數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程知識(shí)的本體模塊化構(gòu)建研究.pdf

1、自O(shè)WL語言成為語義Web的標(biāo)準(zhǔn)以來,基于描述邏輯(DL)的本體在語義Web中迅速增多。目前語義Web中包含大量自主開發(fā)的本體,且本體的規(guī)模和復(fù)雜性也日益增大,如何對(duì)多個(gè)相互獨(dú)立但有關(guān)聯(lián)的本體進(jìn)行表示及推理,如何實(shí)現(xiàn)有效的知識(shí)共享和重用是需要解決的問題。越來越多的科學(xué)研究致力于用本體模塊化的技術(shù)來降低大本體管理和重用的復(fù)雜性。
　　在計(jì)算機(jī)軟硬件及機(jī)械制造等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用了模塊化的思想,通過對(duì)經(jīng)驗(yàn)證的成熟模塊進(jìn)行重用,以避免設(shè)計(jì)和開

2、發(fā)中的重復(fù)性勞動(dòng),并使產(chǎn)品有更高的可靠性、可移植性和可維護(hù)性,提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。處理大本體的可行方式之一是將它們劃分為可管理的部分。本體模塊化技術(shù)提供了一種方法來分別創(chuàng)建模塊并在需要時(shí)將它們連接在一起,這種方式使對(duì)本體的重用更為方便可行,對(duì)本體的構(gòu)建起到了重要作用。
　　目前本體模塊構(gòu)建的相關(guān)理論和方法主要有:分布式描述邏輯(DDL)、基于包的描述邏輯(PDL)、ε-Connections理論及分布式動(dòng)態(tài)描述邏輯(D3L)等。本文

3、在比較了各種方法特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合實(shí)際建模的需求提出基于ε-Connections模塊化構(gòu)建數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程知識(shí)本體庫的方法,并根據(jù)基于ε-Connections理論擴(kuò)展的Tableau算法,應(yīng)用pellet推理機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)所構(gòu)建數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程子本體模塊的推理。
　　ε-Connections連接的主要目的是使本體較小且互不相交,以方便地使用這些可用的單元,并且能根據(jù)模塊化的需要以各種方式將它們鏈接起來。從模塊化的觀點(diǎn)來看,ε-Connec

4、tions使用linkProperty來連接模塊間的概念,用這種方式創(chuàng)建的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程本體實(shí)現(xiàn)了模塊之間的獨(dú)立性,并有利于各領(lǐng)域?qū)＜覍?duì)各個(gè)子模塊獨(dú)立地進(jìn)行開發(fā)及維護(hù)。
　　將軟件工程中模塊化的機(jī)制應(yīng)用于構(gòu)建數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程知識(shí)本體的過程中,分別構(gòu)建本體子模塊再進(jìn)行相應(yīng)的集成,這種做法使本體的構(gòu)建更加方面,更能有力地支持對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程知識(shí)庫的共享、重用和維護(hù)。
　　與傳統(tǒng)的構(gòu)建方法相比,基于本體的ε-Connections的模塊化

5、構(gòu)建主要優(yōu)勢(shì)有:
　　(1)本體構(gòu)建方便:降低了本體設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的難度。所構(gòu)建的模塊化的本體庫更易于后期開發(fā)人員的理解和維護(hù)。本體的粒度更小,便于由各領(lǐng)域?qū)＜覅f(xié)同開發(fā);
　　(2)本體描述簡(jiǎn)潔:能夠簡(jiǎn)化本體的邏輯結(jié)構(gòu),通過模塊化的方式,一個(gè)用復(fù)雜的邏輯描述語言構(gòu)建的本體,可轉(zhuǎn)化成由相對(duì)簡(jiǎn)單的邏輯描述語言構(gòu)建的本體庫。以鏈接關(guān)系來連接各個(gè)模塊,降低了描述每個(gè)模塊邏輯語言的復(fù)雜度;
　　(3)本體推理高效:可降低推理的復(fù)雜度

6、及時(shí)間。對(duì)多個(gè)模塊化的本體進(jìn)行聯(lián)合推理時(shí)可根據(jù)需要將要查詢的本體組成臨時(shí)本體進(jìn)行。在本體的模塊越大,模塊內(nèi)部的關(guān)系越復(fù)雜時(shí),推理的效率越會(huì)顯著地提高;
　　(4)本體重用便利:每個(gè)獨(dú)立的模塊所對(duì)應(yīng)的概念及關(guān)系更少且更集中,所表示的意義更清晰,更便于理解和重用。
　　本文所做的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)為:
　　(1)分析幾類主要的進(jìn)行本體模塊化構(gòu)建的理論和方法,進(jìn)行比較并結(jié)合實(shí)際建模的需求,詳細(xì)闡述了ε-Connections理