本書對本體中語義關系、本體構建、本體描述語言OWL及其擴展OWLPLUS的知識表示、基于本體的信息集成、OWL本體知識到RDF三元組的轉換進行研究。另外，對RDF到語義網(wǎng)絡語言SNetL的轉換進行了研究和算法實現(xiàn)，對描述邏輯（DescriptionLogics）的理論及其知識表示和推理的應用進行了研究。在以上研究的基礎上，結合具體的領域對本體的應用進行研究，結合常用軟件知識領域，建立常用軟件領域信息模型，構建了常用軟件領域的本體框架，設計開發(fā)了"常用軟件領域知識發(fā)現(xiàn)實驗系統(tǒng)"；以"軟件開發(fā)"領域為例，設計并實現(xiàn)了一個基于Lucene和本體的語義檢索原型系統(tǒng)；結合智能教學領域，基于本體對課程知識庫構建及知識地圖的生成進行了研究，并設計了《數(shù)據(jù)結構》課程知識庫；以中醫(yī)診斷為領域對基于領域本體的產(chǎn)生式框架知識表示進行研究，并設計開發(fā)了"中醫(yī)輔助醫(yī)療診斷系統(tǒng)"。
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前言
第一篇 本體與本體描述語言 1
第1章 本體基礎 3
1.1 本體概述 3
1.2 本體的組成 4
1.3 本體建立的原則 5
1.4 本體建立的一般方法 5
1.5 本體描述語言 7
1.6 本體中的常用關系 8
1.6.1 IS-A關系 9
1.6.2 Instance-Of關系 9
1.6.3 Member-Of關系 10
1.6.4 Before關系和After關系 10
1.7 常用的本體開發(fā)工具 11
1.7.1 Protégé 11
1.7.2 Apollo 12
1.7.3 OILEd 12
1.7.4 OntoEdit 13
1.7.5 OntoSaurus 13
1.7.6 WebODE 13
1.8 其他工具 14
1.8.1 Jena簡介 14
1.8.2 Lucene簡介 15
1.9 典型本體介紹 18
1.9.1 CYC 18
1.9.2 WordNet 19
1.9.3 SUMO 19
1.9.4 知網(wǎng) 19
1.9.5 國家知識基礎設施 20
1.9.6 CREAM 21
1.9.7 OntoWebber 21
1.9.8 其他模型 22
1.10 本體的研究和應用 23
第2章 語義Web與本體描述語言 24
2.1 語義Web概述 24
2.1.1 語義Web的概念、定義 24
2.1.2 語義Web的模型 25
2.1.3 Unicode和URI 26
2.1.4 本體層 26
2.1.5 邏輯、證明和信任 27
2.1.6 數(shù)字簽名和加密 27
2.2 本體描述語言 27
2.2.1 XML 28
2.2.2 RDF 29
2.2.3 RDFS 34
2.2.4 OWL 36
2.3 OWL本體語言的描述 37
2.3.1 命名空間定義 38
2.3.2 本體頭定義 38
2.3.3 類定義 39
2.3.4 個體定義 43
2.3.5 屬性定義 45
2.4 OWL類構造器和原子解釋 48
2.4.1 OWL類構造器 48
2.4.2 OWL原子解釋 49
2.5 OWL實例 50
2.6 語義Web的應用 55
2.6.1 智能信息檢索 55
2.6.2 企業(yè)間數(shù)據(jù)交換及知識管理 55
2.6.3 Web服務 55
2.6.4 基于代理的分布式計算 56
2.6.5 基于語義的數(shù)字圖書館 56
2.7 語義Web研究面臨的問題和挑戰(zhàn) 56
第二篇 本體技術 59
第3章 本體構建 61
3.1 構建旅游信息資源本體 61
3.1.1 構建旅游信息資源本體的目標 61
3.1.2 旅游信息資源本體構建過程 61
3.1.3 確定本體范圍和術語 61
3.1.4 定義類和類的層次體系 62
3.1.5 定義類的屬性 62
3.1.6 生成實例 63
3.2 高校就業(yè)管理領域本體構建 63
3.2.1 枚舉領域本體的重要術語 63
3.2.2 復用現(xiàn)有的本體 63
3.2.3 定義類和類層次 63
3.2.4 定義類的屬性 64
3.2.5 生成實例 64
3.3 常用軟件本體構建 64
3.3.1 定義類和類的層次體系 64
3.3.2 定義常用軟件的屬性 66
3.3.3 創(chuàng)建常用軟件實例 66
3.3.4 規(guī)則定義 66
3.3.5 常用軟件領域知識推理系統(tǒng)的總體框架 67
第4章 本體映射 69
4.1 本體映射概述 69
4.1.1 本體異構及解決方案 69
4.1.2 本體映射概念及模型框架 70
4.2 常用的本體映射方法 72
4.2.1 基于語法的映射方法 72
4.2.2 基于概念實例的映射方法 73
4.2.3 基于概念定義的映射方法 74
4.2.4 基于概念結構的映射方法 74
4.2.5 基于規(guī)則的映射方法 75
4.2.6 基于統(tǒng)計學的映射方法 75
4.2.7 基于機器學習的映射方法 75
4.2.8 本體代數(shù)方法 76
4.2.9 本體聚類方法 76
4.3 本體映射方法的分類 76
4.3.1 模式級與實例級 77
4.3.2 匹配粒度(元素級與結構級) 77
4.3.3 基于語言與基于約束 77
4.3.4 匹配基數(shù) 78
4.4 本體映射典型系統(tǒng)介紹 78
4.4.1 Cupid 78
4.4.2 COMA 79
4.4.3 SF方法 79
4.4.4 OntoMorph系統(tǒng) 80
4.4.5 S-Match動態(tài)多維概念映射算法 80
4.5 目前本體映射存在的問題 80
第5章 基于本體的概念語義相似度和相關度計算 83
5.1 概念語義相似度和相關度研究概述 84
5.1.1 語義相似度和相關度的概念及兩者的關系 84
5.1.2 常用的語義相似度和相關度計算方法 85
5.1.3 語義相似度和相關度的評估方法 86
5.1.4 概念語義相似度和相關度的研究現(xiàn)狀 86
5.2 基于知網(wǎng)的詞語語義相似度計算研究 87
5.2.1 知網(wǎng)簡介 87
5.2.2 基于知網(wǎng)的詞語語義相似度計算 89
5.2.3 基于知網(wǎng)的詞語語義相似度計算的改進與實現(xiàn) 91
5.3 基于領域本體的概念語義相似度和相關度的計算研究 94
5.3.1 基于領域本體的概念語義相似度計算 96
5.3.2 基于領域本體的概念語義相關度計算 101
5.3.3 結合領域本體的語義相似度和語義相關度的計算方法 102
5.4 基于概念相似度和相關度的查詢擴展 103
5.4.1 查詢擴展技術概述 103
5.4.2 基于本體的查詢擴展 104
5.4.3 基于領域本體概念間相似度和相關度的查詢擴展 104
第三篇 本體推理方法——描述邏輯 109
第6章 基本描述邏輯ALC 111
6.1 描述邏輯及其發(fā)展 111
6.1.1 描述邏輯概述 111
6.1.2 描述邏輯的發(fā)展過程 113
6.1.3 描述邏輯的研究內容 114
6.2 基本描述邏輯ALC簡介 114
6.2.1 基本描述邏輯ALC的語法與語義 114
6.2.2 基本描述邏輯ALC的知識庫 115
6.2.3 基本描述邏輯ALC中的推理概述 116
6.2.4 基本描述邏輯ALC的推理過程 117
6.2.5 用Tableau算法進行推理的例子 120
第7章 擴展描述邏輯ALC＋形式系統(tǒng) 124
7.1 擴展描述邏輯ALC＋的形式化公理體系 124
7.1.1 擴展描述邏輯ALC＋的語法 124
7.1.2 擴展描述邏輯ALC＋的語義 125
7.1.3 擴展描述邏輯ALC＋公理及其解釋說明 127
7.2 擴展描述邏輯ALC＋的基本性質 130
7.3 擴展描述邏輯ALC＋系統(tǒng)的可靠性和完全性 149
7.4 擴展描述邏輯ALC＋到謂詞邏輯的轉換 161
7.5 擴展描述邏輯ALC＋與框架表示法的關系 162
7.5.1 框架及其組成 162
7.5.2 基于框架的知識庫到擴展描述邏輯ALC＋表示的知識庫轉換過程 163
7.5.3 基于框架的知識庫到擴展描述邏輯ALC＋表示的知識庫轉換示例 163
7.6 擴展描述邏輯ALC＋與簡單概念圖的關系 164
7.6.1 簡單概念圖 164
7.6.2 簡單概念圖與擴展描述邏輯ALC＋的關系對應 165
第8章 Web本體語言OWL與擴展描述邏輯ALC＋的關系 167
8.1 Web本體語言OWL簡介 167
8.1.1 Web本體語言OWL的設計目標 167
8.1.2 Web本體語言OWL的語法 168
8.2 擴展描述邏輯ALC＋與OWL的對應 170
8.2.1 構造器的對應 170
8.2.2 擴展描述邏輯ALC＋描述OWL中的部分公理 171
8.3 本體語言OWL描述的知識用擴展描述邏輯ALC＋表示及推理的示例 172
第9章 描述邏輯的應用 177
9.1 描述邏輯應用于概念建模 177
9.2 描述邏輯應用于軟件工程領域 179
9.2.1 LaSSIE系統(tǒng)和CODEBASE系統(tǒng) 180
9.2.2 CSIS和CBMS系統(tǒng) 181
9.3 描述邏輯應用于語義Web 183
第四篇 本體應用系統(tǒng) 185
第10章 基于本體的語義檢索原型系統(tǒng)設計與實現(xiàn)研究 187
10.1 基于本體的語義檢索模型設計 187
10.1.1 本體建立與管理模塊 188
10.1.2 信息獲取模塊 189
10.1.3 Lucene檢索引擎模塊 189
10.1.4 用戶查詢擴展和結果反饋模塊 190
10.2 基于本體的語義檢索原型系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 190
10.2.1 系統(tǒng)開發(fā)平臺及工具 191
10.2.2 基于本體的語義檢索原型系統(tǒng)各模塊的設計與實現(xiàn) 191
10.2.3 語義檢索原型系統(tǒng)和傳統(tǒng)信息檢索系統(tǒng)的檢索效果對比 194
第11章 基于本體的科學家資源服務平臺研究 199
11.1 概述 199
11.1.1 主要研究工作 199
11.1.2 技術方案 199
11.2 主要功能 200
11.2.1 科學家資源信息的獲取 200
11.2.2 基于語義Web的科學家資源領域本體構建研究 200
11.2.3 基于本體的科學家信息資源網(wǎng)站自動生成技術研究 201
11.2.4 科學家資源個性化推薦技術研究 201
11.2.5 基于本體的科學家信息服務綜合集成平臺 201
11.3 科學家資源關系數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)模型構建 202
11.3.1 科學家基礎數(shù)據(jù) 203
11.3.2 科學家科研項目數(shù)據(jù) 203
11.3.3 科學家科研成果數(shù)據(jù) 204
11.3.4 其他數(shù)據(jù)對象 205
11.3.5 科學家資源關系數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)字段與本體推理的關系 205
11.4 科學家資源本體庫構建 206
11.4.1 科學家資源概念層次樹 206
11.4.2 科學家資源本體中的常用關系 206
11.4.3 謂詞定義與擴展 207
11.4.4 操作符定義 208
11.4.5 IF-THEN規(guī)則表示 209
11.4.6 科學家資源服務的基本知識推理 209
附錄一 研究領域專業(yè)術語 211
附錄二 重要的Web資源 212
附錄三 RDF類 213
附錄四 RDF屬性 214
附錄五 OWL類 215
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