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教学辅助系统中课程本体的建立与进化研究

许妍  
【摘要】: 本体是一种知识重用、知识共享和建模的重要工具,自90年代以来就受到研究者的广泛重视。从本质上说,本体能够捕获相关领域的共有知识,提供对该领域知识的共同理解,确定该领域内共同认可的术语,并从不同层次的形式化模型中给出这些术语和术语间相互关系的明确定义,从而使人和计算机之间更好的交流。本体库对计算机自然语言处理、语义搜索、计算机推理和人工智能都是一个不可或缺的基础科研数据库,它的规模和质量对语义网的研究与发展具有举足轻重的作用。 本文研究探讨了语义网和本体的相关理论,阐述了本体的概念、功能、形式化描述和分类,介绍了国内外本体库研究的进展,探讨了本体构建的主要技术方法,比较了4种较为常用的本体构建方法和4种常见的本体表示语言,并详细介绍了本体的7个开发步骤。 在理论探索的基础上,文中给出了数据结构课程本体的构建方法。所构建的本体具有良好的概念层次结构和对逻辑推理的支持,具有通过概念之间的关系来表达概念语义的能力,能较好地为概念检索提供知识基础。在分析现有的本体存储方式的基础上,用关系数据库存储模式对课程领域本体进行存储,有效地利用关系数据库系统对数据存储的优势,将网状的本体信息存储在二维表中,设计了一个数据结构课程的本体,解决了本体数据的管理与查询等问题。对本体进化进行了需求分析的基础上,描述了本体的变化机制和本体的表示问题。并结合本体描述语言OWL,提出了一个本体进化的模型框架,描述了本体进化的具体过程。设计了一个基于本体的自适应辅助学习系统构架,提供知识的获取和共享平台。为了检验所设计的课程本体和对本体进行进化,设计了一个基于本体的教学实验系统,从而验证课程本体的设计和进化框架的设计是可行的。


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