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《华东师范大学》 2003年
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基于Ontology知识库系统建模与应用研究

王晓东  
【摘要】: 知识库系统是制约智能化教学系统有效、实用的一个瓶颈。主要原因有:一是,知识库中的知识不能满足系统的需要,因为要想使知识库的知识包罗万象,是不可能的,也是不现实的;同时,知识的表示也制约了系统的功能。二是,尽管开发了许多智能化教学系统,但很少用知识工程的方法设计知识库。这样势必影响知识的管理、获取和共享,从而影响系统的维护和扩充。因此,如何构建知识库系统是智能化教学系统研究的关键之一。 知识库系统的研究不能只侧重于知识的表示及其推理机制。对于大型知识库系统,由于需要知识共享及知识转换,必须根据建模的思想来开发。 基于Ontology知识库系统的建模,是目前知识工程界研究的热点。把Ontology建模引入到教育技术领域,意义在于,根据Ontology建模和相关知识表示标准及交换协议,建立的知识库,便于知识交流、转换和共享。Ontology形式化地表达了领域知识的基本概念、属性、处理方法和内在关系。这种表述可被重用和共享,便于知识的查找。基于Ontology建立的知识库系统可靠性高,因为,可以通过更可靠的软件对形式化表达的正确性进行检查。通过Ontology可以规范任务的形式化表达,有助于任务的解析,便于明确定义教学过程中学习者和系统的角色及智能教学过程的任务。使用Ontology进行建模,可以使其系统结构、文档和编码都更清晰,便于系统的维护。 本文基于Ontology,研究了知识库系统建模原理,并应用该建模方法建立《数据结构》领域本体模型。在对学习支持系统(SPSS)的设计中,利用领域知识本体模型,有效的支持了知识的共享、获取和管理,也支持了教学系统的开发。 第一章提出了研究的问题。论述了知识库系统的重要性,并综述了相关的研究。 第二章首先探讨了与知识库系统相关的学习技术,智能教学系统和电子绩效支持系统。分别讨论了它们的组成和特点。然后,对学习技术构架与教育资源规范进行了探讨。学习技术标准的体系结构对学科知识库系统的开发具有指导作用。 第三章研究了知识库系统构建的原理。建立知识库涉及到如下几个方面的问题:一是,关于知识的表示。二是,关于知识库的构造。三是,关于知识库的管理(包括知识的获取)。由于知识库的结构是由知识的表示方法决定的,因此,只要根据具体的问题或用户需求和系统的特点,选择好知识的表示方法,那么知识库的结构也就决定了。为了能准确的选择知识的表示方法,建立有效的知识库,就需要对知识进行分析。本章在对知识类型、知识组织进行分析的基础上,主要研究了Ontology建模原理。 第四章基于Ontology对《数据结构》知识库进行设计。该章使用第三章所述的建模方法,对《数据结构》知识库系统建模,包括《数据结构》任务本体和领域本体。分析了知识库系统任务层应具有的功能,设计了推理层(功能层)的教学推理器、算法设计学习器、知识查询与编辑等功能模块,构建了《数据结构》领域本体,并用IDEF5图表和细化描述语言对部分本体进行的描述。 第五章把基于Ontology建立的《数据结构》知识库模型,应用到学习支持系统(SPSS)中。本章我们对学习支持系统(SPSS)进行了设计,并利用《数据结构》知识库系统本体模型建立了知识库,有效地支持了知识的查询和学习指导。 第六章总结研究结论和成果、指出进一步要做的工作。 研究的整体思路是:首先提出问题;然后,研究Ontology建模原理;第三,根据Ontology建模方法建立《数据结构》知识库系统本体模型:最后,把研究成果应用到SPSS开发中。 解决的关键问题:初步建立了基于Ontology知识库系统建模的基本理论和方法体系,构建了《数据结构》本体模型,设计和实现了本体模型的知识查询算法和疑难问题答疑模块,并应用到SPSS系统中。
【学位授予单位】:华东师范大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TP311.13

【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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9 赵燕平;许榕生;;基于Web的智能电子商务信息咨询系统[A];第11届全国计算机在现代科学技术领域应用学术会议论文集[C];2003年
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2 陈得宇;基于MAS的智能电压控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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5 叶晓峰;基于XML的冲压模具设计知识重用技术研究[D];华中科技大学;2010年
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10 傅朝阳;面向实时任务求解的自治服务协同模型、形式语义及其验证[D];浙江大学;2010年
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1 赵永华;多学科本体构建与集成技术研究[D];山东科技大学;2010年
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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9 高新军;行业信息化促进公卫和药监事业发展[N];中国中医药报;2007年
10 姜洋;构建先进的纺织信息化平台[N];中国计算机报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王晓东;基于Ontology知识库系统建模与应用研究[D];华东师范大学;2003年
2 常春;Ontology在农业信息管理中的构建和转化[D];中国农业科学院;2004年
3 谷建军;基于叙词表的中医古籍文献领域本体建模方法研究[D];中国中医科学院;2006年
4 姚绍文;语义化Web的关键技术及其应用研究[D];电子科技大学;2002年
5 邱灿华;基于Ontology面向代理的供应链仿真建模方法研究[D];同济大学;2005年
6 赵娜;基于知识地图的多领域本体语义互联研究[D];吉林大学;2011年
7 刘永强;新疆融雪洪水预警DSS关键技术及实现方式研究[D];新疆大学;2007年
8 李欣;应急案例知识库系统及其应用关键技术研究[D];解放军信息工程大学;2010年
9 梁晟;基于语义Web的服务自动组合技术的研究[D];中国科学院研究生院(软件研究所);2004年
10 李文杰;基于本体的分布式知识库系统研究[D];天津大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王璀民;本体知识库的构建与进化方法研究[D];中国海洋大学;2008年
2 张鸣;学科专题知识库的知识组织及实现研究[D];武汉大学;2005年
3 邵晓宇;基于本体的大型数据资源智能检索研究[D];合肥工业大学;2008年
4 乔玉娥;专家系统在电磁兼容共性技术中的应用[D];河北工业大学;2006年
5 李彬;突发公共卫生事件知识库系统的建设[D];南昌大学;2007年
6 吕素刚;基于本体的加工工艺知识库系统研究及应用[D];南京航空航天大学;2011年
7 顾鸣宇;基于知识库的项目进度管理研究[D];上海交通大学;2009年
8 要芳;基于本体的电子病历知识库研究[D];西安电子科技大学;2009年
9 刘柏青浙江大学计算机科学与技术系韩惠琴宁波大学图书 馆 (出处)=大学图书馆学报2002(2)一10一11 http:刀~.istis.sh.en/istis/dlib/;基于知识的数字图书馆[D];华中师范大学;2004年
10 吴德军;公路软土地基处理设计与施工专家系统知识库的设计与应用[D];长安大学;2006年
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