工学基于本体的软件体系结构模式管理.pptx
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1、基于本体的软件系统结构基于本体的软件系统结构模式管理模式管理报告人:胡静报告人:胡静内容提要内容提要n语义网和本体介绍语义网和本体介绍n知识管理知识管理n软件体系结构和设计模式软件体系结构和设计模式n基于本体的知识管理研究基于本体的知识管理研究n基于本体的软件体系结构的模式管理基于本体的软件体系结构的模式管理语义网和本体简介语义网和本体简介nWeb与与Semantic WebnWeb是供人访问的是供人访问的n其设计的目的是用户直接阅读与处理,因此在信息表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达和检索方面存在缺陷nWeb在人的操作下存储和交换信息在人的操作下存储和交换
2、信息nWeb的语言基础是的语言基础是HTML,其数据和表示共存一体,其数据和表示共存一体,且提供的链接缺乏语义且提供的链接缺乏语义nSemantic Web试图让机器自动访问试图让机器自动访问nSemantic Web试图使机器代理存储和交换信息试图使机器代理存储和交换信息HTMLn数据和表示共存一体数据和表示共存一体n信息量巨大信息量巨大n元数据单一而且固定元数据单一而且固定n信息易于表示和发布信息易于表示和发布n不易于进行信息检索不易于进行信息检索 Heiner Stuckenschmidt Intelligent Systems Group,Center for Computing Te
3、chnology,University of Bremen Tel.:+49-421-218-7091 Email:heinertzi.de语义网体系结构语义网体系结构RDF+RDF Schemau描述网上的资源及其类型,描述网上的资源及其类型,为网上资源描述提供一种通为网上资源描述提供一种通用框架和实现数据集成的元用框架和实现数据集成的元数据解决方案数据解决方案uURI标识网上的对象(资源标识网上的对象(资源和链接),和链接),RDF和和RDFS对对这些对象进行陈述这些对象进行陈述u保证了资源和链接可以有类保证了资源和链接可以有类型型语义网体系结构语义网体系结构(续续1)Ontology v
4、ocabularyu描述各资源之间的联系描述各资源之间的联系u揭示了资源本身以及资源之间揭示了资源本身以及资源之间更为复杂和丰富的语义信息。更为复杂和丰富的语义信息。u实现了信息的结构和内容分离实现了信息的结构和内容分离u对信息进行完全形式化的描述,对信息进行完全形式化的描述,使网上信息具有计算机可以理使网上信息具有计算机可以理解的语义解的语义u定义了概念之间的关系,因此定义了概念之间的关系,因此可以对字典的变迁提供支持。可以对字典的变迁提供支持。关系描述和语义描述关系描述和语义描述n资源描述框架语言资源描述框架语言RDF处理元数据的基础处理元数据的基础n描述元数据以及元数据之间的关系描述元数
5、据以及元数据之间的关系n在应用程序之间交换机器可理解的网络数据。在应用程序之间交换机器可理解的网络数据。n强调让计算机自动处理网络资源强调让计算机自动处理网络资源n资源描述框架模式资源描述框架模式RDFSnRDF提供了一个领域无关的机制来描述元数据,需要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。来描述领域相关的语义。nRDFS描述类与它的子类之间的关系,可以定义某个特定领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域的分类方法nRDFS定义了类的性质定义了类的性质RDF模型模型nRDF模型的组成模型的组成n通过性质(通过性质(property)和值(
6、)和值(Value)来描述资源以及资源之)来描述资源以及资源之间的关系类似于传统的间的关系类似于传统的对模型和对模型和E-R图。图。nRDF语句的组成:三元组语句的组成:三元组p,s,o。nP:谓词:谓词(predicate)对应性质对应性质(property),箭头表示,箭头表示nS:主体:主体(Subject)对应资源对应资源(Resource),椭圆形节点表示,椭圆形节点表示nO:客体:客体(Object)对应文本对应文本(Literal),矩形节点表示,矩形节点表示S SO OP Phttp:/http:/北大网络实验室北大网络实验室创建者创建者北大网络实验室是资源北大网络实验室是资源
7、http:/http:/的创建者的创建者RDF模型(续模型(续2)资源资源http:/http:/的创建者名为的创建者名为“北大网络实验室北大网络实验室”,电子,电子邮件为邮件为“”http:/http:/北大网络实验室北大网络实验室创建者创建者http:/ Schema&XMLnRDFS只是增强了只是增强了RDF对资源的描述能力对资源的描述能力nXML Schema定义了定义了XML的数据结构的数据结构语义知识的推理过程语义知识的推理过程词语、符号(词语、符号(SymbolsSymbols)事物(事物(ThingsThings)红色红色!概念(概念(ConceptsConcepts)红色是一
8、种颜色,和红色是一种颜色,和形状无关形状无关联想(联想(EvokeEvoke)指向(指向(Refer toRefer to)以性质为中心的以性质为中心的RDFShttp:/doc.org/doc1http:/doc.org/doc1天龙八部天龙八部作者作者金庸金庸DC:TitleDC:Titlenamenamehttp:/pcr.org/per1http:/pcr.org/per1typetypetypetype文档文档人人作者作者domaindomainrangerangetypetype性质性质SubClassOfSubClassOf资源资源SubClassOfSubClassOfSubC
9、lassOfSubClassOf本体简介本体简介n本体和语义信息模型本体和语义信息模型n信息模型用于描述组织内的信息资源以及这些资源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的相互关系n利用信息模型进行信息资源管理的目的和重点应该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。放在被管理的数据所代表的语义上。n从知识共享的角度看,本体可以看作是一种概念化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。的显示说明,是对客观存在的概念和关系的描述。本体定义本体定义n哲学语言学哲学语言学n研究实体存在性和实体存在的本质等
10、方面的通用理研究实体存在性和实体存在的本质等方面的通用理论论n人工智能领域人工智能领域n给出构成相关领域词汇的基本术语和关系,以及利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的定义n不仅包含显示定义的术语,还包含运用规则推导出不仅包含显示定义的术语,还包含运用规则推导出的术语。的术语。n计算机领域当前研究的本体计算机领域当前研究的本体n本体是共享概念模型的形式化规范说明本体是共享概念模型的形式化规范说明本体定义的含义本体定义的含义n概念化概念化n通过抽象出客观世界中一些现象的相关概念而得到通过抽象出
11、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。概念模型,其所含义独立于具体的环境状态。n明确明确n使用的概念及使用这些概念的约束都有明确的定义使用的概念及使用这些概念的约束都有明确的定义n形式化形式化n本体是计算机可读的本体是计算机可读的n共享共享n本体中体现的共同认可的知识,反映的是相关领域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。中公认的概念集。本体定义的含义(续)本体定义的含义(续)n本体的目标本体的目标n获取、描述和表示相关领域的知识,提供对该领域知识获取、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。的共同理解。n确定该领域内共同
12、认可的词汇,并从不同层次的形式化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。模式上给出这些词汇和词汇间相互关系的明确定义。n本体的特性本体的特性n静态性:反映的是概念模型,没有涉及动态的行为静态性:反映的是概念模型,没有涉及动态的行为n动态性:内容和服务对象是不断变化的,针对不同的领动态性: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的体系结构n描述逻辑(描述逻辑(Description Logic)的体系结)的体系结构构n表示概念和关系的构造集表示概念和关系的构造集
13、nTbox术语集(概念术语的断言集合)术语集(概念术语的断言集合)nAbox术语集(个体的断言集合)术语集(个体的断言集合)nTbox和和Abox上的推理机制上的推理机制n不同的描述逻辑系统的表示能力和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。由于对这四个组成部分的不同选择而不同。n概念概念n概念概念解释为一个领域的子集解释为一个领域的子集示例:学生,已婚者:示例:学生,已婚者:x|Student(x),x|Married(x)n关系关系n关系关系解释为指该领域上的二元关系解释为指该领域上的二元关系示例:朋友,爱人:示例:朋友,爱人:|Friend(x
14、,y),|Loves(x,y)描述逻辑的体系结构(续描述逻辑的体系结构(续1)n描述逻辑的知识库描述逻辑的知识库K=,T即即Tbox,A即即AboxnTbox:n包含内涵知识,描述概念的一般性质。由于概念之间存在包包含内涵知识,描述概念的一般性质。由于概念之间存在包含关系,含关系,Tbox知识形成类似格的结构,这种数学结构是由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,与具体实现无关包含关系决定的,与具体实现无关n引入概念的名称引入概念的名称n声明包含关系的公理声明包含关系的公理nAbox:n包含外延知识(又称断言知识),描述论域中的特定个体。包含外延知识(又称断言知识),描述论域中
15、的特定个体。n概念断言概念断言表示一个对象是否属于某个概念表示一个对象是否属于某个概念n关系断言关系断言表示两个对象是否满足一定的关系表示两个对象是否满足一定的关系描述逻辑的体系结构(续描述逻辑的体系结构(续2)描述逻辑的推理功能描述逻辑的推理功能n归约(归约(Subsumption)n判断一个概念是否为另一个概念的子集判断一个概念是否为另一个概念的子集n主要用于概念的自动分类。主要用于概念的自动分类。n相容(相容(Satisfiability)n判断一个概念与已有的概念集(本体)是否相容判断一个概念与已有的概念集(本体)是否相容n主要用于进行概念集合的一致性检测主要用于进行概念集合的一致性检
16、测本体描述语言本体描述语言nOWL(Web Ontology Language)语言设计原则语言设计原则n保持对保持对RDFS兼容性兼容性n保证强大的语义表达能力保证强大的语义表达能力n保证描述逻辑的可判定推理保证描述逻辑的可判定推理nOWL的语义的语义n概念及其关系的分类化、层次化结构概念及其关系的分类化、层次化结构nsubClassOf、subPropertyOfn概念间的同义、反义等语义关系概念间的同义、反义等语义关系nsameClassAs、samePropertyAs、inverseOf、enquivalentTon概念间的逻辑组合关系概念间的逻辑组合关系nintersectionO
17、f、unionOf、complementOf、one ofn对关系约束进行描述对关系约束进行描述nDomain、range、toClass、hasValue、cardinalityQ、maxCardinality、minCardinality、cardinalityQn对概念及其关系的公理定义对概念及其关系的公理定义ndisjointWith、uniqueProperty、unambiguousProperty、transitiveProperty内容提要内容提要n语义网和本体介绍语义网和本体介绍n知识管理知识管理n软件体系结构和设计模式软件体系结构和设计模式n基于本体的知识管理研究基于本体的
18、知识管理研究n基于本体的软件体系结构的模式管理基于本体的软件体系结构的模式管理知识管理简介知识管理简介n知识管理研究涉及多个学科领域,除信息技知识管理研究涉及多个学科领域,除信息技术以外,还涉及管理科学、组织文化、人力术以外,还涉及管理科学、组织文化、人力资源、社会科学、经济学、决策科学等领域。资源、社会科学、经济学、决策科学等领域。n信息技术乃至计算机科学是知识管理得以实信息技术乃至计算机科学是知识管理得以实现的重要基础。现的重要基础。n相关技术包括人工智能、知识工程、信息检相关技术包括人工智能、知识工程、信息检索、数据挖掘、工作流、统计分析、智能索、数据挖掘、工作流、统计分析、智能AGEN
19、T、互联网、互联网、XML等等数据、信息与知识数据、信息与知识n数据,通常是指具体、客观的事实和数字数据,通常是指具体、客观的事实和数字;它们没有经过分析、处理,是产生信息的基它们没有经过分析、处理,是产生信息的基本原材料。本原材料。n信息,是有组织的数据,是对数据进行分析信息,是有组织的数据,是对数据进行分析处理后所获取的有意义的消息;信息中包含处理后所获取的有意义的消息;信息中包含了数据的上下文,被用于有限的时间和范围了数据的上下文,被用于有限的时间和范围内。内。n知识,是结合了经验、背景上下文和解释的知识,是结合了经验、背景上下文和解释的信息,包含了对信息的理解,使信息具有实信息,包含了
20、对信息的理解,使信息具有实践中的可操作性。践中的可操作性。知识管理的各个阶段知识管理的各个阶段知识库知识库(你知道有什么(你知道有什么)文件文件系统系统数据数据库库知识共享知识共享(你知道没有什么(你知道没有什么)联机联机检索检索搜索搜索引擎引擎知识发现知识发现(你不知道没有什么(你不知道没有什么)文件文件挖掘挖掘数据数据挖掘挖掘挖掘挖掘引擎引擎知识管理知识管理n知识管理包括知识组织和知识创新,这两个方面知识管理包括知识组织和知识创新,这两个方面是交替循环进行的是交替循环进行的n知识管理内容知识管理内容知识创新的知识创新的SECI模型(隐性知模型(隐性知识和显性知识互相转换的识和显性知识互相转
21、换的4个阶段个阶段n社会化(社会化(socialization)阶段:社会化共享经验的过程,师)阶段:社会化共享经验的过程,师徒相传是典型的个人间分享隐性知识的形式,隐性知识是高徒相传是典型的个人间分享隐性知识的形式,隐性知识是高度个人化的(隐性到隐性)度个人化的(隐性到隐性)n外化外化(externalization)阶段:把隐性知识表达出来成为显性阶段:把隐性知识表达出来成为显性知识,即隐性知识的显性化(隐性到显性)知识,即隐性知识的显性化(隐性到显性)n组合组合(combination)阶段:显性知识组合形成更复杂更系统阶段:显性知识组合形成更复杂更系统的显性知识体系的过程(显性到显性)
22、的显性知识体系的过程(显性到显性)n内化内化(internalization)阶段:把显性知识转变为隐性知识,阶段:把显性知识转变为隐性知识,成为企业的个人与团体的实际能力的过程(显性到隐性)成为企业的个人与团体的实际能力的过程(显性到隐性)知识管理体系知识管理体系n知识生产管理:知识生产管理:n知识管理的源泉知识管理的源泉n知识组织管理:知识组织管理:n合理的安排知识的存储形式合理的安排知识的存储形式n知识传播管理:知识传播管理:n知识管理的一个重要目的就是知识共享,这就是知识传播的知识管理的一个重要目的就是知识共享,这就是知识传播的任务。任务。n知识应用管理知识应用管理n使适当的人员在适当
23、的时候能快捷的查询到以适当样式表达使适当的人员在适当的时候能快捷的查询到以适当样式表达的知识,去帮助解决工作实践中遇到的问题的知识,去帮助解决工作实践中遇到的问题n人力资源管理人力资源管理n管理处于人脑中的隐性知识,即把人作为一种智力资源进行管理处于人脑中的隐性知识,即把人作为一种智力资源进行管理。管理。知识过程模型知识过程模型过程模型过程模型阶段阶段1阶段阶段2阶段阶段3阶段阶段4阶段阶段5阶段阶段6Despres and Chauvel产生产生映射映射/绑定绑定存储存储共享共享/传递传递重用重用演进演进Gartner Group产生产生组织组织获取获取访问访问应用应用Davenport a
24、nd Prusak产生产生编码编码传递传递Nissen获取获取组织组织规范化规范化发布发布应用应用综合综合产生产生组织组织规范化规范化发布发布应用应用演进演进内容提要内容提要n语义网和本体介绍语义网和本体介绍n知识管理知识管理n软件体系结构和设计模式软件体系结构和设计模式n基于本体的知识管理研究基于本体的知识管理研究n基于本体的软件体系结构的模式管理基于本体的软件体系结构的模式管理软件体系结构技术的发展过程软件体系结构技术的发展过程nRedwine和和Riddle回顾了几个软件技术的回顾了几个软件技术的发展成熟过程,给出了发展成熟过程,给出了6个典型阶段个典型阶段nBasic research
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- 关 键 词:
- 工学 基于 本体 软件 体系结构 模式 管理
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