本體起源及發(fā)展歷程_多語種敘詞本體

2.1　本體起源及發(fā)展歷程

2.1.1　本體起源

本體(Ontology)的概念最初起源于哲學(xué)領(lǐng)域。作為一種哲學(xué)理念和哲學(xué)形態(tài)的“Ontology”，產(chǎn)生于蘇格拉底提出的“始基”問題，其后由柏拉圖和亞里士多德奠定了它的基礎(chǔ)，最終在中世紀(jì)經(jīng)院哲學(xué)中得以成熟。而直到17世紀(jì)，德意志哲學(xué)家郭克蘭紐(R.Goclenius)才首次提出“Ontology”一詞。

古希臘哲學(xué)家亞里士多德(公元前384—前322)將本體在哲學(xué)中定義為“對世界上客觀存在物的系統(tǒng)描述，即存在論”，又把它分為兩個方面:一方面研究存在的本質(zhì)，另一方面研究客體對象的理論定義，即整個現(xiàn)實(shí)世界的基本特征。意大利中世紀(jì)經(jīng)院派哲學(xué)家圣托馬斯(1226—1274)所說:“通過把物質(zhì)抽象為觀念來理解物質(zhì)，然后，用這樣的知識來獲取非物質(zhì)的知識”?？梢钥闯觯倔w是客觀存在的一個系統(tǒng)的解釋或說明，關(guān)心的是客觀現(xiàn)實(shí)的抽象本質(zhì)?！杜＝颥F(xiàn)代高級英漢雙解詞典》(簡化漢字本)對于“Ontology”的英文解釋是:“the depart-ment ofmetaphysics concerned with nature of existence; specific theory of this”。從詞源來看，英文的“Ontology”最早來自拉丁文“Ontologia”一詞，而拉丁文又源自希臘文。就希臘文的字面意思來說，“本體”的英文單詞“Ontolog”由拉丁文ontos(存在)與logos(學(xué)說、言論)派生而來，被解釋為“關(guān)于存在的學(xué)說言論”。由于ontology最先在哲學(xué)領(lǐng)域出現(xiàn)，所以在英漢詞典中把Ontology翻譯成“本體論、實(shí)體論”。近年來國外人工智能領(lǐng)域首先借用哲學(xué)Ontology概念拓展知識表示方面的研究，并據(jù)此來開發(fā)新型的知識表示理論和技術(shù)?！癘ntology”在漢語中也有不同的譯名，如“萬有論”、“存有論”、“本體論”、“存在論”等，其中以“本體論”流傳最廣。從哲學(xué)的角度出發(fā)，世界是具有可感形態(tài)，具有元本體、元實(shí)體和元分體的具體事物組成的統(tǒng)一體。本書所論的本體就是將哲學(xué)中所說的原本體應(yīng)用在人工智能等信息領(lǐng)域。具體應(yīng)用領(lǐng)域包括人工智能、知識工程、數(shù)字圖書館、軟件復(fù)用、信息檢索和Web上異構(gòu)信息的處理、語義Web等。作為一種能在語義和知識層次上描述信息系統(tǒng)的概念模型建模工具，本體在進(jìn)行知識的表示和組織方面表現(xiàn)出極大的優(yōu)勢。

由于本體在不同領(lǐng)域各有自己的不同含義，斯坦福大學(xué)的Guarino與Giaretta建議用Ontology(首字母大寫)指代哲學(xué)領(lǐng)域的本體論研究，用ontology(首字母小寫)來表示人工智能等領(lǐng)域的本體系統(tǒng)和本體理論的研究。本書在使用“ontology”這一英文術(shù)語時亦遵循這一慣例。

2.1.2　本體的概念

2.1.2.1　國外學(xué)者觀點(diǎn)

在計算機(jī)人工智能界，最早給出本體定義的是Neches，F(xiàn)ikes等人(1991)，他們將本體定義為“給出構(gòu)成相關(guān)領(lǐng)域詞匯的基本術(shù)語和關(guān)系，以及利用這些術(shù)語和關(guān)系構(gòu)成的規(guī)定這些詞匯外延的規(guī)則的定義”。Neches認(rèn)為:“本體定義了組成主題領(lǐng)域的詞匯表的基本術(shù)語及其關(guān)系，以及結(jié)合這些術(shù)語和關(guān)系來定義詞匯表外延的規(guī)則”(An ontology defines the basic terms and relations comprising the vocabulary of a topic area，as well as the rules for combining terms and relations to define extensions to the vocabulary)。

后來在信息系統(tǒng)、知識系統(tǒng)等領(lǐng)域，越來越多的人研究ontology，并給出了許多不同的定義。其中最著名并被引用得最為廣泛的定義是由Gruber在1993年提出的，也是比較簡單的定義——“a specification of a conceptualization”，可以理解為“對某種概念化體系的規(guī)范說明”。這里有兩層意義:一是先要對某個領(lǐng)域進(jìn)行抽象、歸納，即把這一領(lǐng)域概念化;二是再對這一概念化的結(jié)果用一種人、計算機(jī)、代理都可以理解的通用規(guī)范表達(dá)出來，表達(dá)出來后就形成了一個ontology。后來，Gruber提出了另一種比較詳細(xì)的表達(dá):“explicit formal specifications of the terms in the domain and relations among them”，即“本體是概念化的明確的規(guī)范說明”。和這個定義類似的有N.Guarino和P.Giaretta(1995)提出的“本體是概念化的明確的部分的說明/一種邏輯語言的模型”(An ontology is an explicit，partial accountof a conceptualization/ the intendedmodels of a logical language)。

Borst等學(xué)者在Gruber所做定義的基礎(chǔ)上作了些許修正，給出了ontology的另外一種定義:“ontology是共享概念模型的形式化的規(guī)范說明”(It is an explicit formal specification of a shared conceptualization)。

德國卡爾斯魯厄大學(xué)的Studer等學(xué)者對Gruber和Borst的兩個定義進(jìn)行了深入的研究，認(rèn)為“ontology是共享概念模型的明確的形式化規(guī)范說明”。這包含四層含義:

①概念化(conceptualization):客觀世界中某些現(xiàn)象的一個抽象模式，該模式是通過定義了這些現(xiàn)象的相關(guān)概念形成的，其表示的含義獨(dú)立于具體的環(huán)境狀態(tài);

②明確(explicit):使用的概念，以及在使用這些概念時所受的約束和限制等，都有明確的定義;

③形式化(formal):指ontology能被計算機(jī)識別和處理;

④共享(share):指ontology中體現(xiàn)的是相關(guān)領(lǐng)域中獲得普遍認(rèn)可的概念的集合，它針對的是團(tuán)體而非個體。

Nicola Guarino把概念化定義為: C=〈D，W，R〉，其中D是一個領(lǐng)域，W是該領(lǐng)域中相關(guān)的事務(wù)狀態(tài)(state of affairs)的集合，R是領(lǐng)域空間〈D，W〉上概念關(guān)系(conceptual relation)的集合，本體是采用某種語言對概念化的描述。

ontology的目標(biāo)是捕獲相關(guān)領(lǐng)域的知識，提供對該領(lǐng)域知識的共同理解，確定該領(lǐng)域內(nèi)共同認(rèn)可的詞匯，并從不同層次的形式化模式上給出這些詞匯(術(shù)語)和詞匯之間相互關(guān)系的明確定義。

當(dāng)前本體是圖書館情報領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，在此領(lǐng)域?qū)Ρ倔w的定義基本上跟人工智能領(lǐng)域的定義等同。人工智能領(lǐng)域的文獻(xiàn)中有很多有關(guān)本體的定義，這些定義在本質(zhì)上基本沒有什么區(qū)別。例如:斯坦福大學(xué)的Natalya F.Noy和Deborah L.McGuinness對本體的定義:“本體就是關(guān)于某一領(lǐng)域概念的明確規(guī)范的描述”(an ontology is a formal explicit description of concepts in a domain)。它包含以下幾點(diǎn):

①類(classes(有時也稱作概念concepts))也就是概念集。

②屬性(slots(有時也稱作roles或attributes))，概念的屬性(properties)，用以描述每個概念的有關(guān)特征。

③屬性的限制條件(restrictions( facets，有時也稱作role restrictions或constraints))。

④一個完整的本體還包括一系列與某些類相關(guān)的實(shí)例(instances)，這些實(shí)例組成了一個知識庫(Knowledge Base)。

本體定義的發(fā)展如表2-1所示。

表2-1　本體的定義演化表

續(xù)表

2.1.2.2　國內(nèi)學(xué)者觀點(diǎn)

近十年來，“ontology”在中文文獻(xiàn)中的譯名并沒有一個統(tǒng)一的定論，在不同的文獻(xiàn)中表現(xiàn)均有所不同。在絕大多數(shù)文獻(xiàn)中，“ontology”被譯作“本體論”或“存在論”，這主要是因?yàn)槭艿絺鹘y(tǒng)的哲學(xué)界對“Ontology”譯名的影響。但是大多數(shù)文章將“ontology”直接譯作“本體”。

在哲學(xué)領(lǐng)域，中國社會科學(xué)院哲學(xué)研究所楊學(xué)功在對“Ontology”的研究過程中，產(chǎn)生了自己獨(dú)到的見解。他不主張將“Ontology”譯作“本體論”，也不把它作為哲學(xué)的一個分支來看待，而是把它作為一種特殊的哲學(xué)理論形態(tài)來看待。他認(rèn)為:“作為一種特殊的哲學(xué)理論形態(tài)，Ontology是以追求終極實(shí)在為依歸，以奠定知識基礎(chǔ)為任務(wù)，以達(dá)到終極解釋為目標(biāo)的哲學(xué)?！贝朔N表述簡潔有力，表現(xiàn)了哲學(xué)中本體的核心思想，也可作為其他領(lǐng)域?qū)Ρ倔w研究的一種參考。

在圖書情報和人工智能領(lǐng)域，對本體的研究如火如荼，關(guān)于本體的理解和定義也是仁者見仁，智者見智，各個定義都表達(dá)出了該學(xué)科領(lǐng)域?qū)Ρ倔w的理解。

李景和陳平在《敘詞表與本體的區(qū)別與聯(lián)系》一文中認(rèn)為:“本體是一個關(guān)于一些主題的清晰規(guī)范的說明。它是一個規(guī)范的、已經(jīng)得到公認(rèn)的描述，它包含詞表(或稱名稱表、術(shù)語表)，詞表中的術(shù)語全是與某一學(xué)科領(lǐng)域相關(guān)的，詞表中的邏輯聲明全部是用來描述那些術(shù)語的含義和術(shù)語間的(它們是怎樣和其他術(shù)語相關(guān)聯(lián)的)。因此，ontology提供了一個用來表達(dá)和交流某些主題知識的詞表，還包括一個關(guān)系集，關(guān)系集把握著詞表中這些術(shù)語間的聯(lián)系。”

張曉林博士等在《描述知識組織體系的元數(shù)據(jù)》一文中稱“ontology”為“概念集”。他提道:“所謂概念集(Ontologies)指特定領(lǐng)域公認(rèn)的關(guān)于該領(lǐng)域的對象(實(shí)際對象和邏輯對象)及其關(guān)系的概念化表述，包含以下部分:

①本領(lǐng)域?qū)ο箢惖牡燃夡w系;

②對象類的屬性及屬性取值限制;

③語義關(guān)系體系，即對象類之間的邏輯關(guān)系體系;

④關(guān)于對象類及語義關(guān)系體系的推理規(guī)則。

概念集通過一個語言標(biāo)記后成為顯性知識，可在信息系統(tǒng)中表征和交換知識，并可被代理系統(tǒng)自動解析和識別。”

浙江大學(xué)人工智能研究所的劉柏嵩先生和高濟(jì)教授在《基于RDF的異構(gòu)信息語義集成研究》一文中使用了“概念模型”(Conceptual Model)來表達(dá)本體的含義。他們說:“CM(Conceptual Model)由一個類(概念)層次和類屬性以及一組符合有關(guān)類或其屬性的公理的規(guī)則組成。因此通過在檢索到的事實(shí)組上應(yīng)用這些規(guī)則，可能推理出新的事實(shí)。規(guī)則可用F-LOGIC來表達(dá)……基于可性的原因，為所有可能應(yīng)用維護(hù)一個全局CM(本體)不可取?！?/p>

武漢大學(xué)的張玉峰教授等在《動態(tài)約束性概念網(wǎng)絡(luò)與知識檢索研究》一文中指出，概念網(wǎng)絡(luò)是知識檢索的基礎(chǔ)，“概念網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點(diǎn)均反映唯一的知識內(nèi)容，采用若干屬性的元組來表示”。在她所說的概念網(wǎng)絡(luò)中，“每一概念類都具有層次分明的概念樹狀關(guān)系，形成概念網(wǎng)絡(luò)中的主關(guān)聯(lián)……通過概念分類形成了一定的概念層次劃分。概念類不同，但概念層次相同的概念節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)自身屬性或內(nèi)容相互連接成關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。從而有效地揭示概念節(jié)點(diǎn)間的各種相關(guān)關(guān)系，構(gòu)成概念網(wǎng)絡(luò)中的輔關(guān)聯(lián)。”按照她的表述，文中的“概念網(wǎng)絡(luò)”實(shí)質(zhì)上就是本體。

通過對國內(nèi)外學(xué)者各種觀點(diǎn)的總結(jié)，筆者認(rèn)為，雖然目前關(guān)于本體的定義有多種表述，但是對于表述其核心思想的必要元素，在其定義中都應(yīng)該有所表現(xiàn)。綜合以上觀點(diǎn)，筆者得出以下對本體的定義:

本體是關(guān)于某一領(lǐng)域的、關(guān)系明確的規(guī)范說明。它作為一種形式化的知識表示體系應(yīng)該得到公眾的認(rèn)可，包含詞表和邏輯聲明兩部分。詞表中的術(shù)語應(yīng)該是全部與某一學(xué)科領(lǐng)域相關(guān)，能對該學(xué)科領(lǐng)域作詳細(xì)表述，邏輯聲明是用來描述術(shù)語的含義或術(shù)語間的關(guān)系。

基于這兩個部分，我們可以看出，本體提供了一個詞表和詞間關(guān)系的集合，以此來表達(dá)和交流某些學(xué)科與主題知識。

2.1.3　本體研究概述

2.1.3.1　國外研究現(xiàn)狀

1.W3C

W3C(World Wide Web Consortium)中文翻譯為“萬維網(wǎng)聯(lián)盟”。W3C是一個關(guān)于信息、商業(yè)、通信和共識的非營利性組織，像HTML、XHTML、CSS、XML的標(biāo)準(zhǔn)就是由W3C來定制。W3C是專門致力于創(chuàng)建Web相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并促進(jìn)Web向更深、更廣發(fā)展的國際組織。

2000年12月18日，在XML2000的會議上，Berners-Lee正式提出語義網(wǎng)(Semantic Web)的概念。語義網(wǎng)的目標(biāo)是將Web上的信息表示成計算機(jī)可以理解的語義，滿足智能軟件代理(Intelligent Agent)對萬維網(wǎng)上異構(gòu)和分布式信息的有效訪問和搜索。2001年，Berners-Lee為未來Web的發(fā)展提出了基于語義的體系結(jié)構(gòu)，如圖2-1所示。該體系從底層到頂層分別是:

第一層: Unicode與URI。該層是整個語義網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，Unicode處理資源的編碼，URI負(fù)責(zé)標(biāo)識資源。

第二層: XML+ NS+ XML Schema。該層用于表示數(shù)據(jù)的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)，通過標(biāo)準(zhǔn)的格式語言將網(wǎng)絡(luò)信息的表現(xiàn)形式、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和內(nèi)容分離。

第三層: RDF(S)。該層通過語義模型來描述Web上的資源及其類型。

第四層: Ontology vocabulary。定義知識的共享，描述各種信息之間的語義關(guān)系，描述各種資源之間的聯(lián)系。

第五層: Logic。提供公理和推理原則，為智能服務(wù)提供基礎(chǔ)。

第六層: Proof。提供認(rèn)證。

第七層: Trust。提供信任機(jī)制。

m Berners-Lee的語義網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖(Semantic Web Architecture)

這七層中第二、三、四層為核心層，用于表示W(wǎng)eb信息的語義，第五、六、七層是在下面四層的基礎(chǔ)上進(jìn)行邏輯推理操作。

基于這樣的基礎(chǔ)，W3C于2001年致力于本體的研究，與對語義網(wǎng)的研究幾乎同時起步。主持研究的是Web-ontology工作組，其研究的定位是為語義網(wǎng)的構(gòu)建打基礎(chǔ)。

W3C于2002年7月31日透露了發(fā)行OWL語言工作草案的細(xì)節(jié)，其目的是為了更好地開發(fā)語義網(wǎng)。W3C發(fā)行的3種工作草案名分別為《特色大綱》(Web Ontology Language(OWL) Guide Version1.0)、《抽象句法》(OWL Ontology Web Language 1.0 Abstract Syntax)和《語言參考》(OWL Web Ontology Language Reference)。

W3C的發(fā)言人Ian Jacobs說，開發(fā)語義網(wǎng)的目的是為了能夠在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)化更強(qiáng)的智能處理。例如，針對現(xiàn)行的交運(yùn)系統(tǒng)在各自無法達(dá)到客戶目標(biāo)的情況下就給不出運(yùn)營方案，在語義網(wǎng)中可以智能地結(jié)合每個交運(yùn)系統(tǒng)綜合給出最優(yōu)運(yùn)營方案。

2.AIFB的研究

德國卡爾斯魯厄大學(xué)(University of Karlsruhe)的Rudi Studer、Alexander Maeche，和以他們?yōu)橹鞯膽?yīng)用情報學(xué)和規(guī)范描述方法研究所(AIFB，Institute of Applied Informatics and Formal Description Methods)對本體基礎(chǔ)理念(ontology learning)和本體的數(shù)學(xué)表達(dá)進(jìn)行了深層次的研究。

AIFB的課題研究范圍涉及知識管理、知識表示與推理、語義網(wǎng)、本體工程、萬維網(wǎng)系統(tǒng)、知識門戶、數(shù)據(jù)和文本挖掘、代理系統(tǒng)、語義標(biāo)引、機(jī)器學(xué)習(xí)、形式概念分析、辦公信息系統(tǒng)、商業(yè)過程分析等10余個領(lǐng)域。承擔(dān)這些項目的研究小組主要是知識管理研究組、商務(wù)信息與通信系統(tǒng)研究組和復(fù)雜性管理研究組。目前AIFB所從事的重點(diǎn)是基于本體的知識門戶和語義門戶。

歐洲的OntoWeb就是依托AIFB研究所的OntoWeb項目建立的以知識管理為目的的網(wǎng)上知識門戶。OntoWeb的目標(biāo)是集合歐洲語義網(wǎng)網(wǎng)頁標(biāo)準(zhǔn)的研究人員和產(chǎn)業(yè)學(xué)會的力量，加強(qiáng)該領(lǐng)域的跨學(xué)科協(xié)作，促進(jìn)歐洲文化的復(fù)興，保護(hù)歐洲語言多元化和歐洲文化多樣性，并在本體領(lǐng)域的研究中占據(jù)主導(dǎo)地位。現(xiàn)在OntoWeb已經(jīng)允許國際組織的網(wǎng)絡(luò)資源語義搜索。OntoWeb系統(tǒng)由兩個部分組成:數(shù)據(jù)庫和一個基于本體的搜索引擎，在相關(guān)性和時間性上的搜索與當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)的搜索引擎相比提高了系統(tǒng)的性能。OntoWeb在基于本體技術(shù)的知識共享領(lǐng)域的研究豐富，大體包括:

(1)推動語義網(wǎng)的研究成果產(chǎn)業(yè)化;

(2)展示和協(xié)調(diào)與本體相關(guān)各領(lǐng)域的研究，如: Web標(biāo)記語言、知識查詢、知識工程、知識再現(xiàn)、信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)綜合、信息回歸、語言工程、數(shù)字化圖書庫、軟件代理和可讀性學(xué)習(xí);

(3)加強(qiáng)歐洲本體研究領(lǐng)域在DAML項目方面與斯坦福大學(xué)知識系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的協(xié)作;

(4)與W3C的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)語言和推薦標(biāo)準(zhǔn)接軌。

3.KSL的研究

美國斯坦福大學(xué)的知識系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室(KSL，Knowledge Systems Laboratory)，在本體建模工具領(lǐng)域，以及本體應(yīng)用層面的研究都走在了本體領(lǐng)域的前沿。

KSL的Guarino博士根據(jù)整體與部分理論、同一性(Identity)理論和關(guān)系理論等哲學(xué)理論成果，設(shè)計了頂級一層本體。Guarino本體構(gòu)架的設(shè)計特征是根據(jù)特殊性(Particulars)和普遍性(Universals)兩個角度來設(shè)計。特殊性表示具體的實(shí)體、事件和物質(zhì)。普遍性表示具體事件中抽象出的概念、屬性、狀態(tài)和關(guān)系等。

KSL對“可復(fù)用知識海量存儲”的研究是DARPA贊助的快捷知識構(gòu)造(RKF，Rapid Knowledge Formation)項目的一部分。可復(fù)用知識海量存儲庫的前身是高性能知識庫項目(HPKB，High Performance Knowledge Bases)。該項目研究旨在開發(fā)支持協(xié)同構(gòu)造和高效利用高度易于重用的分布式本體元庫(即綜合庫，元數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)均可存放進(jìn)去)。

Ontolingua Server作為KSL的許多知識表示項目的服務(wù)器，提供了一種分布式協(xié)作環(huán)境，可以對本體進(jìn)行瀏覽、創(chuàng)建、編輯、修改和使用。Chimaera作為對本體進(jìn)行利用的復(fù)雜工具，具備高級合并和知識庫清理功能。KSL還創(chuàng)建了包含本體和知識表示方面信息源的網(wǎng)上文庫，用于儲存并提供下載。

除上述之外，研究基于本體檢索加工的學(xué)者和機(jī)構(gòu)還有西班牙薩拉戈薩大學(xué)的Eduardo Mena和巴斯克大學(xué)的Arantza Illarramendii，以及美國佐治亞大學(xué)大規(guī)模分布式信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室(Large Scale and Distributed Information Systems，LSDIS)和美國得克薩斯大學(xué)計算機(jī)系的基于知識系統(tǒng)研究小組(Knowldege-based System Research Group)等。

2.1.3.2　國內(nèi)的研究現(xiàn)狀

國內(nèi)對于本體論的研究起步較晚，但是由于本體對信息知識領(lǐng)域有著巨大潛力，所以國內(nèi)的研究也很高漲。比較有影響的有中科院數(shù)學(xué)所陸汝鈐研究員領(lǐng)導(dǎo)的常識知識的實(shí)用性研究，中科院計算技術(shù)研究所曹存根研究員主持的大規(guī)模知識系統(tǒng)的研究，以及中科院數(shù)學(xué)研究所金芝研究員研究的基于本體的軟件需求獲取方法等。

(1)常識知識的實(shí)用性研究的主要目的是建立一個大規(guī)模的常識知識庫Pangu，并探討利用常識知識來解決一些實(shí)際問題(如，機(jī)器翻譯和自然語言理解等)。Pangu知識庫采用Agent和本體來表達(dá)知識，其中Agent強(qiáng)調(diào)包裝和繼承，重視事物之間的縱向聯(lián)系，而本體主要進(jìn)行常識知識的橫向聯(lián)想，因此本體論方法是面向Agent方法的一個很好的補(bǔ)充。在Pangu中，一個本體描述分成3部分:靜態(tài)本體元的集合(Static Extension)、動態(tài)本體元的集合(Dynamic Extension)、本體網(wǎng)(Ontonet)，后者也是一個語義網(wǎng)絡(luò)，由從屬于該本體的所有Agent構(gòu)成。每個本體表述(ontology)從屬于某個Agent的Belief部分，本體網(wǎng)的全體形成了該知識庫的本體結(jié)構(gòu)。

(2) NKI是一個龐大的、可共享的知識群體，為科研、教學(xué)、科普和知識服務(wù)提供有效的基礎(chǔ)。NKI在對很多本體進(jìn)行本體論分析時，定義了屬性之間以及關(guān)系之間的公理。并且引入了強(qiáng)公理和弱公理的概念。在強(qiáng)公理不成立的情況下，以弱公理代替強(qiáng)公理進(jìn)行推理，再在以后的推理中，由于新知識的加入或確定性高的公理的加入逐漸強(qiáng)化公理，以提高公理的確定性。NKI中，各專業(yè)本體是手工獲取的。但是專業(yè)知識的獲取是采用半自動的方式進(jìn)行的:知識工程師先對專業(yè)知識進(jìn)行形式化，計算機(jī)對形式化后的知識進(jìn)行必要的整理。

(3)在大型信息系統(tǒng)的開發(fā)過程中，如何快速地獲取和準(zhǔn)確地表達(dá)用戶需求，是長期困擾軟件開發(fā)者的難題。一方面，軟件開發(fā)者由于不了解應(yīng)用領(lǐng)域，只能被動地等待領(lǐng)域用戶提供信息;他們還難免對領(lǐng)域用戶的描述產(chǎn)生錯誤的理解，因而得出不適當(dāng)?shù)男枨竽Ｐ停瑢?dǎo)致軟件開發(fā)半途而廢。另一方面，領(lǐng)域用戶通常不知道如何按軟件開發(fā)的要求去描述他們的需求。而且，他們一開始常常對自己的需求僅有一個模糊的認(rèn)識。如何建立領(lǐng)域用戶和軟件開發(fā)者之間的溝通橋梁，將領(lǐng)域用戶密切結(jié)合到需求獲取活動中來。如何將領(lǐng)域用戶的描述正確地轉(zhuǎn)換為軟件需求。這些問題越來越引起軟件工程界的重視，從而引發(fā)了許多需求獲取方法的研究。金芝提出的基于本體的需求獲取方法，是以企業(yè)本體和領(lǐng)域本體作為需求獲取的元模型，以之指導(dǎo)和規(guī)范整個需求獲取過程，并通過對領(lǐng)域模型的重用，完成目標(biāo)系統(tǒng)的模型構(gòu)造。其主要思想是:①通用企業(yè)本體作為企業(yè)描述層的元模型，規(guī)范企業(yè)描述并使之系統(tǒng)化，保證企業(yè)描述的完整性和一致性;②領(lǐng)域本體作為領(lǐng)域元模型，定義企業(yè)描述在特定領(lǐng)域的約束，同時提供領(lǐng)域可重用概念及其關(guān)聯(lián);③領(lǐng)域軟件需求模型作為領(lǐng)域分析的結(jié)果，支持目標(biāo)系統(tǒng)需求模型的構(gòu)造。

近年來本體的發(fā)展非常迅速，已經(jīng)成為信息科學(xué)界最熱門的詞匯之一，被廣泛應(yīng)用于知識工程、人工智能、萬維網(wǎng)、語義Web、信息檢索、信息抽取、系統(tǒng)建模和異構(gòu)信息集成等眾多領(lǐng)域。另外，本體作為一種能在語義和知識層次上描述信息系統(tǒng)的概念模型建模工具，在知識系統(tǒng)、知識工程、知識表示等領(lǐng)域和下一代互聯(lián)網(wǎng)語義Web領(lǐng)域的應(yīng)用研究也較為普遍。主要研究領(lǐng)域分別為:

(1)語義領(lǐng)域，近年來，隨著第三代語義Web的發(fā)展，本體憑著其豐富的概念語義結(jié)構(gòu)，在語義領(lǐng)域的應(yīng)用獨(dú)占鰲頭，并且呈現(xiàn)出快速增長的趨勢。主要利用本體的概念體系、規(guī)范化的本體描述語言為語義網(wǎng)、語義模型、語義檢索、語義集成、語義標(biāo)注、語義地圖、語義相似度、語義互操作、語義查詢等提供豐富的概念語義基礎(chǔ)和統(tǒng)一的語義描述框架。

(2) Web領(lǐng)域，主要通過本體的概念語義關(guān)系和本體描述語言為Web文檔、信息、資源、網(wǎng)頁等的標(biāo)注和描述提供語義基礎(chǔ)和統(tǒng)一的語義描述框架，從而實(shí)現(xiàn)Web文檔、信息、資源、網(wǎng)頁等的語義服務(wù)、智能化語義搜索、智能語義挖掘等Web應(yīng)用。

(3)知識領(lǐng)域，主要借助本體規(guī)范化的概念語義關(guān)系，構(gòu)建各個領(lǐng)域的知識結(jié)構(gòu)，對領(lǐng)域內(nèi)廣泛、繁雜的知識進(jìn)行識別、獲取、概念化，使用形式化的本體描述語言對領(lǐng)域知識進(jìn)行統(tǒng)一表示，形成各個領(lǐng)域的知識本體、知識庫，從而為各領(lǐng)域知識的自動組織、獲取、語義表示、語義檢索、知識共享、知識的自動化管理和知識系統(tǒng)的構(gòu)建、集成等提供語義基礎(chǔ)和統(tǒng)一的邏輯框架。

(4)信息領(lǐng)域，要利用本體統(tǒng)一的共享概念模型、規(guī)范化的語義描述框架、豐富的概念語義關(guān)系，為信息系統(tǒng)和信息模型的構(gòu)建、不同系統(tǒng)之間集成和通信、信息的共享等提供統(tǒng)一語義模型和邏輯框架，同時為信息的語義檢索、信息分析、信息管理等提供規(guī)范化的語義推理、擴(kuò)展機(jī)制和統(tǒng)一的信息語義描述與存儲框架。

(5)管理領(lǐng)域，主要利用信息抽取技術(shù)、信息挖掘技術(shù)、推理技術(shù)、相似度計算方法將各個領(lǐng)域的資源進(jìn)行抽取、概念化，分析資源之間的概念語義關(guān)系，利用本體描述語言對概念化的資源進(jìn)行統(tǒng)一表示，構(gòu)建各個領(lǐng)域的資源本體，以構(gòu)建的資源本體作為共享概念模型，通過本體映射技術(shù)、基于本體的概念語義相似度計算、基于本體的語義推理技術(shù)、語義Web、知識地圖、管理系統(tǒng)等對各個領(lǐng)域的資源進(jìn)行自動化、半自動化的管理。

2.1.3.3　國外知名的本體系統(tǒng)

目前，國外比較知名的本體知識系統(tǒng)網(wǎng)站有如下幾個:

WorldNet(http://wordnet.princeton.edu/);

HowNet(http://www.keenage. com/);

FrameNet(http://framenet. icsi.berkeley.edu/)。