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标题: 【上海校区】认识本体 [打印本页]

作者: 小影姐姐 时间: 2018-7-20 13:41
标题: 【上海校区】认识本体
本体（Ontology）的概念源自于哲学领域，在哲学中的定义为“对世界上客观事物的系统描述，即存在论”。哲学中的本体关心的是客观现实的抽象本质。而在计算机领域，本体可以在语义层次上描述知识，可以看成描述某个学科领域知识的一个通用概念模型。德国学者Studer在1998年给出了本体的相关定义“本体是共享概念模型的形式化规范说明”。这个定义包含了四层含义：即共享（share）、概念化（Conceptualization）、明确性（Explicit）和形式化（Formal）。

（1）共享：指本体中体现的知识是共同认可的，反映在领域中公认的术语集合。

（2）概念化：指本体对于事物的描述表示成一组概念。

（3）明确性：指本体中全部的术语、属性及公理都有明确的定义。

（4）形式化：指本体能够被计算机所处理，是计算机可读的。

   本体通常用来描述领域知识。我们可以这样理解它：本体是从客观世界中抽象出来的一个概念模型，这个模型包含了某个学科领域内的基本术语和术语之间的关系（或者称为概念以及概念之间的关系）。本体不等同于个体，它是团体的共识，是相应领域内公认的概念集合。

                                       领域本体示例

本体分类
   关于本体的研究非常广泛，最为常用的分类方法是根据本体应用主题，将这些为数众多的本体划分为五种类型:领域本体、通用或常识本体、知识本体、语言学本体和任务本体。而依据本体的层次和领域依赖度，Guarino等人将其分为四类：顶层本体、领域本体、任务本体和应用本体。

（1）顶层本体：研究通用的概念以及概念之间的关系，如空间、时间、事件、行为等，与具体的应用无关，完全独立于限定的领域，因此可以在较大范围内进行共享。

（2）领域本体：研究的是特定领域内概念及概念之间的关系。

（3）任务本体：定义一些通用任务或者相关的推理活动，用来表达具体任务内的概念及概念之间关系。

（4）应用本体：用来描述一些特定的应用，既可以引用领域本体中特定的概念，又可以引用任务本体中出现的概念。



                                          本体分类

本体中的建模元语言
   一个本体可以由类（class）、关系（relations）、函数（function）、公理（axioms）和实例（instances）五种元素组成。其中类也称之为概念。

（1）类：描述领域内的实际概念，既可以是实际存在的事物，也可以是抽象的概念，如大学、电影、人等；

（2）关系：用于描述类（概念）之间的关系，如part-of、kind-of等；

（3）函数：函数是一类特殊的关系，在这种关系中前n-1个元素可以唯一决定第n个元素，如mother-of关系就是一个函数，mother-of（x，y）表示y是x的母亲，x可以唯一确定它的母亲y；

（4）公理：公理代表本体内存在的事实，可以对本体内类或者关系进行约束，如概念甲属于概念乙的范围；

（5）实例：表示具体某个类的实际存在，如云财是大学的一个实例；

本体类（概念）之间的关系有四种基本关系。

本体中类（概念）之间的四种基本关系
关系关系描述
part-of 局部与整体的关系
kind-of 父类与子类之间的关系
Instance-of 在类中填充实例，类与实例之间的关系
Attribute-of 类的属性，有对象属性和数据属性
本体的构建方法
   本体的构建方法多种多样，常见的有如下几种。

1、TOVE法：TOVE是指多伦多虚拟企业（Toronto Virtual Enterprise）专门用于构建TOVE本体（关于企业建模过程的本体）。

2、METHONTOLOGY法：专用于构建化学本体（有关化学元素周期表的本体）。

3、骨架法：专门用于构建企业本体，建立在企业本体基础之上，是相关商业企业间术语和定义的集合。

4、KACTUS工程法：是基于KACTUS项目而产生的，KACTUS是指关于多用途复杂技术系统的知识建模工程。

5、七步法：斯坦福大学医学院开发的七步法，用于领域本体构建。七步骤为：确定领域本体的范畴；复用现有的本体；列出领域内的术语；定义类和类的等级关系；定义类的属性；定义属性的分面；填充实例。

6、基于叙词表的领域本体构建：叙词表又称为主题词表，是一种语义词典，由术语及术语之间的关系组成，能够反映某学科领域的语义相关概念。由于叙词表包含丰富的领域概念和一定的语义关系，在表达和知识结构上与本体有着天然联系，包含了本学科比较完整的术语，因此，国内外很多学者都在尝试将叙词表转换为本体。国内目前基于叙词表已经转化成型的本体原型有《国防科学技术叙词表》和《中国农业科学叙词表》。

本体的描述语言
   本体的描述语言众多，而W3C推荐的本体描述语言主要有RDF、RDFS和OWL。

1、RDF（Resource Description Framework，资源描述框架）

客观世界中任何一种关系都可以用一个三元组（主体/主语、谓语、客体/宾语）来进行表达。RDF用于描述web上的资源，是使用XML语言编写、计算机可读的，不是为了向用户展示。RDF使用web标识符（主体/主语）来标记资源，使用属性（谓语）和属性值（客体/宾语）来描述资源。这里的资源、属性和属性值就构成了一个陈述（或者被称为陈述中的主体、谓语和客体）。

比如一个陈述：The author of book is fengxianhe.

这里，陈述的主体是book，谓语是author，客体是fengxianhe。

本体中的类（概念）就是RDF三元组中的主体/客体，类的属性就是RDF三元组中的谓语。RDF数据也可以被表示为一个带有标记的有向图，图上的节点对应三元组中的主体和客体，边对应谓语。

2、RDFS（RDF Schem，RDF词汇描述语言）

RDFS是在RDF基础上对其进行扩展而形成的本体语言，解决了RDF模型原有的缺点，定义了类、属性、属性值来描述客观世界，并且通过定义域和值域来约束资源，更加形象化表达了知识。

3、OWL（Web Ontology Language，Web本体语言）

OWL是由W3C开发的网络本体语言，用来对本体进行语义描述。OWL保持了原有RDF、RDFS的兼容性，有保证率较好的语义表达能力，根据表达能力的增强顺序OWL分为三种子语言：OWL-Lite、OWL-DL和OWL-Full。OWL本体中有3中基本元素：类、属性和实例。

本体的开发工具
   大规模领域本体的构建比较复杂，耗时耗力，而且需要具备领域背景知识的专家参与。手工构建一个规模化的领域本体是不可能的，为了方便领域本体的构建，国外研究机构提出了半自动化构建领域本体的方法，借助流行的本体编辑工具protege。protege是斯坦福大学医学院基于Java语言编写的，本体构建工具，它提供了一个图形化和交互式的知识本体开发环境。支持RDF、RDFS、OWL等本体语言在系统外对本体进行编辑和修改。

                                                                              protege开发界面

作者: 不二晨 时间: 2018-7-20 17:45
优秀，奈斯

作者: wuqiong 时间: 2018-7-23 11:34

作者: 摩西摩西OvO 时间: 2018-7-23 13:44

作者: 不二晨 时间: 2018-7-23 13:52
奈斯，优秀

作者: 摩西摩西OvO 时间: 2018-7-26 09:40

作者: 吴琼老师 时间: 2018-7-26 16:05

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