信息資源組織方法論

本體方法/sundae_meng目錄什么是本體？本體有什么作用？本體如何發(fā)揮作用？本體如何生成本體應(yīng)用舉例/sundae_meng本體是"概念體系的規(guī)范?Aspecificationofaconceptualization? (Gruber,1993)“本體是對概念體系的明確的、形式化、可共享的規(guī)范說明”“AnOntologyisaformalandexplicitspecificationofasharedconceptualisationofadomainofinterest”Studer1998）

。本體是對于存在的研究或科學(xué)thescienceorstudyofbeing（見牛津英語辭典）什么是知識本體?/sundae_mengOntology建模元素類（classes）或概念（concepts）對象的集合關(guān)系（relations）在領(lǐng)域中概念之間的交互作用，如子類關(guān)系函數(shù)（functions）特殊的關(guān)系，關(guān)系的前n－1個元素可以唯一決定第n個元素。如Mother-of就是一個函數(shù)，mother-of(x,y)表示y是x的母親。公理（axioms）代表永真斷言，如概念乙屬于概念甲的范圍。實例（instances）代表元素，就是對象。/sundae_meng本體的功能和作用在人、機(jī)器（表現(xiàn)為軟件代理）以及人與機(jī)器之間共享對于信息及結(jié)構(gòu)的共同理解實現(xiàn)一定程度的領(lǐng)域知識的重用知識本體可以明確領(lǐng)域假設(shè)，使領(lǐng)域公理得到明確描述從而達(dá)成共知對于領(lǐng)域知識進(jìn)行分析、明確，并使其形式化/sundae_mengWhydevelopanontology?TosharecommonunderstandingofthestructureofinformationamongpeopleorsoftwareagentsToenablereuseofdomainknowledgeTomakedomainassumptionsexplicitToseparatedomainknowledgefromtheoperationalknowledgeToanalyzedomainknowledge/sundae_meng本體對于世界的假設(shè)世界是由對象組成的Thereareobjectsintheworld.對象有屬性特征可以被賦值Objectshavepropertiesorattributesthatcantakevalues.對象之間有各種關(guān)系Objectscanexistinvariousrelationswitheachother.屬性與關(guān)系并不是一成不變的Propertiesandrelationscanchangeovertime.不同的時間會發(fā)生不同的事情Thereareeventsthatoccuratdifferenttimeinstants.總是有一些事件發(fā)生一些過程有一些對象會參與Thereareprocessesinwhichobjectsparticipateandthatoccurovertime.世界以及其中的對象會有不同的狀態(tài)Theworldanditsobjectscanbeindifferentstates.一個事件會引起另一些事件或狀態(tài)Eventscancauseothereventsorstatesaseffects.對象會有許多部分組成Objectscanhaveparts. [Chandrasekaran,etc1999]/sundae_meng本體對于數(shù)字圖書館的作用提供與描述型元數(shù)據(jù)有關(guān)語義描述的知識地圖提供資源庫領(lǐng)域知識的規(guī)范描述提供元數(shù)據(jù)映射方案，集成到數(shù)字圖書館體系中的元數(shù)據(jù)服務(wù)中，成為協(xié)議的一部分提供智能代理與信息環(huán)境之間基于語義的理解機(jī)制作為跨平臺、跨系統(tǒng)之間的通信中介分布環(huán)境下查詢請求的語義理解數(shù)字圖書館中的數(shù)據(jù)挖掘/sundae_meng本體方法彌補(bǔ)元數(shù)據(jù)方法的不足元數(shù)據(jù)方案不具有普遍適用性。無法克服特殊性與一般性的矛盾，而形式化的知識本體可以提供一種在元數(shù)據(jù)方案之間自動映射的機(jī)制，通過語義Web服務(wù)的體系架構(gòu)進(jìn)行實現(xiàn)；元數(shù)據(jù)應(yīng)用難以實現(xiàn)元數(shù)據(jù)方案本身的進(jìn)化，而知識本體可以提供信息系統(tǒng)的其它視圖，只需要通過自動或半自動的手段應(yīng)用新的元數(shù)據(jù)方案；元數(shù)據(jù)方案自身難以對不同知識體系、不同“粒度”的資源進(jìn)行描述，而知識本體正是起到這個作用，從而實現(xiàn)異構(gòu)資源和系統(tǒng)之間的語義聯(lián)系；單純的元數(shù)據(jù)方案對于數(shù)字資源的整個生命周期的描述非常困難，而采用以諸如FRBR模型為基礎(chǔ)的知識本體，這個問題便迎刃而解，不同生命周期的知識產(chǎn)權(quán)屬性也非常易于描述；/sundae_meng本體的功能實現(xiàn)書目數(shù)據(jù)二次文獻(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源裸數(shù)據(jù)全文庫……內(nèi)容層

本體映射

本體模型本體層元數(shù)據(jù)收獲元數(shù)據(jù)映射服務(wù)智能代理元數(shù)據(jù)層瀏覽檢索表現(xiàn)層/sundae_meng本體的特點共享：Sharedunderstandingwithinacommunityofpeople描述：Declarativespecificationofentitiesandtheirrelationshipswitheachother推理：Constraintsandrulesthatpermitreasoningwithintheontology服務(wù)：Behaviorassociatedwithstatedorinferredfacts/sundae_meng知識表達(dá)工具/sundae_meng本體的實現(xiàn)方法比較/sundae_meng本體方法的實現(xiàn)機(jī)制本體開發(fā)工具內(nèi)容采集或創(chuàng)建系統(tǒng)存儲于檢索系統(tǒng)本體推理中介、軟件、服務(wù)……應(yīng)用集成僅僅有形式化的本體是不夠的，就像敘詞方法必須要有情報檢索系統(tǒng)支持一樣。本體也需要實現(xiàn)機(jī)制和系統(tǒng)支持，包括：/sundae_meng本體描述舉例WK0dc.Creatordc.Title“約翰克里斯朵夫”WK1hasTranslationhasRelation手稿MN0Format“手稿”羅曼羅蘭DateofBirth1866Biograph.........MN1hasRelationEV0CreatesMN4hasRelationFormat“電影”Duration“2小時”ST4inStateEV1InvolvesrdfType“平明版”atTime“1952”MN2EV2InvolvesrdfType“安徽文藝版atTime“1990”Format“精裝”“平裝”ST1ST2hasOutputhasOutput………h(huán)asInput圖2：ABC本體模型描述傅雷翻譯作品《約翰克里斯朵夫》DateofBirth1866Biograph.........傅雷Translator………/sundae_meng本體描述語言O(shè)WL由DAML+OIL發(fā)展而來基于RDF和RDFS分3個版本Lite/DL/Full/sundae_meng知識本體的創(chuàng)建建立本體的目標(biāo)、范圍、需求分析概念(詞表)匯總本體關(guān)系分析本體形式化本體維護(hù)/修訂本體信息本體領(lǐng)域本體知識共享系統(tǒng)知識庫本體創(chuàng)建階段本體維護(hù)階段本體操作階段反饋最終用戶領(lǐng)域?qū)＜?sundae_meng本體需求分析（1）所構(gòu)建的知識本體覆蓋的學(xué)科領(lǐng)域，該學(xué)科領(lǐng)域資源的基本狀況。（2）知識本體的建設(shè)目的、任務(wù)要求、實現(xiàn)的社會與經(jīng)濟(jì)效益。（3）利用知識本體的基本用戶與核心用戶，用戶需求的基本特點。（4）較之其他資源系統(tǒng)，知識本體將提供什么樣的服務(wù)。（5）知識本體和其他資源系統(tǒng)的關(guān)系，包括資源的進(jìn)一步映射和整合。（6）知識本體在建設(shè)時間、進(jìn)度上的要求。/sundae_meng本體規(guī)劃（1）明確計劃中要達(dá)到的工作目標(biāo)，論證工作的重要性和必要性。（2）明確工作的具體任務(wù)和要求，每一時期的中心任務(wù)和工作重點；對任務(wù)進(jìn)行層層分解，列出工作責(zé)任矩陣，確定完成工作的優(yōu)先次序。（3）明確計劃中各項工作開始和完成的時間，在任務(wù)分解的基礎(chǔ)上進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，以便進(jìn)行有效的控制和協(xié)調(diào)。（4）說明完成計劃的方式方法、具體措施，對資源進(jìn)行合理分配和集中使用，并進(jìn)行綜合平衡。（5）規(guī)定控制標(biāo)準(zhǔn)和工作指標(biāo)，也就是說必須做到什么程度、達(dá)到什么標(biāo)準(zhǔn)才算完成了計劃。/sundae_meng本體構(gòu)建復(fù)用利用工具/sundae_meng確定本體概念間關(guān)系（1）確定領(lǐng)域知識本體的核心概念集（2）構(gòu)建領(lǐng)域知識本體概念關(guān)系（3）將本體概念及關(guān)系模型化/sundae_meng本體編碼本體的形式化編碼階段就是用選定的本體語言來描述知識本體多種方法都可以描述本體，例如關(guān)系數(shù)據(jù)庫、邏輯、OWL…，主要要看如何實現(xiàn)/sundae_meng本體評價（1）本體的完整性。即本體是否包括了該領(lǐng)域重要概念，概念及關(guān)系是否完整，概念的等級、層次是否多樣化。（2）本體的清晰性。即本體中的術(shù)語是否被清晰無歧義的定義。除了規(guī)范的主題、分類術(shù)語外，對本體進(jìn)化產(chǎn)生的概念是否給出明確、嚴(yán)格的語義定義。（3）本體的一致性。即本體中的概念間的關(guān)系在邏輯上是否嚴(yán)密、一致，能否支持本體在語義邏輯上的推理。（4）本體的可擴(kuò)展性。即本體可否順利實施進(jìn)化，本體能否在層次結(jié)構(gòu)上可擴(kuò)充，在語義上可豐富與完善，能否加入新的術(shù)語概念。（5）本體的兼容性。即本體的開放性和互操作性，本體能否和其他領(lǐng)域本體及相關(guān)資源系統(tǒng)進(jìn)行映射，包括系統(tǒng)層、邏輯層、語義層、表現(xiàn)層等的兼容和互操作。/sundae_meng本體工具本體工具一般可以區(qū)分為：本體開發(fā)工具(Developmenttools)與本體映射工具(MappingTools)前者包括：Protégé-2000,OntoEdit，OilEd,WebODE,Ontolingua等后者包括：PROMPT,ONION,OBSERVER,Chimaera,FCA-Merge,GLUE等。我們因為不涉及具體的應(yīng)用，所以不關(guān)注映射工具。但是本體領(lǐng)域一直極為關(guān)注不同本體的集成、映射等，所以映射工具也是十分重要的一塊。/sundae_meng評價本體開發(fā)工具的指標(biāo)互操作性：包括把其他本體導(dǎo)入到此開發(fā)工具；把用此開發(fā)工具編輯出的本體導(dǎo)出為各種本體語言等知識模型的表達(dá)能力(Expressivenessoftheknowledgemodel)靈活性、可變性(Scalability)可擴(kuò)展性(Extensibility)推理的支持程度Availabilityandcapabilitiesofinferenceservices可用性(Usabilityoftools)/sundae_meng本體工具比較的一個案例這是一個全面的對本體工具的對比。共對比了52個本體工具

/2002/11/06/Ontology_Editor_Survey.html/sundae_meng此案例中對比的指標(biāo)共17個對比指標(biāo)Tool：名稱Version：最新版本ReleaseDate：最新版本的發(fā)布日期Source：設(shè)計或者維護(hù)的機(jī)構(gòu)ModelingFeatures：本體的分類體系BaseLanguage：本體描述語言WebSupport&{Use}：

SupportforWeb-compliantontologies(e.g.,URIs),and{useofthesoftwareovertheWeb(e.g.,browserclient)}Import/ExportFormats：可以轉(zhuǎn)入或者轉(zhuǎn)出的其他語言GraphView：是否支持圖形界面ConsistencyChecks：是否有一致性檢測Multi-userSupportFeatures

：是否支持并發(fā)用戶/sundae_meng另外的對比指標(biāo)MergingSupport：

是否可以從現(xiàn)有本體中對比、合并以產(chǎn)生新的本體LexicalSupportCapabilities：

對詞匯的處理能力如何InformationExtractionCapabilities：

是否可以直接從文本中提取出術(shù)語CommentsPertinent：是否有注解MoreInformation：本體工具網(wǎng)址Contact：本體工具聯(lián)系郵箱/sundae_meng本體工具介紹Protege2000/sundae_meng問題討論知識本體重用時對知識本體的評價問題知識本體的互操作問題知識本體的使用問題/sundae_meng本體的種類普通(一般或常識)本體

(高層本體或頂層本體)領(lǐng)域本體術(shù)語本體TerminologyOntologies形式本體FormalOntology混合本體Mixedontology表現(xiàn)本體Representationalontologies任務(wù)/方法本體TaskandMethodOntologies局部本體Regionalontology/sundae_meng通用本體CommonOntologies關(guān)于世界的最一般的認(rèn)知capturegeneralknowledgeabouttheworld設(shè)計最一般的標(biāo)識和概念，如時間、空間、狀態(tài)、時間等providebasicnotationsandconceptsforthingsliketime,space,state,eventetc因此對于許多領(lǐng)域都有用asaconsequence,theyarevalidacrossseveraldomainse.gontologyaboutmereology(part-ofrelations)(UpperOntologyortop-levelontology--generalleveldescriptiveterms)/sundae_meng領(lǐng)域本體DomainOntologies關(guān)于領(lǐng)域知識的本體capturetheknowledgerelatedwithaspecificdomaine.g.electronic,medical,mechanic,digitaldomain/sundae_meng術(shù)語本體TerminologyOntologiesAnontologywhosecategoriesneednotbefullyspecifiedbyaxiomsanddefinitions.例如WordNet。AnexampleofaterminologicalontologyisWordNet,whosecategoriesarepartiallyspecifiedbyrelationssuchassubtype-supertypeorpart-whole,whichdeterminetherelativepositionsoftheconceptswithrespecttooneanotherbutdonotcompletelydefinethem.Mostfieldsofscience,engineering,business,andlawhaveevolvedsystemsofterminologyornomenclaturefornaming,classifying,andstandardizingtheirconcepts.AxiomatizingalltheconceptsinanysuchfieldisaHerculeantask,butsubsetsoftheterminologycanbeusedasstartingpointsforformalization.Unfortunately,theaxiomsdevelopedfromdifferentstartingpointsareoftenincompatiblewithoneanother./sundae_meng形式本體FormalontologyAterminologicalontologywhosecategoriesaredistinguishedbyaxiomsanddefinitionsstatedinlogicorinsomecomputer-orientedlanguagethatcouldbeautomaticallytranslatedtologic.Thereisnorestrictiononthecomplexityofthelogicthatmaybeusedtostatetheaxiomsanddefinitions.Thedistinctionbetweenterminologicalandformalontologiesisoneofdegreeratherthankind.Formalontologiestendtobesmallerthanterminologicalontologies,buttheiraxiomsanddefinitionscansupportmorecomplexinferencesandcomputations.Examplesofformalontologiesincludetheoriesinscienceandmathematics,thecollectionsofrulesandframesinanexpertsystem,andspecificationofadatabaseschemainSQL./sundae_meng混合本體MixedontologyAnontologyinwhichsomesubtypesaredistinguishedbyaxiomsanddefinitions,butothersubtypesaredistinguishedbyprototypes.Thetoplevelsofamixedontologywouldnormallybedistinguishedbyformaldefinitions,butsomeofthelowerbranchesmightbedistinguishedbyprototypes./sundae_meng表現(xiàn)本體

RepresentationalOntologiesproviderepresentationalentitieswithoutstatingwhatshouldberepresented.Awell-knownrepresentationalontologyistheFrameOntology,whichdefinesconceptssuchasframes,slotsandslotconstraintsallowingtheexpressioninanobject-orientedorframe-basedway./sundae_meng任務(wù)和方法本體

TaskandMethodOntologiesprovideareasoningpointofviewondomainknowledgetaskontologiesprovidetermsspecificforparticulartaske.g."hypothesis"belongstothediagnosistaskontologymethodontologiesprovidetermsspecifictoparticularPSMse.g."correctstate"belongstothePropose-and-Revisemethodontology./sundae_meng任務(wù)和方法本體

Type/TerminologyofOntologyFortaskseemstobedomainspecific,knowledgerepresentationmightcallforanontologythatdescribesknowledgeathigherlevelsofgenerality./sundae_mengFigure1:TheIFFFoundationOntologyArchitecture(withdependencies)(fromIFF/IFF/version/20021205.htm)MetalevelObjectlevelUpperLowerTopInformationFlowFrameworkCategoryTheoryOntologynamespaces:categories,functors,naturaltransformations,adjunctions,colimitsandlimits,Kanextensions,monads,topoiUpperCoreOntologynamespaces:classes,functions;(binary)relationsandendorelations;graphsandgraphmorphisms;etc.UpperClassificationOntologynamespaces:orders,monotonicfunctions,orderbimodules,adjointpairs,Galoisconnections,conceptlattices,conceptmorphisms,completelattices,completeadjoints,completehomomorphisms,classifications,etc.functional/re