本书对本体中语义关系、本体构建、本体描述语言OWL及其扩展OWLPLUS的知识表示、基于本体的信息集成、OWL本体知识到RDF三元组的转换进行研究。另外，对RDF到语义网络语言SNetL的转换进行了研究和算法实现，对描述逻辑（DescriptionLogics）的理论及其知识表示和推理的应用进行了研究。在以上研究的基础上，结合具体的领域对本体的应用进行研究，结合常用软件知识领域，建立常用软件领域信息模型，构建了常用软件领域的本体框架，设计开发了"常用软件领域知识发现实验系统"；以"软件开发"领域为例，设计并实现了一个基于Lucene和本体的语义检索原型系统；结合智能教学领域，基于本体对课程知识库构建及知识地图的生成进行了研究，并设计了《数据结构》课程知识库；以中医诊断为领域对基于领域本体的产生式框架知识表示进行研究，并设计开发了"中医辅助医疗诊断系统"。
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前言
第一篇 本体与本体描述语言 1
第1章 本体基础 3
1.1 本体概述 3
1.2 本体的组成 4
1.3 本体建立的原则 5
1.4 本体建立的一般方法 5
1.5 本体描述语言 7
1.6 本体中的常用关系 8
1.6.1 IS-A关系 9
1.6.2 Instance-Of关系 9
1.6.3 Member-Of关系 10
1.6.4 Before关系和After关系 10
1.7 常用的本体开发工具 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简介 14
1.8.2 Lucene简介 15
1.9 典型本体介绍 18
1.9.1 CYC 18
1.9.2 WordNet 19
1.9.3 SUMO 19
1.9.4 知网 19
1.9.5 国家知识基础设施 20
1.9.6 CREAM 21
1.9.7 OntoWebber 21
1.9.8 其他模型 22
1.10 本体的研究和应用 23
第2章 语义Web与本体描述语言 24
2.1 语义Web概述 24
2.1.1 语义Web的概念、定义 24
2.1.2 语义Web的模型 25
2.1.3 Unicode和URI 26
2.1.4 本体层 26
2.1.5 逻辑、证明和信任 27
2.1.6 数字签名和加密 27
2.2 本体描述语言 27
2.2.1 XML 28
2.2.2 RDF 29
2.2.3 RDFS 34
2.2.4 OWL 36
2.3 OWL本体语言的描述 37
2.3.1 命名空间定义 38
2.3.2 本体头定义 38
2.3.3 类定义 39
2.3.4 个体定义 43
2.3.5 属性定义 45
2.4 OWL类构造器和原子解释 48
2.4.1 OWL类构造器 48
2.4.2 OWL原子解释 49
2.5 OWL实例 50
2.6 语义Web的应用 55
2.6.1 智能信息检索 55
2.6.2 企业间数据交换及知识管理 55
2.6.3 Web服务 55
2.6.4 基于代理的分布式计算 56
2.6.5 基于语义的数字图书馆 56
2.7 语义Web研究面临的问题和挑战 56
第二篇 本体技术 59
第3章 本体构建 61
3.1 构建旅游信息资源本体 61
3.1.1 构建旅游信息资源本体的目标 61
3.1.2 旅游信息资源本体构建过程 61
3.1.3 确定本体范围和术语 61
3.1.4 定义类和类的层次体系 62
3.1.5 定义类的属性 62
3.1.6 生成实例 63
3.2 高校就业管理领域本体构建 63
3.2.1 枚举领域本体的重要术语 63
3.2.2 复用现有的本体 63
3.2.3 定义类和类层次 63
3.2.4 定义类的属性 64
3.2.5 生成实例 64
3.3 常用软件本体构建 64
3.3.1 定义类和类的层次体系 64
3.3.2 定义常用软件的属性 66
3.3.3 创建常用软件实例 66
3.3.4 规则定义 66
3.3.5 常用软件领域知识推理系统的总体框架 67
第4章 本体映射 69
4.1 本体映射概述 69
4.1.1 本体异构及解决方案 69
4.1.2 本体映射概念及模型框架 70
4.2 常用的本体映射方法 72
4.2.1 基于语法的映射方法 72
4.2.2 基于概念实例的映射方法 73
4.2.3 基于概念定义的映射方法 74
4.2.4 基于概念结构的映射方法 74
4.2.5 基于规则的映射方法 75
4.2.6 基于统计学的映射方法 75
4.2.7 基于机器学习的映射方法 75
4.2.8 本体代数方法 76
4.2.9 本体聚类方法 76
4.3 本体映射方法的分类 76
4.3.1 模式级与实例级 77
4.3.2 匹配粒度(元素级与结构级) 77
4.3.3 基于语言与基于约束 77
4.3.4 匹配基数 78
4.4 本体映射典型系统介绍 78
4.4.1 Cupid 78
4.4.2 COMA 79
4.4.3 SF方法 79
4.4.4 OntoMorph系统 80
4.4.5 S-Match动态多维概念映射算法 80
4.5 目前本体映射存在的问题 80
第5章 基于本体的概念语义相似度和相关度计算 83
5.1 概念语义相似度和相关度研究概述 84
5.1.1 语义相似度和相关度的概念及两者的关系 84
5.1.2 常用的语义相似度和相关度计算方法 85
5.1.3 语义相似度和相关度的评估方法 86
5.1.4 概念语义相似度和相关度的研究现状 86
5.2 基于知网的词语语义相似度计算研究 87
5.2.1 知网简介 87
5.2.2 基于知网的词语语义相似度计算 89
5.2.3 基于知网的词语语义相似度计算的改进与实现 91
5.3 基于领域本体的概念语义相似度和相关度的计算研究 94
5.3.1 基于领域本体的概念语义相似度计算 96
5.3.2 基于领域本体的概念语义相关度计算 101
5.3.3 结合领域本体的语义相似度和语义相关度的计算方法 102
5.4 基于概念相似度和相关度的查询扩展 103
5.4.1 查询扩展技术概述 103
5.4.2 基于本体的查询扩展 104
5.4.3 基于领域本体概念间相似度和相关度的查询扩展 104
第三篇 本体推理方法——描述逻辑 109
第6章 基本描述逻辑ALC 111
6.1 描述逻辑及其发展 111
6.1.1 描述逻辑概述 111
6.1.2 描述逻辑的发展过程 113
6.1.3 描述逻辑的研究内容 114
6.2 基本描述逻辑ALC简介 114
6.2.1 基本描述逻辑ALC的语法与语义 114
6.2.2 基本描述逻辑ALC的知识库 115
6.2.3 基本描述逻辑ALC中的推理概述 116
6.2.4 基本描述逻辑ALC的推理过程 117
6.2.5 用Tableau算法进行推理的例子 120
第7章 扩展描述逻辑ALC＋形式系统 124
7.1 扩展描述逻辑ALC＋的形式化公理体系 124
7.1.1 扩展描述逻辑ALC＋的语法 124
7.1.2 扩展描述逻辑ALC＋的语义 125
7.1.3 扩展描述逻辑ALC＋公理及其解释说明 127
7.2 扩展描述逻辑ALC＋的基本性质 130
7.3 扩展描述逻辑ALC＋系统的可靠性和完全性 149
7.4 扩展描述逻辑ALC＋到谓词逻辑的转换 161
7.5 扩展描述逻辑ALC＋与框架表示法的关系 162
7.5.1 框架及其组成 162
7.5.2 基于框架的知识库到扩展描述逻辑ALC＋表示的知识库转换过程 163
7.5.3 基于框架的知识库到扩展描述逻辑ALC＋表示的知识库转换示例 163
7.6 扩展描述逻辑ALC＋与简单概念图的关系 164
7.6.1 简单概念图 164
7.6.2 简单概念图与扩展描述逻辑ALC＋的关系对应 165
第8章 Web本体语言OWL与扩展描述逻辑ALC＋的关系 167
8.1 Web本体语言OWL简介 167
8.1.1 Web本体语言OWL的设计目标 167
8.1.2 Web本体语言OWL的语法 168
8.2 扩展描述逻辑ALC＋与OWL的对应 170
8.2.1 构造器的对应 170
8.2.2 扩展描述逻辑ALC＋描述OWL中的部分公理 171
8.3 本体语言OWL描述的知识用扩展描述逻辑ALC＋表示及推理的示例 172
第9章 描述逻辑的应用 177
9.1 描述逻辑应用于概念建模 177
9.2 描述逻辑应用于软件工程领域 179
9.2.1 LaSSIE系统和CODEBASE系统 180
9.2.2 CSIS和CBMS系统 181
9.3 描述逻辑应用于语义Web 183
第四篇 本体应用系统 185
第10章 基于本体的语义检索原型系统设计与实现研究 187
10.1 基于本体的语义检索模型设计 187
10.1.1 本体建立与管理模块 188
10.1.2 信息获取模块 189
10.1.3 Lucene检索引擎模块 189
10.1.4 用户查询扩展和结果反馈模块 190
10.2 基于本体的语义检索原型系统设计与实现 190
10.2.1 系统开发平台及工具 191
10.2.2 基于本体的语义检索原型系统各模块的设计与实现 191
10.2.3 语义检索原型系统和传统信息检索系统的检索效果对比 194
第11章 基于本体的科学家资源服务平台研究 199
11.1 概述 199
11.1.1 主要研究工作 199
11.1.2 技术方案 199
11.2 主要功能 200
11.2.1 科学家资源信息的获取 200
11.2.2 基于语义Web的科学家资源领域本体构建研究 200
11.2.3 基于本体的科学家信息资源网站自动生成技术研究 201
11.2.4 科学家资源个性化推荐技术研究 201
11.2.5 基于本体的科学家信息服务综合集成平台 201
11.3 科学家资源关系数据库数据模型构建 202
11.3.1 科学家基础数据 203
11.3.2 科学家科研项目数据 203
11.3.3 科学家科研成果数据 204
11.3.4 其他数据对象 205
11.3.5 科学家资源关系数据库中数据字段与本体推理的关系 205
11.4 科学家资源本体库构建 206
11.4.1 科学家资源概念层次树 206
11.4.2 科学家资源本体中的常用关系 206
11.4.3 谓词定义与扩展 207
11.4.4 操作符定义 208
11.4.5 IF-THEN规则表示 209
11.4.6 科学家资源服务的基本知识推理 209
附录一 研究领域专业术语 211
附录二 重要的Web资源 212
附录三 RDF类 213
附录四 RDF属性 214
附录五 OWL类 215
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