本体技术与知识管理研究

本体技术与知识管理研究

【摘要】针对传统知识管理中存在的问题，本文将本体技术引入到知识管理中，对基于本体的知识管理进行了深入的研究。本文介绍了知识管理的基本概念和研究发展现状，探讨了本体的相关理论和主要技术方法，本文设计了一个基于本体的知识管理系统，系统包括知识存储、知识检索两个模块，采用B/S模式，具有易维护、易扩展等特点。

【关键词】知识管理；本体；B/S结构

1.本体技术

本体的概念最早起源于哲学领域，古希腊哲学家亚里士多德将Ontology（以下统称本体）定义为研究“存在”的科学，又把它分为两个方面，一方面研究存在的本质，另一方面研究客体对象的理论定义，即整个现实世界（本体）的基本特征[1]。

人工智能领域引入本体的概念是用于知识的表示和组织。但在该领域还没有关于本体的一个统一的定义。关于本体的定义一般有以下几种观点：

Neches等人给出了最早的本体的定义：一个本体定义了组成主题领域词汇的基本术语和关系，以及用于组合术语和关系以定义词汇外延的规则[2]。

随着对本体使用和研究的深入，斯坦福大学的Gruber给出了本体新的定义，在其之后Borst Pim博士对其定义进行了修改和完善，最终给出的定义为：本体是概念模型的明确的、形式化的规范说明[3]。这一定义是迄今为止最著名并被广泛使用的。

综上所述，本体是对某一领域知识的规范化、层次清晰的说明。作为一个知识表示体系，为了能够使得知识得到充分的表达和交流，它应包含词表（名称表或者术语表），并应包含对不同术语之间怎么关联的描述，即关系集。

2.知识管理

知识管理这个术语最早是由Peter Druc-ker于八十年代中期提出的，但当时只是把它用于商业和管理领域，并没有引入到计算机行业。在计算机的发展历史中，最早被纳入管理范畴的是文件管理，可以说，这就是计算机领域知识管理的雏形。

近年来，随着语义Web技术的兴起、XML语言等的出现，知识管理进入了一个崭新的发展时期。本体论和XML语言等为知识共享提供了新的理解基础和交换机制，数据挖掘和文本挖掘为知识发现提供了新的手段，Web数据库为知识存储提供了新的途径，这些技术使得知识管理进入一个全面的发展时期，知识产

生、知识俘获、知识传输、知识集成、知识存储和知识发布等都在各个方面都获得了新的技术支持，知识管理系统开始蓬勃发展。

理想的基于本体的知识管理系统的目标是：提供友好的用户交互界面；方便用户对于知识的管理，对于用户的服务请求，有较高的响应速度和较好的服务质量；具备较好的语义性和智能性，在知识存储时能充分描述概念之间的语义关系；在知识检索过程中，能准确、全面的理解用户的目的，充分利用语义查询、推理技术，为用户返回满意的查询结果；使系统具备较高的查全率、查准率和用户满意度。

3.知识管理系统

为了将本体技术应用到知识管理中，本文设计了一个基于本体的知识管理系统。其目标在于通过知识本体对有关领域的知识进行充分的语义描述，并在此基础上实现针对这些知识的存储和语义检索，来验证本体在知识管理中的作用以及知识管理系统的语义性和智能性。作为知识存储和检索的平台，该系统应能为用户提供知识语义查询的接口，能够充分、准确的理解用户的意图，并为用户返回满意的查询结果。这些功能的实现需要系统各个功能组件的有机结合，这些功能组件包括查询扩展组件、语义分析组件、语义推理组件、语义查询组件等。为使系统具有易扩展性和易维护性，系统将采用三层B/S的体系结构，并将以本体技术作为核心支撑技术，以保证系统的语义查询性能。

三层B/S结构是在传统的二层C/S体系结构的基础上发展起来的，它在两层模式的基础上，增加了新的一层，业务逻辑层。将界面与业务逻辑分开，很好的减轻了客户机的负担，使系统易于扩充、维护。和传统的C/S模式相比，B/S结构具有易扩展性、可共享性和良好的灵活性等优势，已经成为软件系统架构中比较重要的一种模式。本文所提出的系统的逻辑结构主要由三部分构成：表示层，业务逻辑层，数据层。其中表示层通过浏览器软件为用户提供应用服务的图形界面。业务逻辑层位于表示层和数据层之间，为实现系统的业务逻辑提供了一个明确的层次，是联系客户应用程序和数据服务之间的桥梁。数据层用于进行数据的表示、维护、更新及响应系统对数据的服务请求。

表示层：该层的任务是与用户进行交互，生成用户所需要的页面，为用户通过浏览器进行知识管理提供一个良好的基于Web的接口。用户在客户端启动浏览器后，可以在查询界面输入所关心的内容作为查询条件进行查询。该Web服务请求通过HTTP协议向Web服务器发出，Web服务器响应该Web服务请求，将所有请求的处理结果返回给表示层，表示层将结果以静态HTML页面或由JSP、Servlets动态生成的HTML页面的形式显示在用户的浏览器上。

业务逻辑层：主要完成系统的业务逻辑处理。该层负责接收客户端发出的服务请求，并将其发送给数据服务器，数据服务器处理完毕后，将结果发送给业务逻辑层，再由业务逻辑层将结果发送回客户端。该层主要包括查询处理组件、语义分析组件和本体推理引擎。查询处理组件包括查询扩展组件以及搜索引擎。查询扩展组件主要用于用户查询请求的优化。语义分析组件和推理引擎主要负责对

用户的请求进行语义层面的查询，使应用程序能准确、全面的理解用户的需求，从而为用户返回满意的结果。

数据层：该层主要负责本体知识库的存储以及对知识的查询服务。首先需要对领域知识进行搜集和获取，在尽可能有领域专家的参与下进行领域本体的构建，以此为基础对知识进行语义标引及存储，从而完成本体知识库的构建。

表示层业务逻辑层数据层客户端浏览器查询处理组件语义分析组件本体推理引擎本体知识库标引信息库。

本文提出的基于本体的知识管理系统主要是用于文献知识的管理，其特点包括：