语义Web和本体关键技术的研究及应用

论文摘要

Web是信息化时代到来的标志之一。Web是互联网上最重要的,也是与普通的用户最贴近的应用。自1989年诞生以来,Web不断更新发展,从最初的静态HTML页面,到现在的动态Web页面;从最初对内容的简单描述,到今天将内容的结构和表示分离,无论从形式上还是功能上都发生了很大变化。但到了20世纪90年代中期,随着Web信息量的膨胀,人类意识到缺乏自动处理Web海量信息的有效技术。因而人类面临着一个尴尬的境地:我们创建了Web这个庞大知识库,却无法充分而有效地利用它。针对这个问题,Berners-Lee于2000年提出了下一代Web的概念——语义网。语义网汲取了人工智能、哲学和逻辑等学科的研究成果,希望对Web上信息的表示和获取方式进行重大改进,以解决目前使用Web时存在的问题。本文涉及的工作正是顺应这一趋势,展开了对语义网相关技术的研究。本文的研究主要包括以下两个方面:（1）首先对本体论及语义Web等关键概念进行了阐述,主要包括本体的基本概念、构建方式、评估标准、语义Web体系结构等,在此基础上开发了一种基于本体的检验医学信息系统。该系统采用OWL语言描述检验医学领域的本体知识库,通过Jena推理机从本体库中推理、读取病人的相关信息,接着通过java技术和开源框架对其做了相关仿真实验来证明其优势、可行性和正确性。（2）其次,在对Web服务相关技术和研究现状进行深入调研的基础上,着重讨论了语义标注技术和服务匹配。首先对比了各种语义标注工具,并采用最新的语义标注规范SAWADL对标准的服务描述文件WSDL进行了语义标注,为服务匹配、组合奠定了基础。接着提出了一种基于服务模板的匹配方式,讨论了功能匹配、I/O接口匹配、服务质量匹配算法,在此基础上开发了一个服务匹配框架的原型。最后总结了存在的问题以及今后需要改进的方向。通过本文的研究表明:语义网技术在语义检索、语义Web服务等方面的相关技术已经比较成熟,必将推动今后的企业实际应用向着智能化和自动化方向发展。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 本体和本体语言的概述
• 1.2.2 语义Web 服务关键技术与研究现状
• 1.3 本文主要工作
• 第2章 语义WEB 及本体的构建方法
• 2.1 语义WEB
• 2.1.1 语义Web 的概念
• 2.1.2 语义Web 的体系结构
• 2.1.3 Web 服务与语义Web 服务
• 2.2 本体构建的基本方式
• 2.2.1 人工构建本体
• 2.2.2 重用现有本体
• 2.2.3 半自动化方法
• 2.3 用OWL 构建领域本体过程
• 2.4 本体的构建过程
• 2.4.1 本体构造工具Protégé介绍
• 2.4.2 本体评估标准
• 2.5 本章小结
• 第3章 基于本体的检验医学信息系统研究
• 3.1 检验医学信息系统简介
• 3.2 检验医学信息系统的设计
• 3.2.1 LIS 主要功能
• 3.2.2 系统架构方案
• 3.2.3 检验信息系统设备连接方法
• 3.3 检验医学领域本体的构建
• 3.3.1 引人语义本体的优势
• 3.3.2 LIS 本体库构建
• 3.3.3 Jena 推理机在系统中的应用
• 3.4 系统仿真实验
• 3.4.1 开发环境及工具的介绍
• 3.4.2 系统实现
• 3.5 本章小结
• 第4章 WEB 服务的本体映射与语义标注
• 4.1 研究背景与总体框架
• 4.2 本体映射方法
• 4.3 语义标注工具的功能比较
• 4.4 基于SAWSDL 规范的语义标注
• 4.4.1 SAWSDL 语义标注规范
• 4.4.2 语义标注结果
• 4.5 本章小结
• 第5章 语义WEB 服务匹配
• 5.1 语义WEB 服务的形式化表达
• 5.2 服务匹配模板
• 5.2.1 功能匹配
• 5.2.2 I/O 参数匹配
• 5.2.3 服务质量匹配
• 5.3 服务匹配算法
• 5.4 服务匹配实例与框架开发
• 5.5 本章小结
• 第6章 全文总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录