基于Silverlight技術(shù)的本體編輯器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、摘要本體的構(gòu)建離不開(kāi)工具的支持。隨著本體在人工智能、語(yǔ)義網(wǎng)語(yǔ)義互聯(lián)網(wǎng)、電子商務(wù)、信息檢索和抽取等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，本體已經(jīng)成為現(xiàn)在的一個(gè)研究熱點(diǎn)，涌現(xiàn)出了許多本體構(gòu)建工具。選擇合適的構(gòu)建工具對(duì)于快速、成功地構(gòu)建一個(gè)本體至關(guān)重要。本體編輯工具的多樣化和差異化在很大程度上是由知識(shí)表示形式與本體描述語(yǔ)言的多樣性決定的。各種不同的本體編輯工具各有優(yōu)勢(shì)，也都存在一定的問(wèn)題，缺乏一種占統(tǒng)治地位的，得到領(lǐng)域?qū)＜遗c本體研究者廣泛認(rèn)可的工具。當(dāng)前本體編輯工具的主要問(wèn)題是不同構(gòu)建工具適用的本體描述文件無(wú)法兼容；大多數(shù)工具以文件形式存儲(chǔ)本體內(nèi)容，只有少數(shù)支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)；大多數(shù)編輯工具不支持本體的重用，及分布式開(kāi)發(fā)。本

2、文針對(duì)目前本體編輯工具所具有的不足，順應(yīng)本體編輯工具的發(fā)展趨勢(shì)介紹了一種基于富客戶端的本體編輯器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。此系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)了本體的圖形化瀏覽和編輯功能。本文的主要工作如下:Ø 概括介紹了本體論的相關(guān)理論以及本體研究的現(xiàn)狀，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有本體編輯工具的分析，論述了構(gòu)建新的本體編輯工具的必要性。Ø 總結(jié)分析了目前一些本體編輯工具所采用的本體描述語(yǔ)言，大多數(shù)是基于OWL的具有自己特色的本體描述語(yǔ)言。這些描述文件只適用于自身的編輯工具，不同的描述語(yǔ)言無(wú)法通用。針對(duì)此弊端，概括介紹Web本體描述語(yǔ)言O(shè)WL，采用標(biāo)準(zhǔn)本體描述語(yǔ)言來(lái)構(gòu)建本體，具有更為廣泛的應(yīng)用性。Ø 簡(jiǎn)單介紹了系

3、統(tǒng)開(kāi)發(fā)所需要的技術(shù)，包括Silverlight和MVC等。詳細(xì)介紹系統(tǒng)整體架構(gòu)的設(shè)計(jì)以及本體庫(kù)的構(gòu)建。Ø 實(shí)現(xiàn)了本體的圖形化瀏覽和編輯功能。圖形表現(xiàn)更加豐富，圖形可以拖動(dòng)，類圖可以展開(kāi)合起，展開(kāi)顯示類的詳細(xì)信息，包含屬性，各種關(guān)系和操作，合起則只顯示類的名稱信息。實(shí)現(xiàn)了多視圖地顯示，可同時(shí)顯示圖形化的視圖和本體源描述文件的視圖。本體的編輯功能則包含本體的新建，詳細(xì)信息的編輯等。關(guān)鍵詞：本體，富客戶端，OWL，圖形化瀏覽, SilverlightDesign and Implementation of Ontology Editor Based on Silverlight Techn

4、ologyAbstractThe ontology building cant do without the support of tools. The ontology has been a hot research point as the widespread use in many fields, such as artificial intelligence (AI), semanticweb, electroniccommerce, informationretrial and extraction and so on. And a lot of ontology build ou

5、t tools appear. Its very important to choose a suitable tool for quickly and succeedbuildingontology.For the most part,the diversification and differentiation of ontology edit tools are decided by the diversification of knowledge representation and ontology description languages. All kinds of ontolo

6、gy edit tools have their own strengths and certain shortages as well. We are lacking in a predominantly tool which is widely approved by the domain experts and ontology researchers.The main problems of current ontology edit tools are including those the owl description languages used by different to

7、ols are not compatible, and most of the tools store the ontology contents using documents, only few supports database storage and most of the tools dont support ontology reuse and distributed development.On account of the shortages of the present ontology edit tools and conforming to the development

8、 tendency of the tools, this paper is introducing the design and implementation of an ontology editor based on rich client. This system mainly implements the ontology graphic browsing and editsfunctions. The main work of this paper contains:Ø Summarize the related theories of ontology and the c

9、urrent ontology research situation. Then the paper discusses the necessity of creating new ontology edit tool by analyzing the current ontology edit tools.Ø Summarize and analyze the ontology description languages adopted by the current ontology edit tools. Most are ontology description languag

10、es having their own feature based the web ontology language (OWL).These are suitable only to their own ontology edit tools. They arent compatible.On account of this shortage, the paper summarizes the web ontology language. It has wide applicability using standard ontology description language to cre

11、ate ontology.Ø Simple introduce the necessary technology for developing the system, including Silverlight and MVC and so on. Then introduce the whole structure of the system and the ontology database building in detail.Ø Realize the functions of graphic browsing and editing. The graphic ex

12、pression is richer. Users can drag the graphics, unfold and fold the class graphics. When you unfold the class graphic, it shows the details of the class, includingproperties, kinds of relationships and operations. And when you fold the class graphic, it only shows the class name. We also realize th

13、e multi-view browsing. It can show the graphics view and the ontology description document view at the same time. The ontology edit function includes creating and details editing and so on.Keywords: Ontology, Rich client, OWL, Graphic browse, Silverlight目錄1緒論1研究背景1本體編輯工具的發(fā)展1本文研究意義2本文的組織結(jié)構(gòu)32本體理論技術(shù)概述4

14、本體定義4本體在哲學(xué)中的定義4本體在信息科學(xué)中的定義4本體構(gòu)成5本體分類6本體的作用與應(yīng)用8本體的作用8本體的應(yīng)用93本體描述語(yǔ)言及本體開(kāi)發(fā)工具11傳統(tǒng)的本體描述語(yǔ)言11網(wǎng)絡(luò)本體描述語(yǔ)言12XML&XML Schema123.2.2 RDF&RDF Schema143.2.3 OWL15幾種本體描述語(yǔ)言的比較18本體編輯工具183.3.1 Protégé193.3.2 Hozo204系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)22系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)22系統(tǒng)的總體架構(gòu)234.2.1 Model的設(shè)計(jì)23解析器與視圖的設(shè)計(jì)25數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)26系統(tǒng)的功能分析與設(shè)計(jì)26開(kāi)發(fā)平臺(tái)與核心技術(shù)284.4.1

15、 Microsoft Visual Studio 2008284.4.2 Silverlight技術(shù)284.4.3 MVC設(shè)計(jì)模式304.4.4 Web Service315系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)32系統(tǒng)總體模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)32服務(wù)器端組成32客戶端組成33系統(tǒng)各層次間的關(guān)系34系統(tǒng)基礎(chǔ)模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)35本體對(duì)象模型的實(shí)現(xiàn)35數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)38數(shù)據(jù)訪問(wèn)層的實(shí)現(xiàn)40本體瀏覽模塊的實(shí)現(xiàn)445本體概念導(dǎo)航的實(shí)現(xiàn)45本體概念圖形化顯示的實(shí)現(xiàn)47本體源文件視圖的實(shí)現(xiàn)53本體編輯模塊的實(shí)現(xiàn)546總結(jié)與展望58參考文獻(xiàn)60致謝62個(gè)人簡(jiǎn)歷63在校期間研究成果631緒論隨著語(yǔ)義互聯(lián)網(wǎng)的觀念慢慢演化，作為其核心的本體

16、，價(jià)值也逐步得到了體現(xiàn)。本體是語(yǔ)義互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的主要組成部分，本體技術(shù)在自然語(yǔ)言處理，數(shù)據(jù)庫(kù)，信息檢索，知識(shí)表示，知識(shí)管理，多代理系統(tǒng)等領(lǐng)域中都將起到重要的作用。在很短的時(shí)間內(nèi)，國(guó)內(nèi)外的本體研究都得到了飛速的發(fā)展。目前，本體已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)重要研究課題，越來(lái)越多的學(xué)者投入到本體的研究中，并取得了諸多研究成果。目前對(duì)本體的研究主要集中在本體論工程，本體設(shè)計(jì)和評(píng)估的形式化方法以及本體論的應(yīng)用。其中本體論工程以及本體設(shè)計(jì)和評(píng)估的形式化方法屬于本體論的理論研究的內(nèi)容。隨著對(duì)本體研究的深入，學(xué)者們提出了許多種本體描述語(yǔ)言，如RDF和RDF-S、OIL、DAML、OWL、KIF、SHOE、XOL

17、、OCML、OntoLingua、CycL、Loom等。為了方便構(gòu)建本體，在過(guò)去的十多年里也提出了許多本體構(gòu)建工具，從最早的OntoLingua、OntoSaurus、WebOnto，到Protege、WebODE、OntoEdit、HOZO等。本體編輯工具的多樣化和差異性在本體理論與應(yīng)用研究的初始階段大大推進(jìn)了本體研究工作的進(jìn)展，但隨著本體研究的深入與各種基于本體的專家系統(tǒng)、檢索系統(tǒng)以及機(jī)器翻譯系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)成功，本體工具的這種多樣化和差異性會(huì)在很大程度上阻礙不同領(lǐng)域知識(shí)的聯(lián)通與異構(gòu)系統(tǒng)的互操作。并且現(xiàn)有的本體編輯工具存在很多不足之處，例如，不支持協(xié)同開(kāi)發(fā)，沒(méi)有本體庫(kù)，界面簡(jiǎn)單，用戶體驗(yàn)欠缺等。

18、由此，本體編輯工具的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)該是可兼容多種基于標(biāo)準(zhǔn)本體描述語(yǔ)言O(shè)WL的本體描述文件；界面友好，操作簡(jiǎn)單，用戶體驗(yàn)良好；支持本體的重用和本體的分布式開(kāi)發(fā)；支持本體庫(kù)的構(gòu)建。本體編輯工具的發(fā)展本體編輯是一項(xiàng)比較龐大的系統(tǒng)工程，需要經(jīng)歷一個(gè)復(fù)雜的反復(fù)過(guò)程，包括問(wèn)題說(shuō)明、領(lǐng)域知識(shí)的獲取和分析、概念的設(shè)計(jì)與領(lǐng)域本體的約束、迭代建設(shè)及測(cè)試等一系列環(huán)節(jié)。本體編輯工具從出現(xiàn)至今，取得了很大的進(jìn)展。早期本體編輯工具采取較普及的用于知識(shí)庫(kù)開(kāi)發(fā)的方法，而目前這種方法已漸漸不用了。本體編輯工具中明確支持特殊的知識(shí)工程方法的并不常見(jiàn)，但也存在一些例外，如馬德里技術(shù)大學(xué)開(kāi)發(fā)的WebODE1。另外，對(duì)于通用本體的支持力度

19、也有所增強(qiáng)，如WordNet等。隨著Web本體語(yǔ)言的不斷發(fā)展，Web本體編輯工具層出不窮，當(dāng)前國(guó)外許多大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)正在研究與開(kāi)發(fā)的Web本體編輯工具很多，例如斯坦福大學(xué)正在開(kāi)發(fā)的WebProtege。WebProtege相對(duì)斯坦福大學(xué)之前開(kāi)發(fā)得Protégé2功能類似，只是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同。到目前為止，本體編輯工具的總數(shù)超過(guò)了90個(gè)，這對(duì)于編輯工具來(lái)說(shuō)，是一個(gè)相當(dāng)大的數(shù)字。本體編輯工具的多樣化和差異化很大程度上是由知識(shí)表示形式與本體描述語(yǔ)言的多樣性決定的。各種不同的本體構(gòu)建工具各有各的優(yōu)勢(shì)，也都分別存在一定的不足，缺乏一種能得到本體研究者廣泛認(rèn)可，占主導(dǎo)地位的工具。解決這一問(wèn)

20、題的一個(gè)方法就是統(tǒng)一化和標(biāo)準(zhǔn)化本體編輯工具。我們可以預(yù)見(jiàn)這種標(biāo)準(zhǔn)化工具所應(yīng)具有的一些特點(diǎn)：它應(yīng)該界面友好，易于使用，具有很好的用戶體驗(yàn)；具有一定的開(kāi)放性，能跨平臺(tái)應(yīng)用；可以支持多人協(xié)作開(kāi)發(fā)本體；具有統(tǒng)一的輸入輸出標(biāo)示語(yǔ)言格式，并且這種標(biāo)示語(yǔ)言應(yīng)該是Web標(biāo)準(zhǔn)的。本文研究意義本體編輯屬于本體工程的一部分，包括本體的建立、修改、重用等工作，由于涉及本體自身的建立方法等相關(guān)的知識(shí)，本體編輯是一個(gè)比較龐大的工程，比如就本體建立而言就比較復(fù)雜，它首先需要本體的模型，而領(lǐng)域中本體模型的確立需要領(lǐng)域中相關(guān)背景知識(shí)的支持，這就需要領(lǐng)域?qū)＜业膸椭?，本體編輯工具不能代替領(lǐng)域?qū)＜业慕巧?，但好的工具可以幫助本體快速而

21、有效地建立。針對(duì)目前本體編輯工具存在的缺陷，研制開(kāi)發(fā)新的本體編輯工具，是可行的，也是必要的。本文所介紹的基于Silverlight技術(shù)的本體編輯工具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1) 采用圖形化方式編輯本體，方便易操作。(2) 支持分布式開(kāi)發(fā)，可以多人共同編輯一個(gè)本體。(3) 以Web標(biāo)準(zhǔn)的本體描述語(yǔ)言O(shè)WL作為本系統(tǒng)的輸入輸出的標(biāo)示語(yǔ)言(4) 支持本體庫(kù)的構(gòu)建。本文的組織結(jié)構(gòu)全文共由5章組成：第一章 緒論?？偨Y(jié)了本體的發(fā)展現(xiàn)狀以及現(xiàn)存本體編輯工具存在的問(wèn)題，闡述了課題的研究背景，說(shuō)明了開(kāi)發(fā)新的本體編輯工具的必要性和緊迫性，并且提出了本課題研究的主要內(nèi)容和意義。第二章 本體理論技術(shù)概述。對(duì)本體理論技術(shù)進(jìn)行了介

22、紹和綜述。重點(diǎn)介紹了本體的定義、分類、應(yīng)用、本體編輯工具。第三章 本體描述語(yǔ)言概述。介紹了幾種常用的本體描述語(yǔ)言，并對(duì)他們的描述能力進(jìn)行了分析和比較。第四章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)。對(duì)基于Silverlight的本體編輯工具進(jìn)行了功能分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，介紹了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)以及核心技術(shù)。第五章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的信息管理模塊、本體瀏覽模塊以及本體編輯模塊的實(shí)現(xiàn)過(guò)程?？偨Y(jié)與展望。總結(jié)本文的研究成果，指出了系統(tǒng)中不足和不完善的部分，并對(duì)將來(lái)的工作做了展望。2本體理論技術(shù)概述本體定義本體(Ontology)是語(yǔ)義Web層次結(jié)構(gòu)的核心。本體的概念最早出現(xiàn)在哲學(xué)的領(lǐng)域。近年來(lái)，本體作為一種能夠在語(yǔ)義層和知識(shí)層上描述

23、信息系統(tǒng)的概念建模工具，廣泛應(yīng)用于知識(shí)工程，數(shù)字圖書(shū)館，信息集成，信息檢索等領(lǐng)域。從知識(shí)共享的角度看，本體可以看作是感興趣領(lǐng)域的概念化的明確說(shuō)明，是對(duì)客觀存在的概念和關(guān)系的一種描述。它將隱藏在分析者頭腦或者實(shí)現(xiàn)者程序中的概念模型表達(dá)出來(lái)，大大減少了對(duì)問(wèn)題域中的概念和邏輯關(guān)系可能造成的誤解。本體在哲學(xué)中的定義本體的概念起源于哲學(xué)領(lǐng)域，又譯做存在論，它是西方哲學(xué)特有的一種形態(tài)3，最早可推朔到古希臘的柏拉圖和亞里士多德，亞里士多德曾經(jīng)定義本體論為“研究物體的存在的科學(xué)”。具體地說(shuō)是研究物體的分類，也就是說(shuō)：在什么情況下，一個(gè)物體可以被定義為“存在”。笛卡爾在第一哲學(xué)沉思集一書(shū)正文后附錄的“筆者對(duì)第二

24、組反駁的答復(fù)”最后一部分中對(duì)“本體”的定義是：“一件東西，以它為主體直接寄托著、或者以它為依靠存在著某種我們理會(huì)到的東西，即我們心里有實(shí)在觀念的某種特性、性質(zhì)或?qū)傩裕褪潜倔w。”本體在信息科學(xué)中的定義1993年，美國(guó)斯坦福大學(xué)知識(shí)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室(KSL)的Gruber給出了第一個(gè)在信息科學(xué)領(lǐng)域廣泛接受的Ontology正式定義4：“An Ontology is anexplicit specification of a conceptualization”。Gruber認(rèn)為：概念化是從特定目的出發(fā)對(duì)所表達(dá)的世界所進(jìn)行的一種抽象的、簡(jiǎn)化的觀察。每一個(gè)知識(shí)庫(kù)、基于知識(shí)庫(kù)的信息系統(tǒng)以及基于知識(shí)共享的智能

25、agent都內(nèi)含一個(gè)概念化的世界，或是顯式的或是隱式的。本體論是對(duì)某一概念化所做的一種顯式的解釋說(shuō)明。本體中的對(duì)象以及它們之間的關(guān)系是通過(guò)知識(shí)表達(dá)語(yǔ)言的詞匯來(lái)描述的。因此，可以通過(guò)定義一套知識(shí)表達(dá)的專門術(shù)語(yǔ)來(lái)定義一個(gè)本體，以人可以理解的術(shù)語(yǔ)描述領(lǐng)域世界的實(shí)體、對(duì)象、關(guān)系以及過(guò)程等，并通過(guò)形式化的公理來(lái)限制和規(guī)范這些術(shù)語(yǔ)的解釋和使用。因此嚴(yán)格地說(shuō)，本體是一個(gè)邏輯理論的陳述性描述。后來(lái)，Borst在此基礎(chǔ)上，給出了Ontology的另外一種定義5“Ontology是共享概念模型的形式化規(guī)范說(shuō)明”。Studer等對(duì)上述兩個(gè)定義進(jìn)行了深入的研究，認(rèn)為Ontology是共享概念模型的明確的形式化規(guī)范說(shuō)明

26、。這包含4層含義6：a) 概念模型(conceptualization)，指通過(guò)抽象出客觀世界中一些現(xiàn)象(Phenomenon)的相關(guān)概念而得到的模型。概念模型所表現(xiàn)的含義獨(dú)立于具體的環(huán)境狀態(tài)。b) 明確(explicit)，指所使用的概念及使用這些概念的約束都有明確的定義。c) 形式化(formal)，指Ontology是計(jì)算機(jī)可讀的(即能被計(jì)算機(jī)處理)。d) 共享(share)，指Ontology中體現(xiàn)的是共同認(rèn)可的知識(shí)，反映的是相關(guān)領(lǐng)域中公認(rèn)的概念集，即Ontology針對(duì)的是團(tuán)體而非個(gè)體的共識(shí)。Ontology的目標(biāo)是捕獲相關(guān)領(lǐng)域的知識(shí)，提供對(duì)該領(lǐng)域知識(shí)的共同理解，確定該領(lǐng)域內(nèi)共同認(rèn)可

27、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(yǔ))和詞匯間相互關(guān)系的明確定義。本體構(gòu)成本體的具體構(gòu)成，可以用下面的公式形象的描述7：本體=概念+屬性+公理+取值+名義其中，概念可以分為兩種，原始概念和定義概念。例如：“貓是動(dòng)物”是原始概念，而“偶數(shù)是能被2整除的正整數(shù)”則是定義概念。屬性是對(duì)概念的特征或性質(zhì)的一種描述。公理是定義在概念和屬性上的約束和規(guī)則。取值是具體的賦值。名義是無(wú)實(shí)例的概念或者是用在概念定義中的實(shí)例。Perez等人認(rèn)為可以按分類法來(lái)組織本體8，并總結(jié)出了本體的五個(gè)基本構(gòu)成元素：概念，關(guān)系，函數(shù)，公理和實(shí)例。為了更好的理解，下面對(duì)這五個(gè)構(gòu)成部分進(jìn)行分析：1) 所謂概念，含義

28、非常廣泛，可以指任何事物，如描述，功能，行為等。本體中的這些概念通常構(gòu)成了一個(gè)分類層次。2) 關(guān)系，代表了在領(lǐng)域中概念間的相互作用。3) 函數(shù)則是一種特殊的關(guān)系。在本體中可以自定義函數(shù)，例如FatherOf關(guān)系就是一個(gè)函數(shù)，其中FatherOf（x,y），表示y是x的父親，x可以唯一確定他的父親是y。4) 公理，代表永真斷言，是定義在概念和屬性上的約束和規(guī)則，例如動(dòng)物的概念包含了人的概念。5) 實(shí)例則是指屬于某概念類的基本元素，即某概念所對(duì)應(yīng)的實(shí)體。以上兩種對(duì)本體構(gòu)成的說(shuō)法沒(méi)有本質(zhì)上的區(qū)別。屬性和關(guān)系，取值和實(shí)例從根本上說(shuō)沒(méi)有意義上的不同，他們都是相同的形式來(lái)描述現(xiàn)實(shí)世界。世界存在著對(duì)象，從對(duì)

29、象中可以抽象出概念。概念具有屬性，屬性可以進(jìn)行賦值。概念間存在著不同的關(guān)系等。Staab給出了本體學(xué)習(xí)的層次結(jié)構(gòu)，包括術(shù)語(yǔ)，同義詞，概念，概念層次，關(guān)系，公理和規(guī)則層。我們可以借用本體學(xué)習(xí)的層次結(jié)構(gòu)來(lái)表示本體的層次結(jié)構(gòu)。其中，術(shù)語(yǔ)可以理解為對(duì)象，同義詞是指屬于間的同義關(guān)系，如北京和中國(guó)首都。概念可以理解為是同義詞的集合，即具有相同屬性的對(duì)象的集合。概念層次是指概念間的層次關(guān)系，可以理解為概念間的包含關(guān)系。關(guān)系則是指概念間的關(guān)系。圖2-1為本體學(xué)習(xí)的層次結(jié)構(gòu)圖：圖2-1 本體學(xué)習(xí)的層次結(jié)構(gòu)本體分類本體通常作為用戶感興趣的領(lǐng)域的領(lǐng)域模型，同時(shí)還可以用作進(jìn)行文檔統(tǒng)一注釋的知識(shí)表示語(yǔ)言體系和標(biāo)準(zhǔn)。本體

30、的應(yīng)用領(lǐng)域不同，其研究的側(cè)重點(diǎn)也會(huì)不同。為了更好的研究和構(gòu)建本體，可以對(duì)本體進(jìn)行簡(jiǎn)單的分類。分類的標(biāo)準(zhǔn)也有多種，可以根據(jù)研究的層次，描述的詳細(xì)程度，形似化程度以及是否支持推理功能程度等進(jìn)行分類。根據(jù)研究的層次可以將本體分為以下四類：1) 上層本體或通用本體，頂級(jí)本體，是指具有普遍意義的客觀世界的常識(shí)的本體，劃分了客觀世界實(shí)體的不同種類。具有普遍意義的觀念在這類本體中得到了體現(xiàn)，如時(shí)間，空間，事件等，這些觀念不依賴于特定的問(wèn)題或?qū)W科領(lǐng)域。這類本體可以跨學(xué)科跨領(lǐng)域應(yīng)用。2) 領(lǐng)域本體，是特定領(lǐng)域的專業(yè)性的本體。所表示的知識(shí)是針對(duì)特定學(xué)科領(lǐng)域的。這類本體提供了關(guān)于某個(gè)學(xué)科領(lǐng)域中的概念以及概念之間的關(guān)

31、系，以及該學(xué)科領(lǐng)域中的一些重要理論。對(duì)特定領(lǐng)域的本體研究現(xiàn)在已涉及多個(gè)領(lǐng)域，如醫(yī)學(xué)本體，海洋本體，企業(yè)本體等的研究。3) 任務(wù)本體，描述的是特定任務(wù)或行為中的概念及概念間的關(guān)系。任務(wù)本體也稱作方法本體，主要研究可以共享的問(wèn)題求解方法，如醫(yī)學(xué)診斷方法，相同的癥狀可以得出可能的生病根源。任務(wù)本體涉及的主要是動(dòng)態(tài)知識(shí)，而非靜態(tài)知識(shí)。任務(wù)本體中描述的要素主要有：任務(wù)數(shù)據(jù)，任務(wù)目標(biāo)，執(zhí)行狀態(tài)等。具體研究的主題包括：通用任務(wù)，任務(wù)結(jié)構(gòu)，與任務(wù)相關(guān)的體系結(jié)構(gòu)，推理結(jié)構(gòu)等。4) 應(yīng)用本體，描述的是依賴于某特定領(lǐng)域和任務(wù)的概念及概念間的關(guān)系。式涉及問(wèn)題求解的本體，因此也被稱為是問(wèn)題求解本體。一個(gè)應(yīng)用本體于用來(lái)描

32、述專業(yè)領(lǐng)域的概念相關(guān)聯(lián)，這些概念是解決問(wèn)題的方法體系的組成部分。它們明確表示出在特定的解決問(wèn)題的方法體系中，專業(yè)領(lǐng)域概念所起的作用。在這種分類表示中，領(lǐng)域本體和任務(wù)本體處于同一層次，均依賴于上層本題應(yīng)用本體處于最低層，依賴于領(lǐng)域本體和任務(wù)本體。下面給出此種本體分類層次圖，如圖2-2所示：圖2-2 本體分類層次從對(duì)本體的描述詳細(xì)程度角度，可以將本體分為參考本體和共享本體。所謂詳細(xì)程度，是一個(gè)相對(duì)模糊的概念，是指描述或者刻畫(huà)建模對(duì)象的深度。其中，詳細(xì)程度高的為參考本體，可以用來(lái)保存各種本體的元數(shù)據(jù)；詳細(xì)程度低的則為共享本體。根據(jù)本體表示的形式化程度，可將本體分為四種類型：1) 高度非形式化，用自然

33、語(yǔ)言表示，結(jié)構(gòu)非常松散，例如概念列表。2) 結(jié)構(gòu)非形式化：用限制的結(jié)構(gòu)化自然語(yǔ)言來(lái)表示，能有效地提高本體的清晰度，減少模糊性。3) 半形式化，用半形式化（人工定義的語(yǔ)言）進(jìn)行表示。目前已有許多研究機(jī)構(gòu)開(kāi)發(fā)制定了這類形式化本體表示語(yǔ)言。4) 嚴(yán)格形式化，所有術(shù)語(yǔ)都有形式化的定義，能在某種程度上證明完全性和合理性。從支持推理功能程度的角度，還可以將本體區(qū)分為輕量級(jí)本體，中級(jí)本體和重量級(jí)本體。輕量級(jí)本體不具備邏輯推理功能；中級(jí)本體具有簡(jiǎn)單的邏輯推理功能，可以識(shí)別一階謂詞邏輯的表達(dá)式；重量級(jí)本體具有復(fù)雜的邏輯推理功能，可以識(shí)別復(fù)雜的二階謂詞表達(dá)式，并為更加復(fù)雜的推理功能實(shí)現(xiàn)了預(yù)留接口。本體的作用與應(yīng)用

34、本體提供了關(guān)于概念及概念間關(guān)系的詞匯集，通過(guò)這些詞匯集可以對(duì)一個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行建模。雖然不同的本體之間存在一些差異，但他們之間存在普遍的一致性。從根本上說(shuō)，本體的作用是為了構(gòu)建領(lǐng)域模型，提供某一領(lǐng)域的知識(shí)共享和重用。本體可應(yīng)用于許多領(lǐng)域，如電子工程，遠(yuǎn)程教育，電子商務(wù)，語(yǔ)義Web等。本體的作用本體提出的最初目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)知識(shí)的共享和重用，這也是本體主要作用和研究意義所在。實(shí)現(xiàn)領(lǐng)域知識(shí)的共享和重用的基礎(chǔ)是領(lǐng)域本體9。領(lǐng)域本體提供了一組可共享的，公共的領(lǐng)域概念及概念間的關(guān)系。本體的作用可以歸納為以下幾點(diǎn)：1) 知識(shí)共享，在軟件代理間或用戶間形成對(duì)信息組織結(jié)構(gòu)的相同理解和認(rèn)識(shí)。例如，對(duì)若干包含海洋信息的Web

35、站點(diǎn)，如果這些站點(diǎn)共享底層的本體，那么代理服務(wù)器就可以提取和集成這些來(lái)自不同站點(diǎn)的信息資源。代理軟件就可以利用這些集成的信息來(lái)回答用戶的問(wèn)題或向用戶提供相關(guān)的信息。2) 專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)的重用。例如，關(guān)于空間的描述，這些描述中包含空間間隔（距離），空間位置（坐標(biāo)），相關(guān)的空間測(cè)算等概念。所開(kāi)發(fā)出的詳細(xì)的通用本體，就可以被其他的專業(yè)領(lǐng)域所重用，如軍事，航海領(lǐng)域等。構(gòu)建一個(gè)大型的本體，也可以將現(xiàn)有的若干本體進(jìn)行集成。例如，構(gòu)建一個(gè)海洋本體，便可將已有的海洋生物，海洋氣象，海洋化學(xué)等已有本體進(jìn)行集成。還可以重用一個(gè)通用的本體框架，如將UNSPSC（Skeleton）10進(jìn)行擴(kuò)展和填充，就可以用于其他領(lǐng)域

36、中去。3) 知識(shí)的標(biāo)準(zhǔn)化。本體為人們描述目標(biāo)世界提供了一組通用的詞匯，這些通用的詞匯是實(shí)現(xiàn)知識(shí)系統(tǒng)化的基礎(chǔ)。通用詞匯和知識(shí)系統(tǒng)化有利于實(shí)現(xiàn)知識(shí)的標(biāo)準(zhǔn)化。除了以上提供的這幾種作用外，本體還可以通過(guò)斷言的形式使專業(yè)領(lǐng)域中的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)和學(xué)術(shù)假設(shè)等變得更加明確。對(duì)于那些使用該領(lǐng)域相關(guān)知識(shí)的新用戶，明確的形式化說(shuō)明專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)，對(duì)他們迅速的了解本領(lǐng)域是很有幫助的。本體還可以將專業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)從其他特定的環(huán)境中分離出來(lái)。例如，用戶不必非是IT專家便可以按照規(guī)范說(shuō)明和執(zhí)行程序來(lái)實(shí)現(xiàn)檢索和查詢等相關(guān)功能。本體還可用來(lái)分析專業(yè)領(lǐng)域的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)。本體的應(yīng)用本體主要應(yīng)用于以下三個(gè)領(lǐng)域：1) 人或組織間的通信知識(shí)共享是

37、本體的核心概念。本體無(wú)二義性的概念和術(shù)語(yǔ)的描述，提供了一個(gè)統(tǒng)一的框架或是規(guī)范模型，使得來(lái)自不同背景，具有不同觀點(diǎn)和目的的人員或組織之間的理解和交流成為了可能，并且保持了語(yǔ)義上的一致性。2) 系統(tǒng)間的互操作性這是本體應(yīng)用特別重要的一個(gè)方面，解決了不同的軟件系統(tǒng)間在數(shù)據(jù)上的交流和協(xié)作問(wèn)題。具體可以細(xì)分為三個(gè)方面：基于本體共享的信息訪問(wèn)，基于本體的信息檢索，基于本體影射的信息訪問(wèn)。3) 軟件工程應(yīng)用于軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)上，主要表現(xiàn)在可重用性，可靠性以及軟件需求規(guī)范說(shuō)明等方面。本體可以通過(guò)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)功能模塊的和它們之間的聯(lián)系的詳細(xì)描述達(dá)到軟件的重用性。本體可以作為需求分析基礎(chǔ)上軟件設(shè)計(jì)時(shí)的基礎(chǔ)，

38、以自動(dòng)或半自動(dòng)的方式檢查它們之間的一致性，從而提供軟件系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)，在軟件開(kāi)發(fā)的規(guī)格說(shuō)明中，本體論通過(guò)對(duì)需要解決的問(wèn)題進(jìn)行描述，可以幫助軟件開(kāi)發(fā)人員在需求分析，信息獲取中提高明確性，減少分析代價(jià)。總之，本體技術(shù)目前已廣泛應(yīng)用于很多領(lǐng)域。在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方面，建立門戶網(wǎng)站，語(yǔ)義Web，導(dǎo)航檢索，網(wǎng)絡(luò)信息集成等等。著名的項(xiàng)目包括基于網(wǎng)絡(luò)代理搜索本體的本體（Onto）2Agent），基于本體的分布式半結(jié)構(gòu)化信息獲?。∣nto broker）和可升級(jí)知識(shí)集成（SKC）。將本體看作一種新型的分類標(biāo)準(zhǔn)，可以應(yīng)用于數(shù)字圖書(shū)館的建立，個(gè)性化信息服務(wù)，知識(shí)表達(dá)和知識(shí)管理等方面。本體還可用于數(shù)據(jù)挖掘，等等。3本體

39、描述語(yǔ)言及本體開(kāi)發(fā)工具為了清楚方便的描述本體，需要選擇一種形式化的語(yǔ)言，并將面向?qū)ο蟮乃枷霊?yīng)用其中。本體描述語(yǔ)言需要滿足以下幾項(xiàng)需求：1.為本體的構(gòu)建提供建模源語(yǔ)；2.提供標(biāo)引工具，將本體從自然語(yǔ)言的表達(dá)式轉(zhuǎn)化為機(jī)器可讀的邏輯表達(dá)式；3.本體可在不同的系統(tǒng)之間導(dǎo)入導(dǎo)出；4.采用機(jī)器可讀的形式化表示語(yǔ)言描述本體，能夠直接被計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)，加工，利用，或在不同的系統(tǒng)之間進(jìn)行互操作。本體描述語(yǔ)言可以分為傳統(tǒng)的本體描述語(yǔ)言和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的本體描述語(yǔ)言兩種。目前本體的描述語(yǔ)言有十幾種，傳統(tǒng)的本體描述語(yǔ)言主要有KIF，Ontolingua，Loom，OKBC，OCML和CycL等；網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的本體描述語(yǔ)言是基于

40、XML標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)的語(yǔ)言，主要有SHOE，RDF，RDFS，OWL和OWL+OIL等。傳統(tǒng)的本體描述語(yǔ)言傳統(tǒng)的本體描述語(yǔ)言是在XML標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)之前，由各個(gè)本體研究小組研究開(kāi)發(fā)出來(lái)的。上面所列舉的幾種描述語(yǔ)言中，Ontolingua，OKBC，OCML是基于框架的，CycL是基于框架和一階謂詞的，Loom是基于描述邏輯的。下面將對(duì)其做簡(jiǎn)單的介紹。KIFKIF11（Knowledge Interchange Format）是由美國(guó)斯坦福大學(xué)知識(shí)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室(KSL)建立的一種基于一階邏輯的形式語(yǔ)言，用于各種不同計(jì)算機(jī)程序之間進(jìn)行知識(shí)交換，已經(jīng)成為建議標(biāo)準(zhǔn)。目前KIF被普遍用在專家系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)和智能代理等領(lǐng)

41、域。OntolinguaOntolingua12是由美國(guó)斯坦福大學(xué)知識(shí)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室(KSL) 開(kāi)發(fā)的一種基于KIF 的本體語(yǔ)言，主要用于本體服務(wù)器上瀏覽、創(chuàng)建、編輯、修改和使用本體，也有一些項(xiàng)目用它作為實(shí)現(xiàn)本體的語(yǔ)言。Ontolingua 定義框架本體作為知識(shí)表示的基礎(chǔ)，支持 3 種本體定義方式：一是KIF 表示；二是使用框架本體的詞匯庫(kù)；三是同時(shí)使用上述兩種表示方式。Ontolingua 包含KIF 分析器、本體分析工具和一組Ontolingua 轉(zhuǎn)換器，通過(guò)Ontolingua 轉(zhuǎn)換器可以將用Ontolingua 表示的本體轉(zhuǎn)換成Prolog 、IDL 、CLIPS 、Loom 、Epiki

42、t 、Algernon 和標(biāo)準(zhǔn)的KIF 等。目前，美國(guó)斯坦福大學(xué)的本體服務(wù)器就是采用On2 tolingua 作為本體表示語(yǔ)言。CycLCycL13是Cyc 系統(tǒng)的描述語(yǔ)言，它是一種體系龐大而非常靈活的知識(shí)描述語(yǔ)言，具有很強(qiáng)的表達(dá)能力和推理能力。Cyc 是美國(guó)的微電子與計(jì)算機(jī)技術(shù)有限公司的研究項(xiàng)目，其目標(biāo)是開(kāi)發(fā)本體，進(jìn)行常識(shí)推理，Cyc 系統(tǒng)目前已發(fā)展成為一個(gè)龐大的常識(shí)系統(tǒng)，其部分知識(shí)本體提供免費(fèi)使用。CycL 在一階謂詞演算的基礎(chǔ)上，擴(kuò)充了等價(jià)推理、缺省推理等功能，而且具備一些二階謂詞演算的能力。在該語(yǔ)言的環(huán)境中還配有功能很強(qiáng)的可進(jìn)行邏輯推理的推理機(jī)。此外， CycL 還具有具體化定義(用已

43、有的聲明來(lái)定義新的聲明) 、映射、模式化、操作符、上下文、分離、否定以及防止產(chǎn)生歧義等功能，可以用它很容易地分析復(fù)雜的句子。網(wǎng)絡(luò)本體描述語(yǔ)言網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的本體描述語(yǔ)言是基于XML標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)的語(yǔ)言。目前語(yǔ)義Web上的本體描述語(yǔ)言主要有XML，RDF，RDFSchema，OWL等。XML&XMLSchemaXML（eXtensible Markup Language），即可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言，是一種簡(jiǎn)單的機(jī)器可讀文檔的規(guī)范14。其特點(diǎn)如下：a) 可擴(kuò)展性（Extensible）可擴(kuò)展性是XML 的主要特征。XML是一種元標(biāo)記語(yǔ)言（MetaLanguage），使用標(biāo)準(zhǔn)化的方法來(lái)定義其他語(yǔ)言。它為結(jié)構(gòu)文

44、檔提供了一個(gè)數(shù)據(jù)格式，并沒(méi)有深入數(shù)據(jù)的本身，用戶可以定義自己需要的標(biāo)記。這些標(biāo)記必須根據(jù)某些特定的原理來(lái)創(chuàng)建，但是在標(biāo)記的意義上，具有相當(dāng)?shù)撵`活性。因而，XML的應(yīng)用范圍很廣泛，例如電子表格，應(yīng)用文件格式等。XHTML便是XML對(duì)HTML的再定義。b) 標(biāo)記性（Markup）XML文檔中，相應(yīng)的字符序列描述了文檔的內(nèi)容，這些字符序列描述了文檔的邏輯結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)布局。XML文檔中使用了標(biāo)簽，例如<Ontology>，所以它看上去很像我們熟悉的HTML。下面給出一個(gè)描述本體基本信息的XML的例子：<?xmlversion=""encoding="utf

45、-8" ?><Ontologies> <Ontology> <name>Ocean</name> <Version>V1</Version> <creator>LiMing</creator> </Ontology> <Ontology> <name>Family</name> <Version>V2</Version> <creator>XuLing</creator> </Ont

46、ology></Ontologies>XML由三部分組成：DTD（Document Type Definitions，文檔類型定義），XSL（eXtensible Stytle Language，可擴(kuò)展樣式語(yǔ)言），XLL（eXtensible Linked Language，可擴(kuò)展鏈接語(yǔ)言）。XML有其應(yīng)用上的優(yōu)勢(shì)，也存在一些缺陷。優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在它的數(shù)據(jù)是結(jié)構(gòu)化的，數(shù)據(jù)與表現(xiàn)是分離的，具有應(yīng)用健壯性和平臺(tái)無(wú)關(guān)性。其缺陷則是沒(méi)有對(duì)數(shù)據(jù)本身作出解釋。上面的例子中的標(biāo)簽人為識(shí)別簡(jiǎn)單易懂，但是它并沒(méi)有指出數(shù)據(jù)的語(yǔ)義和用途。所以需要在使用前定義它的詞匯表，用途和語(yǔ)義才能交換XML表達(dá)的內(nèi)部

47、數(shù)據(jù)。為了解決以上缺陷，便需要使用XMLSchema。XMLSchema定義了XML文檔的結(jié)構(gòu)15。它是一種描述信息結(jié)構(gòu)的模型，為一類文檔建立了一個(gè)模式，規(guī)范文檔中文本和標(biāo)簽的組合形式。DTD提供了對(duì)允許的嵌套的子元素，一個(gè)元素可能的屬性以及一個(gè)普通的text段的出現(xiàn)位置等簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的規(guī)定。XMLSchenma則是DTD的后繼，提供了更為豐富的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)的定義。XML Schema本身就是一個(gè)XML文檔，因而它更加容易被計(jì)算機(jī)和人理解，減少了復(fù)雜度。并且，XML Schema非常適合構(gòu)建對(duì)象化信息，為用戶提供了自定義對(duì)象的能力。包含提供基本類型的定義；支持命名空間，使得對(duì)象有了全局標(biāo)識(shí)；還提供了繼

48、承，組成等關(guān)系用來(lái)描述信息結(jié)構(gòu)。但是，XML Schema并沒(méi)有于指明數(shù)據(jù)的用途和語(yǔ)義。RDF&RDF SchemaRDF（Resource Description Framework）16，即資源描述框架，是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化組織于1997年提出的Web元數(shù)據(jù)描述語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)。它以XML語(yǔ)法為基礎(chǔ)，提供了描述網(wǎng)絡(luò)資源以及資源間的關(guān)系的模型和語(yǔ)法格式，來(lái)支持網(wǎng)絡(luò)上的知識(shí)交換和知識(shí)共享。RDF的基礎(chǔ)要素是三種類型的對(duì)：c) 資源（Resource），是所有可以用RDF表達(dá)式來(lái)描述的事物，例如網(wǎng)頁(yè)，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序等。資源通常以URI（唯一資源標(biāo)識(shí)）加上一個(gè)特定的anchor（錨）ID的形式來(lái)表示。d)

49、屬性（Property），描述資源具有的某些特性，特征以及關(guān)系等。每個(gè)屬性都有特定的含義和取值范圍，以及與其它屬性間的關(guān)系。e) 聲明（Statements），就是某一資源，它所具有的屬性，以及具體的屬性值組成。聲明由三部分組成：主體（subject），謂詞（predicate），客體（object）。下面給出一個(gè)RDF實(shí)例，描述了一個(gè)叫LiMing的人創(chuàng)建了一個(gè)海洋本體。表3-1一個(gè)RDF描述實(shí)例OBJECT ATTRIBUTE VALUE Ocean OntologyCreated_byAnonymous_resource# Anonymous_resourcename“LiMing”#

50、Anonymous_resourcesex“Male”還可以將上述實(shí)例用一個(gè)標(biāo)記圖來(lái)表示，如下圖所示：圖3-2RDF標(biāo)記圖其中橢圓表示資源，箭頭表示屬性，屬性的值則用方框來(lái)表示。RDF格式定義的信息，是機(jī)器可以理解的，因此支持對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的自動(dòng)處理和實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的互操作性。但是RDF也存在缺陷，例如它沒(méi)有變量；只支持字符類型，不支持整型等其他常用數(shù)據(jù)類型；只有簡(jiǎn)單屬性定義，沒(méi)有否定，傳遞和互反等屬性；無(wú)法表示等價(jià)，不相交等關(guān)系。RDF是領(lǐng)域無(wú)關(guān)的，沒(méi)有定義一個(gè)特定領(lǐng)域的語(yǔ)義，因而需要使用其他工具來(lái)描述領(lǐng)域相關(guān)的語(yǔ)義。RDF Schema的提出，便能解決上述問(wèn)題。RDF Schema（資源描述框架模

51、式）是基于RDF定義的一種模式定義語(yǔ)言，提供了一種機(jī)制來(lái)定義領(lǐng)域相關(guān)的屬性，以及使用具有這些屬性的資源類。RDF Schema支持客觀世界到抽象世界的映射，為知識(shí)共享打下了基礎(chǔ)。RDF Schema的基本模型由以下幾種元素構(gòu)成：1) 類層次，包含class定義和subclass-of聲明2) 屬性層次，包含property和subproperty-of聲明3) domain和range聲明，用于限制上面類和屬性的組合4) type聲明，用于聲明一個(gè)class的實(shí)例resource使用這些模型，我們便能定義一個(gè)具體領(lǐng)域的知識(shí)。例如上面的創(chuàng)建本體的例子，我們可以定義一個(gè)RDF Schema，包含兩

52、個(gè)資源類，Ontology和Creator；兩個(gè)屬性，name和sex；他們的定義域?yàn)镃reator，值域則為字符類型的值。我們可以使用這個(gè)模型來(lái)定義Ocean Ontology是Ontology的一個(gè)實(shí)例，LiMing是Creator的一個(gè)實(shí)例。RDF Schema的優(yōu)點(diǎn)在于可擴(kuò)展性和靈活性，但這也導(dǎo)致了了它的缺陷，處理效率比較低。RDF和RDF Schema的用途很廣，可以用于數(shù)字圖書(shū)館，知識(shí)表示，結(jié)構(gòu)化文檔以及網(wǎng)絡(luò)安全等等。OWLOWL（Web Ontology Language）17，即網(wǎng)絡(luò)本體語(yǔ)言，是W3C提出的一種本體描述語(yǔ)言，可以用來(lái)描述Web文檔和應(yīng)用中的內(nèi)在類和關(guān)系。OWL能

53、夠明確的描述特定領(lǐng)域內(nèi)的概念的含義以及這些概念之間的關(guān)系，遵循面向?qū)ο笏枷?，按照類和屬性的形式描述領(lǐng)域知識(shí)所包含的結(jié)構(gòu)，也就是說(shuō)，本體是由類和屬性構(gòu)成的。相對(duì)于XML，RDF和RDF Schema，OWL語(yǔ)言具有邏輯描述和推理能力，擁有更多的機(jī)制來(lái)表達(dá)語(yǔ)義。OWL增加了更多的原語(yǔ)來(lái)描述類和屬性，可以表達(dá)多種類之間的關(guān)系，集合的基數(shù)約束，等價(jià)關(guān)系，更豐富的屬性類型，數(shù)據(jù)類型和枚舉類等。OWL提供了三種表達(dá)能力遞增的子語(yǔ)言，分別用于不同的實(shí)現(xiàn)這和用戶團(tuán)體。這三種子語(yǔ)言分別是OWL Lite，OWL DL和OWL Full。詳細(xì)描述如下表所示：表3-2OWL的三種子語(yǔ)言子語(yǔ)言描述例子 OWL Lit

54、e表達(dá)能力最弱，用于提供給那些只需要一個(gè)分類層次和簡(jiǎn)單約束的用戶。例如，雖然支持基數(shù)限制，但是只允許基數(shù)為0或1。提供支持OWL Lite的工具應(yīng)該比支持表達(dá)能力更強(qiáng)的其他OWL語(yǔ)言更簡(jiǎn)單，并且從辭典和分類系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到OWL Lite更迅速。支持基數(shù)（cardinality），基數(shù)值為0或1。 OWL DL支持那些需要最強(qiáng)表達(dá)能力的推理系統(tǒng)用戶，且這個(gè)推理系統(tǒng)能夠保證計(jì)算的完全性和可判定性。它包括了OWL語(yǔ)言的所有成分，但有一定的限制，如類型的分離（一個(gè)類不能同時(shí)是一個(gè)個(gè)體或?qū)傩?，一個(gè)屬性不能同時(shí)是一個(gè)個(gè)體或類）。OWL DL對(duì)應(yīng)于描述邏輯 (/TR/2004/R

55、EC-owl-guide-20040210/#DescriptionLogics)，旨在支持已有的描述邏輯商業(yè)處理和具有良好計(jì)算性質(zhì)的推理系統(tǒng)。當(dāng)一個(gè)類是多個(gè)類的子類時(shí)，它被約束不能是另外一個(gè)類的實(shí)例。 OWL Full支持那些需要盡管沒(méi)有可計(jì)算性保證，但有最強(qiáng)的表達(dá)能力和完全自由的RDF語(yǔ)法的用戶。OWL full允許一個(gè)本體增加預(yù)定義的（RDF、OWL）詞匯的含義。這樣，不太可能有推理軟件能支持對(duì)OWL FULL的所有成分的完全推理。一個(gè)類可以被同時(shí)看為許多個(gè)體的一個(gè)集合以及本身作為一個(gè)個(gè)體。在表達(dá)能力和推理能力上，每個(gè)子語(yǔ)言都是前面的語(yǔ)言的擴(kuò)展。這些子語(yǔ)言間存在如下關(guān)系：1) 每個(gè)合法的

56、OWL Lite本體都是一個(gè)合法的OWL DL本體；2) 每個(gè)合法的OWL DL本體都是一個(gè)合法的OWL Full本體；3) 每個(gè)有效的OWL Lite結(jié)論都是一個(gè)有效的OWL DL結(jié)論；4) 每個(gè)有效的OWL DL結(jié)論都是一個(gè)有效的OWL Full結(jié)論。下面給出一個(gè)描述酒的簡(jiǎn)單信息的OWL本體：類的描述： <owl:Classrdf:ID="Wine"></owl:Class> <owl:Classrdf:ID="WhiteWine"> <owl:intersectionOfrdf:parseType=&quo

57、t;Collection"> <owl:Classrdf:about="#Wine" /> <owl:Restriction> <owl:onPropertyrdf:resource="#hasColor" /> <owl:hasValuerdf:resource="#White" /> </owl:Restriction> </owl:intersectionOf></owl:Class><owl:Classrdf:ID=&qu

58、ot;Region" /><owl:Classrdf:ID="VintageYear" />屬性的描述：<owl:ObjectPropertyrdf:ID="locatedIn"> <rdf:typerdf:resource="/2002/07/owl#TransitiveProperty" /> <rdfs:domainrdf:resource="/2002/07/owl#Thing" /&g

59、t; <rdfs:rangerdf:resource="#Region" /></owl:ObjectProperty><owl:DatatypePropertyrdf:ID="yearValue"> <rdfs:domainrdf:resource="#VintageYear" /> <rdfs:rangerdf:resource="/2001/XMLSchema#positiveInteger" /> </owl:DatatypeProperty>個(gè)體的描述： <VintageYearrdf:ID="Year1998"> <yearValuerdf:datatype="/2001/XMLSchema#positiveInteger"> 1998</yearValue></VintageYear&g