sd e 試e d a s t h e o r yo fe x i s t e n c e h 1c o m p u t e rs c i e n c e m er e s e a r c h e r su s e t h eb a s i ci d e ao fo n t o l o g yt ob u i l do m o l o g i c a lh o w l e d g eb a s e 1 1 1 e m o d e l i i l go fo n t o l o g y b a s e dk n o w l e d g eb a s es y s t e mi s o n eo ft h e 太原理上火學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 務(wù)的解析 便于明確定義決策過程巾狹策者和系統(tǒng)的角色及應(yīng) 急決策過程的任務(wù) 使用本體進(jìn)彳亍建模 可簍鬟羹冀冀霪萋i 冀簍羹薹鋈簍羹羹蔫 霎菰羹簍鞋囊霧 霪霧鬟羹冀囊爨鋈霧霧冀霎霎霧冀霧囂 萋熊萎羹鋈蓁浠 霎冀鬻霎同鯉羹羹j 囊囊燃萋磊囊型蠢簍簍薹冀霎萎毫羹羹奏 鋈 器冀 羹蓁蓁耍冀羹羹鋈塞簍鋈羹薹霎熏霎璧囊 薹耐圍匠 霎霎冀薹蠢e l w a sc o l l s t u r c t e d ia n a l y zea i l dc o m p a r ek i n d so fo n t o l 0 2 v d e s c r i p t i o nl a n g u a g e sa n do mo l o g ye d i t i n gt o o l s s e l e c to i l e dt o b u i l dt h ef o n a ld e s c r i p t i o nd o c um e n to fm ed o m a i no n t o l o g v m o d e l w h i c hi sb a s e do no w l r d f x 皿 f i n a l l y a r e rc o n s 仉l c t i n gm ed om a mk n o w i e d g eo n t o l o g y m o d e l w ep r o p o s em em e t h o dt oqu e r yt h ee m e r g e n c yd e c i s i o n d o m a i nk n o w l e d g e a n dd e s i 印t h es p e c i f i c a 芏i o no fm eq u e r y i n f o m o ns o u r c ed a t a t 1 1 ef a n l e w o r ko fm eq u e r ys y s t e ma n d t h eq u e r ym o d e i a i l dc o n s 仃u c tt l l e q ue r ys e n t e l l c e m e nc o m p a r e w i t l lm es e a r c he n g i n eb a s e do nt r a d i ti o n a lk e yw o r d sm a t c h i i l g 1 1 l er e s u l t si l l d i c a t et h a tt h e 蛔o(hù) w l e d g eq u e r yb a s e do no n t o l o g y c 柚r e s o l v em a i l yp r o b l e m sm a t 仃a d it i o n a ls e a r c he n g m e 協(xié)l st o r c s o l v e s u c ha ss y n o n y m s u b wo r da n ds e m a n t i cr e i a t i o nb e t w e e n o b j e c t se t c a n di tc a l ls a i i s f y 也en ee do fd e c i s i o nm a k e rt os e a r c h i l l f 0 姍a t i o nm o r ec o m p r e h e n s i v e l ya l l dp r e c i s e l y k e y w o i m s o n t 0 1 0 9 y e m e 娼e n c ys y s t e m d o m a 訪o n t o l o g y l 1 1 0 w l e 延eb a s em o d e l i r 唔 l d l o w l e 電e x 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 1 1 研究背景 第一章前言 知識是 人們在社會實(shí)踐中積累起來的經(jīng)驗(yàn) 辭海 知識處理是在 人類知識與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的基礎(chǔ)上 開展對知識的結(jié)構(gòu) 分類 獲取 存取 預(yù)測 歸納 傳輸 轉(zhuǎn)換 表示 管理 利用 包括匹配 搜索和 推理等 知識的擴(kuò)展及學(xué)習(xí)機(jī)制等問題的研究 信息時代必然要經(jīng)歷信 息處理到知識處理的轉(zhuǎn)換過程 信息處理 其產(chǎn)品形式是軟件 知識處理 其產(chǎn)品形式是知識服務(wù) 知識處理是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢 知識 處理階段離不開知識庫系統(tǒng) 它是知識處理的基礎(chǔ) 知識庫系統(tǒng)為知識處 理提供基礎(chǔ)服務(wù)功能 包括知識的表示 存儲 組織管理 維護(hù) 更新和 查詢 及知識推理和問題求解等 本體論 o n t o l o g r 這一概念最早來源于哲學(xué) 用于描述事物的本質(zhì) 知識工程學(xué)者借用這個術(shù)語及其基本思想 目的是為了解決知識共享問 題 人們發(fā)現(xiàn) 知識難以共享常常是因?yàn)榇蠹覍ν患聟s用了不同的術(shù) 語來表達(dá) 于是人們提出 如果能找出事物的本質(zhì) 并以此統(tǒng)一知識的組 織和知識的表達(dá) 使之成為大家普通接受的規(guī)范 就有可能解決知識共享 的問題 早期人工智能領(lǐng)域的邏輯學(xué)的研究者已經(jīng)開始研究信息系統(tǒng)中支持 自動推理機(jī)制的知識模擬或者知識表達(dá) 當(dāng)這些技術(shù)逐漸發(fā)展成為一種標(biāo) 準(zhǔn) 其中蘊(yùn)涵的知識表達(dá)的理論也成為人們關(guān)注的焦點(diǎn) 這些理論 即知 識庫 k 且o w l e d g e b a s e s 主要指與規(guī)則聯(lián)系的術(shù)語的集合 限制不合理的 解釋并支持從基本概念和事實(shí)中推導(dǎo)出新的知識 正是這種知識庫上的自 動推理技術(shù)被認(rèn)為是人工智能的一種典型的應(yīng)用 在這種情況下 一個新 的研究領(lǐng)域 知識工程 k n o w l e d g ee n g i n e e r i r 唔 應(yīng)運(yùn)而生 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 近幾年來 研究人員把哲學(xué)上術(shù)體論 o n t o l o g y 概念引入到知識工程 巾 基于o n t o l o 斟對知識庫進(jìn)行建模 o m o l o g y 建模方法屬于基于知識的 系統(tǒng) k n o w l e d g e b a s e ds y s t e m k b s 的開發(fā) 但一般開發(fā)知識庫的方法 不能完全適 j 于本體的建模 原因是通常開發(fā)知識庫系統(tǒng)時 知識工程師 很難定義系統(tǒng)在應(yīng)用領(lǐng)域中具體 完整的丁作方式 所以一般采用原型方 法 而基于o n t 0 1 0 9 y 建模 是為了人類 計(jì)算機(jī)對知識的共享 重用和 互操作 相對穩(wěn)定 獨(dú)立于具體應(yīng)用 本體建模的起點(diǎn)是詳細(xì)說明模型巾 涌蓋的概念 實(shí)例 關(guān)系和公理等實(shí)體 至少是初步認(rèn)定這些實(shí)體的絕大 多數(shù)詞匯3 針對某個領(lǐng)域抽象或概括出一組概念及概念問的關(guān)系 構(gòu)造 出該領(lǐng)域的本體 會使計(jì)算機(jī)對該領(lǐng)域的知識處理大為方便 也便于人們 在此基礎(chǔ)上開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng) 本體論正成為知識庫系統(tǒng)建模 知識獲取及表 示 數(shù)據(jù)庫框架集成等研究領(lǐng)域共同關(guān)心的一個核心 從本體研究的前景來看 在1 9 9 8 年6 月召開了關(guān)于本體的第一屆國際 會議一 信息系統(tǒng)中的形式化本體國際會議 這些都標(biāo)志著這一研究領(lǐng) 域正在走向繁榮 該領(lǐng)域中的研究者們對 本體 的研究主題已經(jīng)有r 廣 泛的共識 本體的研究將成為今后一個更加活躍的研究領(lǐng)域 1 2 國內(nèi)外本體研究動態(tài) 目前 在計(jì)算機(jī)科學(xué)界 本體論方法的研究 開發(fā)和應(yīng)用正在廣泛開 展 在很多著名的知識系統(tǒng)中 如美國d l e n a t 教授領(lǐng)導(dǎo)研制的大型常識 知識庫系統(tǒng)c y c p r i n c e t o n 大學(xué)b e r k e l e y 分校研制的語言知識庫 w o r e t 國內(nèi)主要有中科院計(jì)算所營存根研究員領(lǐng)導(dǎo)的建設(shè)國家公共知 識基礎(chǔ)設(shè)簏c(diǎn) k t 工程 將提供大規(guī)模的 包含多個領(lǐng)域的知識共享本體 庫 由中科院計(jì)算機(jī)語言信息中心語言知識研究室主任董振東建設(shè)的知網(wǎng) 工程等等 都在一定程度上應(yīng)用了本體論的方法 1 2 1c y c 簡介 c y g 在知識表示方面與其他系統(tǒng)相比最大的優(yōu)勢是它采用 r 形式化 2 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 語言c y c l 將概念與陳述之間的推理性連接以機(jī)器可理解的方式編碼 知識劇轟萋瞞疆戮菲塒郛拍髫蛔蓓輯桔黼崩搭搟潛锫輯層腮群弩爵鈴管 荔媸魁徉磐告疊錨8 葡裂藩懈倍壞倒愉 零穗 藿玨i 鸚濰轉(zhuǎn)是不 墓l 荔i i 蔞等量糕囂羹i 暮苫參懈糯照萼i 蝥著主霸 妻莖霪莖妻 醣蔣答菇捂渫詩套鐲派鬈偏 駑毽蕊臻 信m 饅謙滏防庫 知網(wǎng)建設(shè)的 方法主要分為兩個階段 分別為義 原的提取和義原的考核與確定 知網(wǎng)系統(tǒng)包括下列數(shù)據(jù)文件和程序 知網(wǎng) 管理系統(tǒng) 知網(wǎng)管理工具和知網(wǎng)說明文件三部分 其中知網(wǎng)說明文件中包 括了動態(tài)角色與屬性 詞類表 同義 反義以及對義組的形成 事件關(guān)系 和角色轉(zhuǎn)換 標(biāo)識符號及其說明等文件 而知識詞典是知網(wǎng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)文 件 在這個文件中每一個詞語的概念及其描述形成一個記錄 每一種語言 的每一個記錄都主要包含4 項(xiàng)內(nèi)容 其中每一項(xiàng)都由兩部分組成 中間以 分隔 每一個 的左側(cè)是數(shù)據(jù)的域名 右側(cè)是數(shù)據(jù)的值 3 它們 排列如下 w x 詞語 e x 詞語例子 gx 詞語詞性 d e f 概念定義 1 3 選題的作用與意義 本課題研究的主題是 基于本體論的應(yīng)急系統(tǒng)知識庫建模的研究 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 在n k i 中本體的描述采用框架形式 將本體知識中的概念作為框架名 其屬性作為槽 將屬性值的類型 屬性值的取值范圍 屬性值的數(shù)量以及 其他的特征定義為側(cè)面 1 2 3 知網(wǎng)簡介 知網(wǎng) 英文名稱為h 0 w n e t 是一個以漢語和英語鼬毹燃崩戮鞘圳赫 馳釃麗翮群麗 科虹 礬磅略嬰一甄芝科塾贏瑞槲鞘k 薛篡鐸楚鞋巍強(qiáng)基 融墼南薹踟洲刪墼垂銎究 提供了有力的例證 1 4 研究局限性 對于此題目的研究 必須面對一些哲學(xué)界和認(rèn)知學(xué)界有爭議的問題 本體工程是知識t 程的發(fā)展和完善 那么它必然后要涉及計(jì)算機(jī)科學(xué) 語 言學(xué) 認(rèn)知學(xué) 邏輯學(xué)以及哲學(xué)這幾門學(xué)科 當(dāng)我們構(gòu)造一個本體時 不 可避免地會遇到上述各學(xué)科研究領(lǐng)域中的一些問題 有的問題甚至是在本 學(xué)科中現(xiàn)在也沒有一個明確的解決辦法 整體上來看 知識工程中對o n t 0 1 0 9 y 的研究還剛剛起步 盡管聲稱 很多本體己被應(yīng)用 但文獻(xiàn)上并沒有見到較洋細(xì)的報(bào)道 就是c y c 也未 見到有關(guān)應(yīng)用的情況 真正重用的實(shí)例不多 盡管構(gòu)造本體的目的在于重 用 從這方面來說 我們的選題具有挑戰(zhàn)性 但是很有意義的 1 5 文章的組織結(jié)構(gòu) 全文共分為六章 第一章介紹了課題的研究背景并概述相關(guān)領(lǐng)域的研究工作 提出本文 的主要研究內(nèi)容及選題的意義 第二章主要對什么是知識及知識的表示方法和知識表示觀進(jìn)行了深 入的分析和總結(jié) 提出了國防動員應(yīng)急決策支持系統(tǒng)中知識的表示方法 第三章對本體的有關(guān)理論進(jìn)行了詳細(xì)介紹 包括本體的定義 本體的 構(gòu)成 本體描述語言和編輯工具 本體功能 本體工程構(gòu)建原則和方法以 及現(xiàn)有本體的分類等內(nèi)容 第四章首 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 2 由于基于o n t o l o g y 的知識庫建模主要研究領(lǐng)域知識中基本概念 及其關(guān)系 所以 知識庫相對穩(wěn)定 也便于在分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下對知識的 存取 3 基于o n t o l o g y 的知識庫建模不僅是應(yīng)急決策支持系統(tǒng)研究中的 6 茸沿 也是知識 t 程中的前沿課題 所以本課題的研究和探討 不僅為知 泌工程中提供了例證 也為決策支持系統(tǒng)研究提供了有力的例證 1 4 研究局限性 對于此題目的研究 必須面對一些哲學(xué)界和認(rèn)知學(xué)界有爭議的問題 本體工程是知識t 程的發(fā)展和完善 那么它必然后要涉及計(jì)算機(jī)科學(xué) 語 言學(xué) 認(rèn)知學(xué) 邏輯學(xué)以及哲學(xué)這幾門學(xué)科 當(dāng)我們構(gòu)造一個本體時 不 可避免地會遇到上述各學(xué)科研究領(lǐng)域中的一些問題 有的問題甚至是在本 學(xué)科中現(xiàn)在也沒有一個明確的解決辦法 整體上來看 知識工程中對o n t 0 1 0 9 y 的研究還剛剛起步 盡管聲稱 很多本體己被應(yīng)用 但文獻(xiàn)上并沒有見到較洋細(xì)的報(bào)道 就是c y c 也未 見到有關(guān)應(yīng)用的情況 真正重用的實(shí)例不多 盡管構(gòu)造本體的目的在于重 用 從這方面來說 我們的選題具有挑戰(zhàn)性 但是很有意義的 1 5 文章的組織結(jié)構(gòu) 全文共分為六章 第一章介紹了課題的研究背景并概述相關(guān)領(lǐng)域的研究工作 提出本文 的主要研究內(nèi)容及選題的意義 第二章主要對什么是知識及知識的表示方法和知識表示觀進(jìn)行了深 入的分析和總結(jié) 提出了國防動員應(yīng)急決策支持系統(tǒng)中知識的表示方法 第三章對本體的有關(guān)理論進(jìn)行了詳細(xì)介紹 包括本體的定義 本體的 構(gòu)成 本體描述語言和編輯工具 本體功能 本體工程構(gòu)建原則和方法以 及現(xiàn)有本體的分類等內(nèi)容 第四章首先介紹了國防動員應(yīng)急決策支持系統(tǒng)總體框架設(shè)計(jì) 其次 6 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 在深入分析了領(lǐng)域知識概念建模的本體論基礎(chǔ)上 提出 r 一種適合應(yīng)急領(lǐng) 域本體建模的方法d k o e d 對d k o e d 方法構(gòu)建領(lǐng)域本體的基本策略和步驟 基本建模元素及其圖示化建模符號進(jìn)行了詳盡的闡釋 并結(jié)合國防醫(yī)療衛(wèi) 生動員應(yīng)急決策實(shí)例進(jìn)一步解釋d k o e d 方法建模過程 利用本體編輯器 o i1e d 生成示例本體 給出了基于x m l r d f o w l 的形式化描述 第五章對本體在信息檢索中的應(yīng)用進(jìn)行 深入研究 提出了應(yīng)急決策 領(lǐng)域知識查詢方法 對查詢信息源數(shù)據(jù)的規(guī)范 查詢系統(tǒng)的框架及查詢模 塊進(jìn)行了設(shè)計(jì) 并構(gòu)造了查詢語句 提高檢索的查全率和查準(zhǔn)率 與傳統(tǒng) 基于關(guān)鍵詞匹配的搜索引擎進(jìn)行了對比分析 第六章總結(jié)了本文研究工作的成果并對未來的工作進(jìn)行了簡單的討 論 7 x 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 處理的結(jié)果 在綜合過程中 信息通過相互比較 結(jié)合成有意義的鏈接 數(shù)擠 信息和知識具有層次關(guān)系4 如圖2 一i 所示 分析 圖2 1 數(shù)據(jù) 信息和知識的層次關(guān)系 f l g u r e2 1 血er e l a t i o no f d a t a i n f o 肌a t l o na n dk i l o w l e d 窖e 2 1 2 知識的層次 人類的知識是極其豐富和龐雜的 如何規(guī)范地描述或表達(dá)這些知識 一直是人們所探討的問題 通常人們習(xí)慣于用自然語言來表達(dá)知識 如果 以自然語言表示知識直接引入到計(jì)算機(jī) 當(dāng)然是最理想的了 但是 自然 語言有 j 義性 語法和語義也難于有完善的描述 再之 計(jì)算機(jī)技術(shù)目前 還不能很好的對自然語言進(jìn)行有效的處理 所以 人們在不斷地探討計(jì)算 機(jī)對知識的處理 一般地 知識的表達(dá)模式為 k f r c 其中 k 表示知識項(xiàng) k n o w l e d g ei t e m s f 表示事實(shí) f a c t s 指人們對客觀世界和世界的狀態(tài) 屬性 和特征的描述 以及對事物之間關(guān)系的描述 r 表示規(guī)則 r u l e s 指能表達(dá)在前提與結(jié)論之間因果關(guān)系的 一種形式 c 表示概念 c o n c e p t s 指事實(shí) 術(shù)語 的含義 規(guī)則的語義 說明等 為了把這些知識 事實(shí) 規(guī)則和概念 明白無誤地用計(jì)算機(jī)所能接受 的形式表示出來 必須建立一組約定的 利于把知識編碼成一種適當(dāng)?shù)臄?shù) 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 據(jù)結(jié)構(gòu) 在計(jì)算機(jī)中存儲起來 一旦計(jì)算機(jī)以適當(dāng)?shù)姆绞绞褂眠@些知以 就會產(chǎn)生智能行為9 這就是知識表示要研究的問題 從上述知識的表示模式可以看出 知識是有層次的 即 事實(shí) 概 念 規(guī)則 啟發(fā)式知識四個層次 其中啟發(fā)性知識是關(guān)于規(guī)則的知識 是事實(shí) 概念和規(guī)則的綜合 在問題求解中 利用啟發(fā)性知識可以得到求 解問題的捷徑 對任何領(lǐng)域知漢或?qū)W科知識的表示 都要進(jìn)行知識的層次 性分析 這樣便于選取適當(dāng)?shù)闹R表示方法 概括起來 在選擇知識表示 方法時 應(yīng)該考慮以下幾點(diǎn) 1 所選擇的知識表示方式對于特定領(lǐng)域知識和專家知識的特點(diǎn)及 結(jié)構(gòu)能充分地 適當(dāng)?shù)?正確地表達(dá)出來 這當(dāng)然包括知識的層次性分析 具有表示某個專門領(lǐng)域所需知識的能力 并保證知識庫中的知識是相容 的 2 要考慮其模塊結(jié)構(gòu)能否滿足不斷完善的需要 由于領(lǐng)域知識 專家知識 經(jīng)驗(yàn)是不斷完善的 其數(shù)據(jù)庫也是在不斷擴(kuò)充和完善的 因此 選擇知識表示方式時 要考慮其模塊結(jié)構(gòu) 以利于新的專家知識的獲取和 知識庫的擴(kuò)充 完善 3 要考慮知識的表示是否條理清楚 也就是說知識表示是否簡單 有效 清晰 是否便于對問題求解策略的推理和對知識庫的搜索 4 要考慮知識表示的自然性 即考慮知識表示的形式結(jié)構(gòu)與人類 對該領(lǐng)域的專門知識形式應(yīng)該相吻合 以便容易被該領(lǐng)域的專家所理解 并有利于在構(gòu)造和完善專家知識系統(tǒng)進(jìn)程中 計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)人員與學(xué)科 領(lǐng)域?qū)＜业暮献?5 透明性 在選擇知識表示模式時 要考慮知識表示形式所表示 知識的進(jìn)程應(yīng)該易于被人們所接受 即知識操作和控制進(jìn)程易于被跟蹤 知識有多種表示方法 常用的表示方法有 謂詞邏輯表示法 產(chǎn)生式 表示法 語義網(wǎng)絡(luò)表示法 框架表示法和面向?qū)ο蟮谋硎痉ǖ?最近人們 又提出了具有語義表達(dá)能力的本體知識表示法 這也是本論文主要研究的 表示方法 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 類所采用的方法需要借助局部或分布表示的形式 對計(jì)算機(jī)而言 相對于 局部與分布表示 直接表示可以視為外部表示 與其他內(nèi)部表示相比較 它強(qiáng)調(diào) 表示與被表示文體間具有結(jié)構(gòu)相似性 總之 盡管a l 發(fā)展的歷史已經(jīng)提出r 大量得到實(shí)踐考驗(yàn)的有益的表 示方法 但是 表示問題并未真正解決 這幾年 研究者正在試圖對表示 問題的本質(zhì)進(jìn)行更深入的討論 由此形成了各種闡述研究者對智能行為研 究的方法論及對其本質(zhì)認(rèn)識的表示觀 2 2 2 表示觀 目前 根據(jù)對 什么是表示 這一基本問題的不同理解和所采用的方 去論 a i 學(xué)界對知識表示的觀點(diǎn)主要可歸納為認(rèn)識論 e p i s t e m o l o g y 本體論 o n t o l o g y 及知識工程 k n o w l e d g ee n g i n e e r i n g 三類 認(rèn)識論表示脫假設(shè) 表示是對自然世界的描述 表示自身不顯示任何 智能行為 其唯一的作用就是攜帶知識 表示研究與 啟發(fā)式 研究無關(guān) 本體論表示觀假沒 表示是對自然世界的一種近似 它規(guī)定了看待自 然世界的方式 即一個約定的集合 表示只是描述了在這個世界中 觀察 者當(dāng)前所關(guān)心的那部分 其它部分則被忽略 知識工程表示觀 表示是對自然世界描述的計(jì)算機(jī)模型 它應(yīng)該滿足 計(jì)算機(jī)這一實(shí)體的具體限制 因此 表示可以理解為一類數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及在其 的一組操作 不同的表示觀規(guī)定了智能模擬研究的不同側(cè)重 例如 知識工程表示 觀強(qiáng)調(diào)自然世界在計(jì)算機(jī)內(nèi)部某類數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的映象形式及對存儲的內(nèi)容 所采用的處理方法 因此 研究知識的存儲結(jié)構(gòu)與對其有效地使用 推理 與搜索 成為這種表示觀研究的主要任務(wù) 這種表示觀側(cè)重 計(jì)算機(jī)可接 受 這個條件 對認(rèn)識論的表示觀而言 表示是一種攜帶知識的理論 問 題求解的有效性不在其考慮之列 e 強(qiáng)調(diào)對自然現(xiàn)象 具體地說就是對常 識知識 抽象與簡潔的刻畫 本體論的表示觀則認(rèn)為任何表示均是不完全 的知識理論 而對其使用的有效性 計(jì)算困難程度 則是先決條件 因此 本體論的表示觀強(qiáng)調(diào)一種聚焦的功能 啟發(fā)式 成為表示研究的一部分 i 4 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 類所采用的方法需要借助局部或分布表示的形式 對計(jì)算機(jī)而言 相對于 局部與分布表示 直接表示可以視為外部表示 與其他內(nèi)部表示相比較 它強(qiáng)調(diào) 表示與被表示文體間具有結(jié)構(gòu)相似性 總之 盡管a l 發(fā)展的歷史已經(jīng)提出r 大量得到實(shí)踐考驗(yàn)的有益的表 示方法 但是 表示問題并未真正解決 這幾年 研究者正在試圖對表示問題的本質(zhì)進(jìn)行更深入的討論 由此形成了各種闡述研究者對智能行為研 究的方法論及對其本質(zhì)認(rèn)識的表示觀 2 2 2 表示觀 目前 根據(jù)對 什么是表示 這一基本問題的不同理解和所采用的方 去論 ai學(xué)界對知識表示的觀點(diǎn)主要可歸納為認(rèn)識論 epistemology 本體論 o n t o l o g y 及知識工程 k n o w l e d g ee n g i n e e r i n g 三類 認(rèn)識論表示脫假設(shè) 表示是對自然世界的描述 表示自身不顯示任何 智能行為 其唯一的作用就是攜帶知識 表示研究與 啟發(fā)式 研究無關(guān) 本體論表示觀假沒 表示是對自然世界的一種近似 它規(guī)定了看待自 者當(dāng)前所關(guān)心的那部分 其它部分則被忽略 知識工程表示觀 表示是對自然世界描述的計(jì)算機(jī)模型 它應(yīng)該滿足 計(jì)算機(jī)這一實(shí)體的具體限制 因此 表示可以理解為一類數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及在其 的一組操作 不同的表示觀規(guī)定了智能模擬研究的不同側(cè)重 例如 知識工程表示 觀強(qiáng)調(diào)自然世界在計(jì)算機(jī)內(nèi)部某類數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的映象形式及對存儲的內(nèi)容 所采用的處理方法 因此 研究知識的存儲結(jié)構(gòu)與對其有效地使用 推理 受 這個條件 對認(rèn)識論的表示觀而言 表示是一種攜帶知識的理論 問 題求解的有效性不在其考慮之列 e 強(qiáng)調(diào)對自然現(xiàn)象 具體地說就是對常 識知識 抽象與簡潔的刻畫 本體論的表示觀則認(rèn)為任何表示均是不完全 的知識理論 而對其使用的有效性 計(jì)算困難程度 則是先決條件 因此 本體論的表示觀強(qiáng)調(diào)一種聚焦的功能 啟發(fā)式 成為表示研究的一部分 i 4 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 這些表示觀是從不同角度及不同描述層次解釋表示的內(nèi)涵而產(chǎn)生的 不同的結(jié)論 但是 本體論表示觀就不能因?yàn)槠鋸?qiáng)調(diào)表示的不完善及可計(jì) 算而否定它的知識攜帶作用 它與認(rèn)識論表示的區(qū)別僅僅在于這種作用是 否是唯一的 另外 由于率體論表示觀承認(rèn)表示與 啟發(fā)式 研究之間的 關(guān)系 因此 它與知識工程表示觀必然緊密相關(guān) 一般地說 認(rèn)識論表示觀強(qiáng)調(diào)知識的某種存在性研究 本體論表示觀 則更多考慮知識的構(gòu)造性研究 而知識工程表示觀則以知識系統(tǒng)的可實(shí)現(xiàn) 性作為重點(diǎn) 顯然 對任何一門學(xué)科 存在性 構(gòu)造性及可實(shí)現(xiàn)住均是重 要的 簡單地否定某種表示觀是不合適的 甚至是錯誤的 2 3 國防動員應(yīng)急決策支持系統(tǒng)中知識的表示 隨著t c p i p 協(xié)議的流行和基于該協(xié)議的各種通信機(jī)制的開發(fā) 尤其 是c 0 r b a 和d c 0 等分布式對象技術(shù)的開發(fā) 異構(gòu)軟硬件平臺上應(yīng)用軟件 之間的通信已基本消除障礙 然而信息和服務(wù)交互的最大障礙一通信內(nèi)容 的語義失配問題卻始終未能有效解決 語義失配問題的根源是本體論失配 一人們觀察和處理事務(wù)時采用的術(shù)語概念和關(guān)系處理方法不一致 由于本 體論隱含于應(yīng)用軟件的程序中 使得服務(wù)請求 返回結(jié)果和交換的信息易 于被誤解 要解決所涉及的各成員在通信過程中產(chǎn)生的語義沖突 只能 通過定義局部的共享本體論來規(guī)范成員間的通信 以消除各成員可能對通 信內(nèi)容產(chǎn)生的誤解 我們認(rèn)為 清晰地表示通信內(nèi)容的本體論是克服語義 失配問題的唯一出路 應(yīng)急決策領(lǐng)域本體是一個特定研究論域的概念模型的形式化表達(dá)機(jī) 制 它獲取了領(lǐng)域內(nèi)一致的知識 它不是為某個個體私有的 而是可以被 一個群體所接受和共享的 該領(lǐng)域本體為需要共享應(yīng)急決策領(lǐng)域的信息的 決策者定義一個公共的詞匯集 它包括應(yīng)急領(lǐng)域概念的定義和概念之問的 關(guān)系 這些都是機(jī)器可以理解的 本體是論域中的一個概念 類 有時稱為概念 性質(zhì) 描述每個 概念不同的特征和概念的屬性 人工智能中稱為槽 有時候也稱為角色或 1 5 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第三章本體理論基礎(chǔ) 本體工程是知識工程的發(fā)展和完善 知識工程發(fā)展至今 不論在關(guān)鍵 理論 方法與技術(shù)方面 還是在具體領(lǐng)域應(yīng)刪方面 都取得了長足的進(jìn)步 諸如專家系統(tǒng)的研制成功 知識系統(tǒng)的建立 與此同時 知識工程也遇到 難以逾越的兩人障礙 1 如何實(shí)現(xiàn)知識重用 在知識工程中知識的獲取 極其困難 被認(rèn)為是一個瓶頸問題 其代價(jià)相當(dāng)昂貴 如果新的知識系統(tǒng) f i 能有效地利用現(xiàn)有的知識系統(tǒng) 不斷開始 重新設(shè)計(jì) 必將造成人力 物力的大量浪費(fèi) 因此 當(dāng)務(wù)之急是實(shí)現(xiàn)知識重用 2 如何實(shí)現(xiàn)知識共 享 僅有知識重用是不夠的 因?yàn)樗]有涉及人機(jī)交互 在智能系統(tǒng)中 要實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互就必須使人和機(jī)器的交流建立在對所交流領(lǐng)域共識的基 礎(chǔ)上 鑒于以上兩個問題 人工智能專家們已經(jīng)注意到 知識工程要想在 目前的基礎(chǔ)上有突破性的進(jìn)展 必須向本體工程發(fā)展 因此 本體 作為 本體工程的核心近年來被廣泛地研究 本體在知識庫系統(tǒng)開發(fā)中較多應(yīng)用于開發(fā)領(lǐng)域模型 它不僅包括了域 中的知識 同時也提供了對域的正確理解 直觀地講 本體提供了建模所 需的基本詞匯并說明了它們之間的關(guān)系 建立大型知識庫的第一步 就是 設(shè)計(jì)相應(yīng)的本體 這對于整個知識庫的組織至關(guān)重要 本體已經(jīng)在很多知 識庫系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用 影響較大的有美國國防高級研究計(jì)劃署 d a r p a 資助的高性能知識庫h p k b h i g hp e r f o r m a n c ek n o w l e d g e b a s e s 歐洲數(shù)國聯(lián)合開發(fā)的i b r o w 等 另外 本體在自然語言處理領(lǐng)域中也被廣泛地應(yīng)用 其主要原因是在 自然語言處理的應(yīng)用中要設(shè)法理解 表示和操縱文本的意思 而本體作為 一部語義詞典是必不可少的 這樣 本體用以在語言獨(dú)立的形式下表示文 本的意思并消解歧義 在該領(lǐng)域中 本體主要應(yīng)用于機(jī)器翻譯 智能問答 智能檢索等方面 應(yīng)用實(shí)例有w o r d e t m i r o k o s m o s s e n s u s 等項(xiàng) 目 1 8 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 因此 在2 0 世紀(jì)9 0 年代初期 本體成為包括知識工程 自然語言處 理和知識強(qiáng)型型摹蛀趔羹瑚太枉吊由銎皤髑釜瑟掣 并轉(zhuǎn) 霎墨筆稀醭囊 摧鰣琶翟嗣鼉斌酮囂蛙 囂男繇囂鏊 關(guān)聯(lián)強(qiáng)茲諺鹱舔饕鼎囂彭慧囂 勞 黧霧鑼銹舔囂 黲型彰隆舄翁蟹 纛繇籠蓉型鞫劁藏噬 靜藩醍彭塑囂拶 蔥搿 搿靜蘺勰臻舔藩囂騷玨 登霧齠強(qiáng)巍餮御苘譯琰蠢碧i 肆靼w l h t t p w w w w3 o r g 2 0 0 2 0 7 o w l x m l n s r d f h t t p 阿 w 3 o r g 1 9 9 9 0 2 2 2 一r d f s y n t a x n s x m i n s r d f s h t t p w w w w 3 o r g 2 0 0 0 o l r d f s c h e m a 圣u i d p e r m a n e n tg 1 0 b a lu n i q u ei df o rt h ea s s o c j a t e d c o n c e p t t 一 自然災(zāi)害 早 澇 蟲 雹 瘟疫等造成的禍害 9 9 9 0 0 0 0 l 通過上述文檔將概念的定義及概念之間的關(guān)系進(jìn)行了描述 在推理機(jī) 中存放有領(lǐng)域理論 也就是相應(yīng)的規(guī)則 由此在系統(tǒng)中各方交互時可以對 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 因此 在2 0 世紀(jì)9 0 年代初期 曲篙羈硒醛八 髓戴目i 謄 暇餾鑾 痿字摹糸廷建囂藿把薛孚靜靜壘引一 竄警競 鬟 群謄j 蠹砑裁霸黧彈 鞫裁弱引羽塒愛測焉涮 攝禽埋粵詹 涵礙髦暨射 廷羲贈貓掣薯贏 贈 姥觚 塌荔越 磊陵螄芒麻掂投 募中的父予類之間的 雯醚剁排矧卜鎊 每辭 必砧囂梁轎群篇黝撥遣 睦型募鍛葡巢對釋矗黼瞽罕 蛔之間的關(guān)系 給出兩個概念c 和d 記 c f xx 是c 的 實(shí)例 d x x 是d 的實(shí)例 如果對任意的x 屬于d x 都屬于c 則稱c 為d 的父概念 d 為c 的子概念 i n s l a nc e o f 表達(dá)概念的實(shí)例與 概念之間的關(guān)系 類似于面向?qū)ο笾械膶ο蠛皖愔g的關(guān)系 a t t r i b u t e o f 表達(dá)某個概念是另一個概念的屬性 在實(shí)際建模過程中 概念之間的蓑系不限于上面列出的4 種基本關(guān)系 可以根據(jù)領(lǐng)域的具體情 況定義相應(yīng)的關(guān)系 o n t o l o g y 正是通過這些建模元語 來組織現(xiàn)實(shí)世界 的知識 圖3 2 用一個簡單的有向圖來表示一個本體 圖3 2 本體例子 雙箭頭連接的是同一個概念 f i g u r e3 2 她e x a r n p l eo n 幻l o 酬廿l es a r n ec o n c e p t sa r e n n e c t e db yd o u b l e a r r o w h e a d l 從上面的分析可以看出 本體與面向?qū)ο蟮睦碚摲浅ｎ愃?但這兩者 本質(zhì)是不同的 本體是某領(lǐng)域靜態(tài)概念模型的描述 用公認(rèn)的術(shù)語集和這 些術(shù)語之間的關(guān)系來反映該領(lǐng)域內(nèi)的知識和知識結(jié)構(gòu) 不包括動態(tài)的行 為 面向?qū)ο笫且环N軟件開發(fā)方法 或者說它是一種新的軟件開發(fā)規(guī)范 其主要思想是使用對象 類 繼承 封裝 消息和多態(tài)等基本概念來構(gòu)造 系統(tǒng) 在面向?qū)ο蟮睦碚撝?對象或類不僅包括描述對象靜態(tài)特征的屬性 x 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 2 明確 是指所使用的概念及使用這些概念的約束都有明確的定 義 3 形式化 是指o n t o l o g y 是計(jì)算機(jī)可讀的 也就是計(jì)算機(jī)可處理 的 4 共享 是指o n t 0 1 0 9 y 中體現(xiàn)的是共同認(rèn)可的概念集 它所針對 的是團(tuán)體而非個體 o n t o l o g y 的目標(biāo)是捕獲相關(guān)領(lǐng)域的知識 提供對該領(lǐng)域知識的共同 理解 確定該領(lǐng)域內(nèi)共同認(rèn)可的詞匯 并從不同層次的形式化模式上給出 這些詞匯 術(shù)語 和詞匯之間相互關(guān)系的明確定義 盡管定義有很多不同的方式 但是從內(nèi)涵上來看 不同研究者對于 o n l 0 1 0 9 y 的認(rèn)識是統(tǒng)一的 都把它當(dāng)作是領(lǐng)域 領(lǐng)域的范圍可以是特定 應(yīng)用中 也可以是更廣的范圍 內(nèi)部不同主體 人 機(jī)器 軟件系統(tǒng)等 之間進(jìn)行交流 對話 互操作 共享等 的一種語義基礎(chǔ) 即由o n t o l o g y 提供一種共識 而且0 n t o l o g y 提供的這種共識更主要的是為機(jī)器服務(wù) 機(jī)器并不能像人類一樣理解自然語言中表達(dá)的語義 目前的計(jì)算機(jī)也只能 把文本看成字符串進(jìn)行處理 因此 在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域討論o n t o l o g y 就要 討論如何表達(dá)共識 也就是概念的形式化問題 在上述這些對本體定義的不同觀點(diǎn)中 所用到的 概念化 一詞并沒 有給出明確的解釋 g u a r i n o 對上述定義中的 概念化 給出了一種比 較合理的解釋 同時對概念化和本體的關(guān)系作了進(jìn)一步的闡釋 在此 我 們概要地說明g u a r i n o 對 概念化 的解釋 定義3 1 領(lǐng)域空間 d o m a ns d a c e 領(lǐng)域空間定義為 其中d 表示領(lǐng)域 w 表示領(lǐng)域內(nèi)事件最大狀態(tài)的集合 也被稱為可能世界 定義3 2 概念上的關(guān)系 c o n c e p t u a ir e l a t i o n d w 上n 元概 念上的關(guān)系定義為 形斗2 表示w 到領(lǐng)域d 上所有n 元 普通 關(guān) 系的集合的全函數(shù) 對于概念上的關(guān)系p 集合 p w j w 包含p 可接受的所有 外延 a d m i t t a b l ee x t e n s i o n s 定義3 3 概念化 c o n c e p t u a l i z a t i o n 概念化定義為c 太原彈專 夭孽碩 菥存年奎倍囂等 蠡澎豁秘熬增鞴l 鞠蓊 胃萎磐氯剽f 魴幣 毯虹孤 肇i i 孵蚓 鮑科蕊 列蝥崮虱器1 w i 毒 j 建憾蟛l 副 雕酣 鍘冀禹影詣 籟鞋剩型鬻 理 捌彭 瞧琊孿愀m 懈l 薯攔渾疆 朝哆為蠡髂雛爵冀睫醚列瑟靳羹曼弼雨二磷罹噬遴目噶蒼 臻焉瑙嘯 衙w 不廖雨嘲引戛霉i 堤唔囊謚落兩 瀾砭弱糖慵蠼囂弘 造嘩湛塔 愜讎妻甏赫勤u 糾氯卵噯海礓j 壓禽幽孽治g 雕 高婪謄 需孫 趣玎西鞲女灶毀劐羹 撈旦曼 電士 i 惦 w 溺必蟄鬟銼腳警簍骷瀚 妙蛩鰱蚓裂 蠢舔熟剝籀蚓藹蓊耩鞲強(qiáng)強(qiáng) 瓣霎藕霞肆懿釃管蛋皂 毽積翹 理曉醴型馴靳鞋醛霉搞黼靳蒲擂露的是 在釃醋萁贏下寢 冀硫i 確潲霧搟高等 商麟剝矧蕈 瘸蠢莘 霉 一 琶捌嚶 r 鞋辯私羞驀羹 毒j 蠢一 i l 謄l 三j j i 妻i 蘿刪謄弘s s i 醯i l 魈囊囊警雷i 蔭喜擎 j 舞蓍蓍 妻 囊羹黧l 羹萼薯蓮 冀 女 潘蓁萋譽(yù)薹 擎 i l 努 潦翟醛拜玨藏剃捌 莖望 蟠奧 l 一 i 確杉拍臥 辯j i g 自日g 鞲愛虱生囊釃囂釜 垡品攫襄6 囂赫駢辨憝藿貌i 甄 j 眩螞躔i i q e 目 眵鯽 i l i i 硎 j i j i i 矧翻l i i 甥裂蕓ij f l 自 i 僧璀菇猱藩洽黼掣金鴦蒯j 梳給巖站粵璐嘎矬壁囂 囂型鬟蕘烈篇 釅氫斟老巨翼 毛交剖霧罾磊勞寬犁 萋i 鐾l 蠹 列 t 髓勢載型i 女 i i 一 l 蚓黜弱一 崾蠖蓄當(dāng)耗 時垂醯籬融f 中蓀梨齋掣王 獵藿型 數(shù)建稿 鬻剿墻翌稽陽荊薹 霉 i i 垂i 芷 i 岍列 斟朔孽 1 l 驪精州驀一羹美涮 馨肇 i j i 捌 li 1 月囂潮j 弱 置習(xí)蕩 釜薟 黢叁挫一釃髫的是在琵 喜 目的目的是在w e b 資源間提供語義層次的交互性 它的語法和語義建立在已有規(guī)范 o k b c x o l r d f l i d f s 的基礎(chǔ)上 并提供在框架表示法中通用的 建模原語 概念 關(guān)系 函數(shù) 公理和實(shí)例 來創(chuàng)建ont0109y 不僅如此 它還具有正式語義和一階謂詞邏輯中的推理支持能力 o i l 建立在r d f rdfs之上 分為以下層次 核心oil層 其中包括oil原語并建立了到 rdf rdfs原語的直接映射 標(biāo)準(zhǔn)0兒層含有完整的ofl模型 具有比r dflldfs中更多的原語 實(shí)例oil層中加入了概念實(shí)例和原有模型的角色 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 3 3 3 本體編輯工具 在本體表示中 有許多已經(jīng)研發(fā)出來的本體編輯器 其巾最具代表性 的就是r a c e r 和o i l e d 苴中r a c e r 是基于o w i 的 而o e d 則是基于 d a m l o t l 的 其現(xiàn)有版本也提供了對o w i 的支持 在本節(jié)內(nèi)容中 我們將分別簡要地介紹一下這兩個本體編輯器 1 r a c e r racer 是一種基于0wi 的推理器 具有高度優(yōu)化的推理系統(tǒng) 它可 以被看作是語義網(wǎng)的一種核心推理agent racer現(xiàn)在支持多種有關(guān)在owi 語苦中定義的onl0109y的推理服務(wù) 這些服務(wù)可以通過基于網(wǎng)絡(luò)的api 供給其它a g e n c 使用 r a c e r 現(xiàn)在正被多種客戶使用 這些客戶包括 o n t o l o g y 編輯 o n t 0 1 0 9 y 發(fā)展和可視化工具 以及基于網(wǎng)絡(luò)懿髯跬裂覘 酗醚靶些 o f 等構(gòu)建概念間的邏輯組合關(guān)系 通過 d o m a i n m n g e t o c l a s s h a s v a l u e c a r d i n a l i t y m i nc a r d i n a l i t y m a x c a r d i n a l n y 等對關(guān)系約束進(jìn)行描述 通過d 塒o i m w i t h l l l l i q u e p r o pe n y u n a m b i g u o u s p r o p e 啊 t m s i v e p m l 忙n y 等實(shí)現(xiàn)對概念及其 x 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 求分析基礎(chǔ)上軟件設(shè)計(jì)時的基礎(chǔ) 以自動或是半自動的方式檢查它們之間 的一致性 從而提高軟件系統(tǒng)的可靠性 本體還可以通過對系統(tǒng)內(nèi)部各個 功能模塊和它們之間的聯(lián)系的詳細(xì)描述達(dá)到軟件的重用性 3 5 本體 0 n t o l o g y 工程 o n t o l o g y 作為通信 互操作和系統(tǒng)工程的基礎(chǔ) 必須經(jīng)過精心的設(shè) 計(jì) 實(shí)際上 o n t o l o g y 的創(chuàng)建過程是一個非常費(fèi)時費(fèi)力的過程 需要一 套完善的工程化的系統(tǒng)方法來支持 特定的專用o n t l o g y 還需要專家進(jìn) 行參與 通用的大規(guī)模0 n t o l o g y 很少 大多o n t o l o g y 只是針對某個具體 領(lǐng)域或應(yīng)用而創(chuàng)建的 在實(shí)際應(yīng)用中 不同o n t 0 1 0 9 y 之間常常需要進(jìn)行 映射 擴(kuò)充與合并處理 以及根據(jù)特定的需要由一個大的o n t o l o g y 提取 滿足要求的小0 n t o l o g y 等操作 此外 當(dāng)現(xiàn)實(shí)的知識體系發(fā)生變化時 先前創(chuàng)建的0 n t 0 1 0 9 y 也必須做出相應(yīng)的演化以保持o n t o l o g y 與現(xiàn)實(shí)的一 致性 這都是o n t o l o g y 工程所需研究的問題 3 5 1 構(gòu)造本體 o n t o i o g y 的原則 如何構(gòu)造0 n t o l o g y 是0 n t o l o g y 工程中的最基本問題 g r u b c r 提出 了指導(dǎo)o n t 0 1 0 9 y 構(gòu)造的五個原則 l 清晰 c l s r y o n t 0 1 0 9 y 必須有效地說明所定義術(shù)語的意 思 定義應(yīng)該是客觀的 與背景獨(dú)立的 當(dāng)定義可以用邏輯公理表達(dá)時 它應(yīng)該是形式化的 定義應(yīng)該盡可能地完整 所有定義應(yīng)該用自然語言加 以說明 2 一致性 c o h o r o n c o o n t o l o g y 應(yīng)該是一致的 也就是說 它應(yīng)該支持與其定義相一致的推理 它所定義的公理以及用自然語言進(jìn)行 說明的文檔都應(yīng)該具有一致性 3 可擴(kuò)展性 e x t c n d 伯il i t y o n t o l o g y 應(yīng)該為可預(yù)料到的任 務(wù)提供概念基礎(chǔ) 它應(yīng)該可以支持在已有的概念基礎(chǔ)上定義新的術(shù)語 以 滿足特殊的需求 而無需修改已有的概念定義 3 3 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 4 編碼偏好程度最小 i i n i m a l6 n c o d n gb i a s 概念的描述 不應(yīng)該依賴于某一種特殊的符號層表示方法 因?yàn)閷?shí)際系統(tǒng)可能采用不同 的知識表示方法 5 約定最小 m i n i m a lo n t 0 1 0 9 沁a lc o 咖 t m e n t o n t o l o g y 約定應(yīng)該最小 只要能夠滿足特定的知識共享需求即可 這可以通過定義 約束最弱的公理以及只定義通信所需的詞匯來保證 3 5 2 本體 0 n t o i o g y 建模的主要方法 目前 建立本體大多采用手工方式 遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有成為一種工程性的活動 在建立各自的本體時 都有自己的原則 標(biāo)準(zhǔn)和定義 缺乏公認(rèn)的建模方 法 影響了本體的重用 共享和互操作 但是 研究人員在不斷地探索本 體的開發(fā)方法 目前知識工程界比較成型的建模方法主要有 1 m i k eu s c h 0 1 d d e d e k i n g 的 骨架 法 建立在企業(yè)本體基礎(chǔ)之上 是相關(guān)商業(yè)企業(yè)間術(shù)語和定義的集合 該 方法只提供開發(fā)本體的指導(dǎo)方針 目前企業(yè)本體在愛丁堡大學(xué)人工智能研 究所及它的合作伙伴一i b m l l o y d sr e g i s t e r l o g i c au kl i m i t e da n d u n i l e v e r 骨架 法流程見圖3 4 圖3 4 骨架 法流程圖 f l g l 3 4t l l en o wc h 盯to f 疔鋤郫v 講p m e 血o d 1 確定本體應(yīng)用的目的和范圍 根據(jù)所研究的領(lǐng)域或任務(wù) 建立相 應(yīng)的領(lǐng)域本體或過程本體 領(lǐng)域越大 所建本體越大 因此需限制研究的范 圍 2 本體分析 定義本體所有術(shù)語的意義及其之間的關(guān)系 該步驟需 領(lǐng)域?qū)＜业膮⑴c 對該領(lǐng)域越了解 所建本體就越完善 3 本體表示 般用語義模型表示本體 3 4 太原理工大學(xué)碩