面向对象数据模型到OWL DL本体映射方法的研究

摘要

语义Web作为当前Web的扩展，旨在使得Web中的信息具有语义，从而能够被计算机理解，便于人和计算机之间的交互与协作。本体是领域知识共享的形式化描述，语义Web的实现很大程度上依赖于本体的构建，因此本体学习技术逐渐成为语义Web领域的一个研究热点。基于此，已有工作研究了如何从不同的知识源（例如文本、词典、ER模型、以及关系数据模型等）中抽取知识来构建本体，然而对于从面向对象数据模型到本体映射的研究却相对甚少。鉴于面向对象数据模型在复杂应用领域（如多媒体技术、CAD/CAM、以及数据库等领域）中被广泛使用，且在面向对象数据库中存储着大量的领域知识和数据，因此研究从面向对象数据模型构建本体将有利于本体的发展。
　　本文主要研究内容是如何从面向对象数据模型中构建本体，即研究如何建立从面向对象数据模型到本体的映射。本文在给出面向对象数据模型和本体形式化定义的基础之上，按照一系列预定义的映射规则，通过相应的翻译算法实现相应的转换。具体内容如下:
　　本文首先给出面向对象数据模型和OWL DL本体的形式化定义及语义定义，并分析与比较两者之间的区别与联系，进而说明将面向对象数据模型转换为本体具有可行性。然后，提出一种从面向对象数据模型到OWL DL本体的转化方法，即实现了从面向对象数据模式到OWL DL本体结构的转化，以及从面向对象数据模式对应的数据库实例到OWL DL本体实例的转化，其中实例的转换是在模式转换的基础之上实现的。同时给出一组翻译算法实现上述转换，并证明了翻译算法的可行性和正确性。最后，基于已提出的方法，本文设计并开发了相应的转化工具OODB2Onto，该工具能够通过抽取存储在面向对象数据库db4o中的模式和实例信息自动构建本体。算法实现和案例研究证明自动的从面向对象数据模型进行本体学习是可行的，且已提出的方法是语义保持的和有效的。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．3 本文的研究内容及意义

1．4 论文组织结构

第2章 面向对象数据模型及OWL DL本体相关概念

2．1 面向对象数据模型(OODM)

2．1．1 类和对象

2．1．2 属性和方法

2．1．3 继承关系

2．1．4 关联关系

2．1．5 面向对象数据库

2．2 OWL DL本体

2．2．1 本体描述语言OWL DL

2．2．2 描述逻辑SHOIN(D)

2．3 本章小结

第3章 面向对象数据模型到OWL DL本体的映射

3．1 面向对象数据模型(OODM)与OWL DL本体的比较分析

3．1．1 OODM的形式化定义及语义

3．1．2 OWL DL本体的形式化定义及语义

3．1．3 OODM与OWL DL本体比较

3．2 OODM到OWL DL本体的映射

3．2．1 OODM到OWL DL本体结构的映射

3．2．2 OODM到OWL DL本体实例的映射

3．3 翻译算法

3．3．1 OODM到OWL DL本体结构翻译算法

3．3．2 OODM到OWL DL本体实例翻译算法

3．4 算法证明

3．5 转化案例

3．5．1 OODM到OWL DL本体结构转换案例

3．5．2 OODM到OWL DL本体实例转换案例

3．6 本章小结

第4章 模型转换系统的设计与实现

4．1 开发平台与工具

4．1．1 开发平台

4．1．2 开发工具与技术

4．2 系统的设计

4．2．1 设计思想

4．2．2 系统结构

4．3 系统实现

4．3．1 数据结构

4．3．2 OODM语义提取模块的实现

4．3．3 OODM到OWL DL本体结构映射模块的实现

4．3．4 OODM到OWL DL本体实例映射模块的实现

4．3．5 运行界面及使用方法

4．4 实验结果分析

4．4．1 实验结果

4．4．2 映射方法的优越性

4．4．3 系统的局限性

4．5 本章小结

第5章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望及进一步工作

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文