语义Web服务中本体的模块化研究

论文摘要

语义Web是在本体基础之上对现有Web进行的扩展,其目标是使Web上的信息具有计算机可以理解的语义,在本体的支持下实现信息系统之间语义上的互操作,对Web资源所进行智能的访问和检索。充分实现语义Web,需要大规模采用基于本体的方法来共享信息和资源,本体是语义Web得以实现的基础和关键。本体的设计、开发和集成是一项耗时费力的工作。当需要重用本体时,许多标准化的本体资源规模巨大,往往包含成千上万个概念,而许多语义Web用户仅仅需要这些资源中对其应用有用的一小部分。模块化是软件工程中的成熟概念。本体模块化,是从已有本体中获得本体模块的机制和方法,可以降低本体的规模;本体模块化的表示更易于本体的理解、推理、调试和重用。近年来,本体模块化的研究逐步受到语义Web领域研究人员的关注,成为计算机科学的研究热点之一。本文对本体模块化技术做了深入的分析研究和系统介绍,提出了一个本体模块化机制的应用框架,在框架内系统论述了模块化机制在本体工程中的研究现状和未来研究问题。设计了一个基于结构的本体分解方法,通过查询获取本体的三元组表示,生成对应的图;然后对图做预处理,为不同种类的边设定不同的重要度值;使用社会网理论计算结点之间的依赖度,通过依赖图的分解达到本体分解的目的。在此基础上,设计并初步实现了一个本体模块化系统。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题的背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 Ontolingua本体服务器
• 1.2.2 KnowledgeWeb项目
• 1.2.3 本体模块化方法
• 1.2.4 模块化本体语言
• 1.3 论文主要工作和章节安排
• 第2章 本体和语义Web服务的基本概念
• 2.1 Ontology
• 2.1.1 本体的定义
• 2.1.2 本体建模元语
• 2.1.3 本体描述语言
• 2.1.4 本体构建的准则
• 2.1.5 本体的应用
• 2.2 语义Web和语义Web服务
• 2.2.1 语义Web的提出
• 2.2.2 语义Web的结构
• 2.2.3 语义Web服务
• 2.3 语义Web、语义Web服务和本体的关系
• 2.4 本章小结
• 第3章 本体模块化机制及其应用
• 3.1 本体模块化的必要性
• 3.2 本体模块和模块化本体
• 3.3 本体模块化方法
• 3.3.1 本体模块化
• 3.3.2 模块抽取的定义和方法
• 3.3.3 本体分解的定义和方法
• 3.3.4 本体模块化方法的评价
• 3.4 模块化本体描述语言
• 3.4.1 描述逻辑和Web本体语言OWL
• 3.4.2 分布式描述逻辑DDL
• 3.4.3 E-connections
• 3.4.4 基于包的描述逻辑P-DL
• 3.5 模块化机制在本体研究领域的应用
• 3.5.1 本体的开发和维护
• 3.5.2 本体的检查和发布
• 3.5.3 本体上有效的查询和推理
• 3.5.4 本体的部分重用
• 3.5.5 本体集成和扩展
• 3.5.6 模块化本体的映射
• 3.6 本体模块化研究的发展
• 3.6.1 模块化过程中的语义保证
• 3.6.2 模块之间有选择的信息共享
• 3.6.3 本体的协同开发工具
• 3.6.4 本体的选择和重用
• 3.6.5 本体模块化的评价标准和测试集
• 3.7 本章小结
• 第4章 基于结构的本体分解方法
• 4.1 研究思路
• 4.2 可行性分析
• 4.3 基于结构的本体分解
• 4.3.1 建立本体图表示
• 4.3.2 边的处理
• 4.3.3 生成依赖图
• 4.3.4 构造本体模块
• 4.3.5 优化本体模块
• 4.4 结论分析
• 第5章 本体模块化系统的设计和实现
• 5.1 可行性与关键技术
• 5.1.1 Jena
• 5.1.2 OWL API
• 5.1.3 Protégé
• 5.1.4 Protégé OWL API
• 5.2 系统需求分析
• 5.3 框架设计
• 5.3.1 本体的加载和保存
• 5.3.2 本体的解析和展示
• 5.3.3 模块抽取
• 5.3.4 本体分解
• 5.4 详细设计和实现
• 5.4.1 本体加载和保存功能
• 5.4.2 本体解析功能
• 5.4.3 模块抽取功能
• 5.4.4 本体分解功能
• 5.6 系统的运行
• 5.7 本章小结
• 第6章 总结
• 6.1 工作总结
• 6.2 进一步展望
• 参考文献
• 附录A 本体IIPO在Protégé中的类图
• 附录B 本体模块pubPlace在Protégé中的类图
• 攻读学位期间公开发表论文
• 致谢
• 研究生履历