[发明专利]一种基于实时策略的本体模型生成及管理装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于本体建模领域，对领域本体的构建及管理，具体涉及提供一种基于On-the-Fly策略的本体模型生成及管理装置及方法。 

背景技术

目前，在国内外的公司和研究机构实现的一些本体编辑工具中，有些也具有可视化模型生成的功能。这其中最为出色也是使用最为广泛的是美国斯坦福大学医学院(StanfordMedical informatics)开发的本体编辑工具。模型生成并不是其主要的功能，其在模型生成方面，仅仅只能清晰地展示本体中类以及类的层次关系；而不能表示本体中的角色关系。 

在计算机科学与信息科学领域，本体(ontology)指一种“形式化的，对于共享概念体系的明确而又详细的说明”。本体提供的是一种共享词表，也就是特定领域之中那些存在着的对象类型或概念及其属性和相互关系。本体语言是指用于构建本体的形式语言。它是一种描述性语言，使用户可以为领域模型编写清晰的、形式化的概念描述，满足良好定义的语法和语义，具有充分的表达能力等。随着本体研究的不断深入，诞生了多种本体描述语言，例如RDF、RDF-S、OWL、XOL等。它们之间有着密切的联系，属于W3C(全球万维网联盟)本体语言栈中不同层次描述语言，且都是基于XML的。 

对本体文件进行可视化建模是一种将文本信息、领域知识和数据转化为可视的表示形式，以此提供一种对本体文件快速理解的辅助手段。应用领域的本体建模涉及该领域大量不同粒度的概念、概念所具有的属性、概念的实例、相关概念等各个方面。本体模型由相互联系的不同层次概念、概念的属性以及概念的实例组成，既有上下的层次关系，又有概念间的平行关系。因此概念及关系等一些静态信息的提取是本体模型构建的前提。 

自动机是有限状态的数学模型。每个状态可以迁移到零个或多个状态，输入字串决定执行哪个状态的迁移。自动机不仅在理论上有价值，其在文本处理等领域也得到了应用。例如用于XML文档处理的树自动机。通过扫描XML文档，得到独立的元素，然后构造结点树，每个结点代表一个可以与之交互的对象。这种方式在构造整个文档结点树前都要对XML文档进行解析，优点是一次解析并保留文档的所有信息，清晰准确，方便随意访问。领域本体通常具有比较大的本体文件，因为一个领域中所涉及的概念关系是非常复杂的，所以在对领域本体建模中所遇到的基本上都会是比较大、所描述关系比较复杂的本体文件，而在自动机对领域本体进行建模时就会占用大量资源，开销很大，会大大降低计算机的使用性能。 

发明内容

本发明针对基于自动机解析本体时占用资源大，解析效果不好，在文档较大时，导致计算机使用性能降低的问题，提出了一种基于On-the-Fly策略的本体模型生成及管理装置及方法。与传统基于自动机解析本体方法相比较，本发明不需要在每次对本体文件进行编辑后都重新生成模型，只针对需要的部分重新构建模型，有利于缩短模型生成的时间，节约系统资源。 

本发明提出的一种基于On-the-Fly策略的本体模型生成及管理装置，包括：本体编辑器、模型生成器、模型显示器、本体查询器、本体库、数据库和用户界面。 

本体编辑器中包含语法规则库以及模板库，用户在本体编辑器中新建空白的本体文件或者利用模块库中的模板新建本体文件进行编辑，或者读取本体库中的本体文件进行编辑，编辑后的本体文件保存至本体库中；本体编辑器提供有对本体文件进行导入、导出、保存和删除的维护功能。本体库用于保存本体文件。 

模型生成器读取本体编辑器中当前编辑完成的本体文件，并解析本体文件中的数据，得到本体文件的静态信息和编辑处的文本信息，采用基于On-the-Fly策略的本体模型生成方法生成本体模型，具体是：采用自动机提取当前本体文件中的静态信息构造本体文件静态部分的模型，然后在基于静态部分的模型的基础上，实时地针对本体文件编辑处的文本信息，动态地提取和绑定修改的赋值，递进地生成最终的本体模型。 

模型显示器对模型生成器生成的本体模型，进行可视化显示，提供了两种图形方式来直观的显示出本体模型中类与类的关系、实例与类的关系以及实例与实例的关系，两种图形方式为：通过循环查找节点的子类生成树状图，和通过查找节点的邻居节点生成关联图。 

本体查询器解析用户查询请求，在模型生成器所生成的本体模型上执行查询，得到查询结果返回给用户界面。 

用户界面提供了一个可视化的图形界面给用户，用户通过用户界面操作本体编辑器或者输入用户查询请求，用户界面传递用户查询请求给本体查询器，并将本体查询器返回的查询结果显示给用户。