基于OWL的知识库系统基准程序的研究

摘要

基于本体的知识库系统是实现大规模语义网数据的高性能存储、查询与推理的重要解决方案之一。目前，基于本体的知识库系统的性能存在很大差异，基准程序就是用来对这些系统的性能进行评估。现有的基准程序还存在较多问题，诸如对相关技术规范的支持参差不齐、实例数据生成方法的通用性差、SPARQL查询语句集的使用范围有限及缺少对SWRL推理性能测试的支持等。本文通过对现有的知识库系统基准程序相关研究进行分析，以OWL2、SPARQL和 SWRL等万维网联盟推荐技术标准为理论基础，研究基于 OWL的知识库系统基准程序，试图部分弥补此研究及应用领域中存在的不足。
　　本文的主要研究工作包括OWL本体实例数据生成方法、SPARQL查询语句原型定义和SWRL推理规则生成方法等方面。
　　一、针对OWL本体实例数据生成方法的研究，本文基于对OWL公理表达式的形式化语法分析，采用解析OWL本体中对象属性和数据属性定义域和值域的方法，批量生成个体实例，并为个体实例之间建立有效的联系，从而实现了OWL本体实例数据的生成；
　　二、针对 SPARQL查询语句原型定义，本文通过对现有基准程序设计SPARQL查询语句的考虑因素进行分析，提出了本文SPARQL查询语句原型的设计规则，并设计了一组SPARQL查询语句原型，同时，也提出了SPARQL查询语句的生成方法；
　　三、针对SWRL推理规则的生成方法研究，本文基于对OWL2 DL构造算子与描述逻辑间映射关系和 SWRL原子与描述逻辑间映射关系的分析，以及对OWL2 DL的复杂概念描述机制的研究，通过为OWL本体中命名类定义等价类公理，依据解析等价类公理来提取语义等价的SWRL原子集合，实现SWRL推理规则的生成。
　　基于上述工作，本文设计了一组测试程序，用于实现对基于OWL的知识库系统的性能评估。除此之外，本文对基准程序原型的相关测试进行了讨论，并对测试结果进行了分析，实验表明本文提出的基准程序解决方案是可行有效的。

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第1章 序言

1.1 研究背景

1.2 研究问题和目标

1.3 论文研究内容

1.4 论文组织结构

第2章 本文研究工作基础及研究概述

2.1 语义网体系结构

2.2 基于本体的知识库系统

2.3 典型基准程序的相关分析

2.4 基于OWL的知识库系统基准程序解决方案

2.5 本章小结

第3章 基于OWL的知识库系统基准程序的设计

3.1 OWL示例本体

3.2 OWL本体实例数据的生成方法

3.3 SPARQL查询语句的生成方法

3.4 SWRL推理规则的生成方法

3.5 测试模块的设计

3.6 本章小结

第4章 基准程序的原型实现与相关测试

4.1基准程序的原型实现

4.2基准程序的相关测试

4.3 本章小结

第5章 总结与展望

5.1研究工作及成果总结

5.2进一步研究方向

致谢

参考文献