[工学]基于本体的软件体系结构模式管理.ppt

读书报告 基于本体的软件系统结构模式管理 报告人：胡静 内容提要 语义网和本体介绍 知识管理 软件体系结构和设计模式 基于本体的知识管理研究 基于本体的软件体系结构的模式管理 语义网和本体简介 Web与Semantic Web Web是供人访问的 其设计的目的是用户直接阅读与处理，因此在信息表达和检索方面存在缺陷 Web在人的操作下存储和交换信息 Web的语言基础是HTML，其数据和表示共存一体，且提供的链接缺乏语义 Semantic Web试图让机器自动访问 Semantic Web试图使机器代理存储和交换信息 HTML 数据和表示共存一体 信息量巨大 元数据单一而且固定 信息易于表示和发布 不易于进行信息检索 语义网体系结构 语义网体系结构(续1) 关系描述和语义描述 资源描述框架语言RDF——处理元数据的基础 描述元数据以及元数据之间的关系 在应用程序之间交换机器可理解的网络数据。 强调让计算机自动处理网络资源 资源描述框架模式RDFS RDF提供了一个领域无关的机制来描述元数据，需要RDFS来描述领域相关的语义。 RDFS描述类与它的子类之间的关系，可以定义某个特定领域的分类方法 RDFS定义了类的性质 RDF模型 RDF模型的组成 通过性质（property）和值（Value）来描述资源以及资源之间的关系类似于传统的属性-值对模型和E-R图。 RDF语句的组成：三元组{p,s,o}。 P：谓词(predicate)对应性质(property)，箭头表示 S：主体(Subject)对应资源(Resource)，椭圆形节点表示 O：客体(Object)对应文本(Literal)，矩形节点表示 RDF模型（续2） RDFS简介 为什么使用RDFS RDF本身对语法是物质的，只是提供了一个表达元数据的模型 RDFS提供了一些建模原语，用来定义一个描述类、类与类之间关系的简单模型 RDFSRDF与XML SchemaXML RDFS只是增强了RDF对资源的描述能力 XML Schema定义了XML的数据结构 语义知识的推理过程 以性质为中心的RDFS 本体简介 本体和语义信息模型 信息模型用于描述组织内的信息资源以及这些资源的相互关系 利用信息模型进行信息资源管理的目的和重点应该放在被管理的数据所代表的语义上。 从知识共享的角度看，本体可以看作是一种概念化的显示说明，是对客观存在的概念和关系的描述。 本体定义 哲学语言学 研究实体存在性和实体存在的本质等方面的通用理论 人工智能领域 给出构成相关领域词汇的基本术语和关系，以及利用这些术语和关系构成的规定这些词汇外延的规则的定义 不仅包含显示定义的术语，还包含运用规则推导出的术语。 计算机领域当前研究的本体 本体是共享概念模型的形式化规范说明 本体定义的含义 概念化 通过抽象出客观世界中一些现象的相关概念而得到概念模型，其所含义独立于具体的环境状态。 明确 使用的概念及使用这些概念的约束都有明确的定义 形式化 本体是计算机可读的 共享 本体中体现的共同认可的知识，反映的是相关领域中公认的概念集。 本体定义的含义（续） 本体的目标 获取、描述和表示相关领域的知识，提供对该领域知识的共同理解。 确定该领域内共同认可的词汇，并从不同层次的形式化模式上给出这些词汇和词汇间相互关系的明确定义。 本体的特性 静态性：反映的是概念模型，没有涉及动态的行为 动态性：内容和服务对象是不断变化的，针对不同的领域，可以定义和构造不同的本体 描述逻辑的体系结构 描述逻辑（Description Logic）的体系结构 表示概念和关系的构造集 Tbox术语集（概念术语的断言集合） Abox术语集（个体的断言集合） Tbox和Abox上的推理机制 不同的描述逻辑系统的表示能力和推理机制由于对这四个组成部分的不同选择而不同。 描述逻辑的体系结构（续1） 概念 概念——解释为一个领域的子集 示例：学生，已婚者： {x| Student(x) }，{x| Married(x) } 关系 关系——解释为指该领域上的二元关系 示例：朋友，爱人： {x,y | Friend(x,y) } ，{x,y | Loves(x,y) } 描述逻辑的体系结构（续2） 描述逻辑的知识库K=T,A,T即Tbox，A即Abox Tbox： 包含内涵知识，描述概念的一般性质。由于概念之间存在包含关系，Tbox知识形成类似格的结构，这种数学结构是由包含关系决定的，与具体实现无关 引入概念的名称 声明包含关系的公理 Abox： 包含外延知识（又称断言知识），描述论域中的特定个体。 概念断言——表示一个对象是否属于某个概念 关系断言——表示两个对象是否满足一定的关系 描述逻辑的推理功能 归约（Subsumption） 判断一个概念是否为