基于本体论的知识库系统应用研究

论文摘要

20世纪90年代,本体成为人工智能研究领域的热门课题。本体的定义是共享概念模型的明确的形式化规范说明。一个本体主要包括概念、关系、实例、规则和方法。根据本体的定义,在知识工程领域存在多种形式化模型可以用于表示本体,其中描述逻辑近些年来受到人们的特别关注,主要原因有:它有清晰的模型论语义,很适合通过概念分类来表示应用领域,而且提供了可判定的推理服务。经典描述逻辑DL（Description Logic）只能定义确定的概念和属性,并且由此进行的确定推理只能返回true和false这样的推理结果,显然无法解决现实世界本体系统中的模糊问题。Straccia扩展描述逻辑ALC（Attributive Concept Description Language with Complements）提出模糊描述逻辑FALC （Fuzzy ALC）,该逻辑结合模糊逻辑和描述逻辑的特性。模糊描述逻辑作为知识表示的形式化基础,已经具有很强的知识表示和推理能力,但是一般的模糊描述逻辑在处理非单调的、不完备的知识时,却无能为力。基于上述情况,本文对模糊描述逻辑FALC进行扩展,在模糊描述逻辑的基础上添加缺省规则集和约束集,提出了一种既能够处理非单调、不完备知识又能处理模糊性知识的描述逻辑——非单调模糊描述逻辑NFALC（Non-monotonic FALC）,给出了NFALC的语法和语义解释,研究了NFALC的性质,给出NFALC与OWL的对应关系,同时给出基于NFALC的推理算法——Tableaux-N算法。基于本体对知识库进行建模,给出了基于本体的查询系统体系结构,然后将此本体知识库系统应用于智能教学平台中。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 绪论
• 第一章 知识库系统的研究
• 1.1 知识概述
• 1.1.1 知识的定义
• 1.1.2 知识的分层
• 1.1.3 知识的类型
• 1.2 知识库和知识库管理系统
• 1.2.1 知识库
• 1.2.2 知识库管理系统
• 1.3 知识库系统
• 1.3.1 知识库系统的概念
• 1.3.2 知识库系统的结构
• 1.4 知识库系统实现的相关问题
• 1.4.1 知识获取
• 1.4.2 知识表示
• 1.4.3 知识推理
• 1.5 知识库系统维护
• 本章小结
• 第二章 本体理论的研究
• 2.1 语义网简介
• 2.1.1 语义网的定义
• 2.1.2 语义网体系结构
• 2.2 本体的基本知识
• 2.2.1 本体的定义
• 2.2.2 本体的应用
• 2.3 本体的分类
• 2.4 本体的组成
• 2.5 描述逻辑综述
• 2.5.1 描述逻辑的概念
• 2.5.2 描述逻辑的发展过程
• 2.5.3 基本描述逻辑ALC
• 2.5.4 描述逻辑的知识库
• 本章小结
• 第三章 一种新的模糊描述逻辑——NFALC
• 3.1 模糊描述逻辑
• 3.2 非单调模糊描述逻辑 NFALC
• 3.2.1 NFALC 的语法
• 3.2.2 NFALC 的语义解释
• 3.3 非单调模糊描述逻辑NFALC 的性质
• 3.4 基于描述逻辑的本体描述语言
• 3.5 非单调模糊描述逻辑NFALC 与OWL 的对应关系
• 3.5.1 OWL 本体语言分类
• 3.5.2 NFALC 与OWL 的对应关系
• 本章小结
• 第四章 描述逻辑的推理算法改进及性能分析
• 4.1 TABLEAUX 算法概述
• 4.2 非单调模糊描述逻辑NFALC 的推理算法
• 4.2.1 可满足性问题
• 4.2.2 Tableaux-N 算法
• 4.3 仿真验证及性能分析
• 本章小结
• 第五章 基于本体的知识库系统设计及实现
• 5.1 本体建模
• 5.1.1 本体建模元语
• 5.1.2 本体建模的优点
• 5.1.3 本体建模方法
• 5.1.4 本体的构建
• 5.2 基于本体的知识库系统设计
• 5.2.1 基本思想
• 5.2.2 基于本体的查询系统知识库设计
• 5.2.3 系统总体框架
• 5.3 系统功能模块
• 5.4 基于本体的知识库系统实现
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢