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1、北京大学学报(自然科学版),第38卷,第5期,2002年9月述评ActaScientiarumNaturaliumReviewUniversitatisPekinensis,Vol.38,No.5(Sep,2002)1)Ontology研究综述2)3)2)2)3)邓志鸿唐世渭张铭杨冬青陈捷2)3)(北京大学计算机系,北京大学视觉与听觉处理国家重点实验室,北京,100871)摘要Ontology是描述概念及概念之间关系的概念模型,通过概念之间的关系来描述概念的语义。作为一种有效表现概念层次结构和语义的模型,Ontology被广泛地应用到计
2、算机科学的众多领域。本文作者对目前Ontology的研究与应用现状进行了综述性地介绍,从Ontology的定义、Ontol2ogy理论研究、Ontology在信息系统中的应用以及在语义Web中的地位等方面加以了系统阐述。关键词Ontology;信息系统;语义Web;XML;RDF中图分类号TP301;TP3910引言近些年来,随着计算机应用需求的不断增强,计算机科学与技术的发展日新月异。然而在这种快速发展的同时,也面临着种种的困难。主要的困难包括:知识的表示、信息的组织、软件的复用等。特别是由于因特网的快速发展,面对信息的海洋,如何组织
3、、管理和维护海量信息并为用户提供有效的服务也就成为一项重要而迫切的研究课题。为了适应这些要求,Ontology作为一种能在语义和知识层次上描述信息系统的概念模型建模工具,自被提出以来就引起了国外众多科研人员的关注,并在计算机的许多领域得到了广泛的应用,如知识工程、数字图书馆、软件复用、信息检索和Web上异构信息的处理、语义Web等。本文对Ontology及相关的应用和研究进行了系统的分析,希望对相关领域的同行有抛砖引玉的作用。首先,第二节系统地阐述了Ontology的定义、建模元语、Ontology的描述语言、On2tology的分类及
4、其构造规则。其次,第三节对当前有关Ontology的理论研究、在信息系统中的应用以及在语义Web中的作用进行了分析,并总结了当前Ontology在信息系统中的应用模式,指出在语义Web中Ontology、XML和RDF三者之间的关系。最后,第四节给出了本文的总结。1Ontology本节首先给出Ontology的定义,然后介绍Ontology的建模元语,接着阐述了Ontology的描述语言,并分析了Ontology的分类体系,最后介绍Ontology建模的规则。111Ontology的定义Ontology最早是一个哲学上的概念,从哲学的范
5、畴来说,Ontology是客观存在的一个系统的解释或说明,关心的是客观现实的抽象本质。在人工智能界,最早给出Ontology定义的是1)国家重点基础研究发展规划(973)资助项目(G1999032705)收稿日期:2001209211;修回日期:2002203228©1994-2009ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第5期邓志鸿等:Ontology研究综述731Neches等人,在文献[1]中,他们将On
6、tology定义为“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的定义”。[2]1993年,Gruber给出了Ontology的一个最为流行的定义,即“Ontology是概念模型的明确[3]的规范说明”。后来,Borst在此基础上,给出了Ontology的另外一种定义“:Ontology是共享概念模型的形式化规范说明”。Studer等对上述两个定义进行了深入的研究,认为Ontology是共[4]享概念模型的明确的形式化规范说明。这包含4层含义:概念模型(conceptualization)、明
7、确(explicit)、形式化(formal)和共享(share)。“概念模型”指通过抽象出客观世界中一些现象(Phe2nomenon)的相关概念而得到的模型。概念模型所表现的含义独立于具体的环境状态。“明确”指所使用的概念及使用这些概念的约束都有明确的定义。“形式化”指Ontology是计算机可读的(即能被计算机处理)。“共享”指Ontology中体现的是共同认可的知识,反映的是相关领域中公认的概念集,即Ontology针对的是团体而非个体的共识。Ontology的目标是捕获相关领域的知识,提供对该领域知识的共同理解,确定该领域内共同
8、认可的词汇,并从不同层次的形式化模式上给出这些词汇(术语)和词汇间相互关系的明确定义。112Ontology的建模元语在文献[5]中,Perez等人认为Ontology可以按分类法来组织,他归纳出Ontol
