（管理科学与工程专业论文）知识化图书馆及其知识组织模型的研究.pdf

知识他离节馏震再知识俎识每望的衙兜上鬻吏通夫掌厩士旱业姥文 摘要 【当今社会已经步入知识经济时代，知识经济社会的发展在于知识 、 的传播与创新的速度。而图书馆是社会重要的基础知识设施，其基本 职能就是开展对由人类所创造的知识的管理和促进这些知识的传播， 以促进整个社会政治、经济、文化的发展。那么在知识经济的今天， 、 图书馆如何更好的履行自己的职能昵? 为此本文提出了知识化图书 馆的新概念，以期使图书馆能够更好的为发展知识经济服务。同时， 还就建立知识化图书馆的相关问题作了开拓性的探讨。期望能够为知 识化图书馆研究的开展起到抛砖引玉的作用。 论文首先从知识经济社会产生的新的需要出发，提出了知识化图 书馆的概念，并且分析了建立知识化图书馆的必要性和可能性；然后， 围绕对图书资料中知识的组织管理，分析了包含在图书资料中的知识 的内涵，并由此就知识化图书馆的核心问题，图书中知识的组织问题 进行探讨，提出了知识化图书馆中知识的组织模型：最后，使用形式 化本体和x y l 来实现了知识的组织模型，并且在计算机上进行了试验 性的实现。 关键词：知识化图书馆，知识组织，知识子集，形式化本体，x m l t 扫识t e 田带培嚣再扫识疆鼠坼鼙的岍宽上謦交通走攀髓士旱业沧文 a b s t r a c t m o d e ms o c i e t yh a s s t e p p e d i n t ot h ee r ao fk n o w l e d g e - b a s e de c o n o m y , t h e d e v e l o p m e n to fk n o w l e d g e - b a s e ds o c i e t yd e p e n d so nt h es p r e a da n ds p e e do f t h e i n n o v a t i o no fk n o w l e d g e ，t h e l i b r a r yi sa ni m p o r t a n tr u d i m e n t a l yk n o w l e d g ef a c i l i t y i nt h es o c i e t y ，a n di t sb a s i cf u n c t i o ni st om a n a g et h ek n o w l e d g ea n dp r o m o t et h e s p r e a d o fk n o w l e d g ec r e a t e db ym a n k i n di no r d e rt om a k ea ni m p r o v e m e n ti n d e v e l o p m e n to fp o l i t i c s ，e c o n o m ya n dc u l t u r ei nt h es o c i e t y t h e r e f o r e ，h o wt h e l i b r a r yf u l f i l l si t so w n f u n c t i o ni nk n o w l e d g e - b a s e de c o n o m yi sa ni m p o r t a n ti s s u e f o rt h i sr e a s o n , t h en e w c o n c e p to f k n o w l e d g el i b r a r yi sp r o p o s e di nt h eh o p e t h a tt h e l i b r a r yc a ns u p p o r tt h ed e v e l o p m e n to fk n o w l e d g e - b a s e de c o n o m y m e a n w h i l e , i ti s d i s c u s s e dh o wt oe s t a b l i s h k n o w l e d g el i b r a r y ，e x p e c t i n g t h a tt h e r ea l em o l e r e s e a r c h e s0 1 3t h ed e v e l o p m e n ti nt h ef i e l d f i r s t , i ti sd i s c u s s e dt h es o c i a ld e m a n d so f t h ek n o w l e d g e - b a s e de c o n o m y ，t h e c o n c e p to f k n o w l e d g el i b r a r ya n d t h en e c e s s i t ya n d p o s s i b i l i t yo f t h ee s t a b l i s h m e n to f k n o w l e d g el i b r a r y t h e n ，t h ed i s c u s s i o nf o c u s e so n t h eo r g a n i z a t i o na n dm a n a g e m e n t o f k n o w l e d g ei n t h eb o o k s ，a n a l y z e st h ei n t e n s i o no fk n o w l e d g ei nt h eb o o k sa n d p r o b e s o nt h ek e yi s s u eo f k n o w l e d g e l i b r a r y ，t h a ti s ，t h eo r g a n i z a t i o no f k n o w l e d g e i n t h eb o o k s f i n a l l y ，t h ef o r m a lo n t o l o g ya n dx m la r eu s e dt or e a l i z et h em o d e lo f k n o w l e d g eo r g a n i z a t i o n ，a n dt h et e n t a t i v e r e a l i z a t i o no nt h e c o m p u t e r i sc a r r i e do n k e yw o r d s ：k n o w l e d g el i b r a r y ，k n o w l e d g eo r g a n i z a t i o n ，k n o w l e d g es u b s e t ， f o r m a lo n t o l o g y ，x m l 知识t e 置节馆墨算扫识组织锥望的研完上鬻兜通走掌磺士旱业沧文 第1 章绪论 1 9 9 6 年，经挤合作与发展组织( o e c d ，o r g a n i z a t i o no fe c o n o m i cc o o p e r a t i o na n d d e v e l o p m e n t ) 首次明确定义“知识经济”为：“以知识为基础的经济”，“知识经济是指 建立在知识和信息的生产、分配和使用之上的经济。”】它不同于传统的农业经济、工业 经济，知识成为第一生产要素。知识经济的灵魂是知识创新，它是知识经济的原动力。知识 创新的速度和方向决定了整个经济的发展。在知识经济中，原有的经济增长方式发生了改变， 即不再由劳动力、资本的总量或增量决定增长，而是以知识、信息等无形资本的投入来实现 经济增长。知识信息的创造、加工、传播和应用已成为知识经济中经济增长的最重要源泉。 知识经济的到来，对如何在全社会范围内更有效地配置知识资源提出了新的要求。h 1 在这种新的经济形态下，人们的主要工作将是知识的传播、运用和创新。从事知识信息 的生产、存储、分配及其它有关活动的工作者人数和比重将急剧增加，从而超过任何其他工 作者。从7 0 年代初至8 0 年代初的1 0 年时间内，以信息工作为职业的工作人员在世界范围 内从1 0 0 0 万增加到6 0 0 0 万，平均每年增加5 0 0 万。美国在7 0 年代出现的1 9 0 0 种新工作， 约有9 0 属于脑力劳动者，对蓝领工人的需求只有1 0 。知识分子的作用和社会地位大大 提高。提出“后工业社会”这个概念的美国教授贝而认为，未来属于“书呆子”( 知识分子) ， 由于知识成了改革与制定政策的核心因素，技术是决定将来的关键力量。专家和技术人员将 成为卓越的社会阶层，发挥更大的历史作用。【s 1 同时更加令人注意的是，人们的思维方式和 工作方式也发生了改变。图1 1 表示了创新活动或解决新问题的一般流程。从中可以看出， 人们在解决新问题时，仅靠个人已有的知识通常是不够的，往往还要从大量文献资料里搜索、 挖掘、提取出相关领域的知识。在这一过程中，人们真正需要的不是知识的载体图书期 刊，而是面向问题域的知识。这些知识往往是以片断知识( 例如，一本书中某一章节的一个 案例) 或主题知识( 关于一个问题相关的许多知识的集合) 的形式表现出来。 图1 1 剖新活动的一般流程【 f i g u r e1 1t h e9 e n e r a lp r o c e d u r e o fc r e a t i v e - t m t i e s 图书馆是社会最重要的知识设施之一，图书馆的宗旨总是为公众服务，通过对图书文献 的有效管理，来丰富人们的知识，促进整个社会政治、经济、文化、教育等事业的发展。”1 根据这个宗旨，图书馆的职能主要包括保存图书文献、进行社会教育以及传递知识信息。图 书馆的业务也是根据社会环境，围绕图书馆的职能展开的。 知识亿瞳书馆及弄扫识4 觑辩宣昀研宽上鬻究遭走掌研士筚业沧文 传统图书馆的主要业务可以分为采访、编目、典藏、流通、阅览、参考咨询等。其工作 的核心是如何更好地向用户提供图书文献。图书文献提供服务是随着图书馆的出现而产生 的，主要特征是对社会出版的图书文献进行集中和管理。is 】当用户需要某方面的知识到图书 馆查询时，图书馆则以若干册书本期刊的形式提供给用户，然后用户根据自己的要求翻阅这 些书本期刊，直到最后得到所要的知识信息。显然这个过程相当费时但在传统产业经济时 代这种方式基本上满足了用户的要求。 在知识经济社会里，由于环境的多变，新问题的层出不穷，客观上要求知识工作者能以 更高的敏捷性，对不断涌现的颜问题做出正确的判断和及时的响应。然而，在高度信息化的 今天，知识的生产和信息的产生却是随机的、无序的和不可控的，一方面社会积累了大量的 知识信息，另一方面人们发现面对当今这样的知识信息海洋及时有效的找到所需的知识 信息变得越来越困难。事实上，发达国家的一些科研组织统计已显示，科技人员在一个科研 项目中。用于查找和阅读相关资料的时间已占整个项目完成时间的一半班上，以至有些研究 人员认为，与其花费太量的精力与时间到文献中去查找有关成果的报道还不如以很高的代 价去重新发现这些成果。】显然仅仅以图书期刊的形式向用户提供服务的传统图书馆已难 以适应知识经济社会对知识资源利用的要求。“如何更快更好的利用知识”成为越来越受重 视的问题。也就是说，知识经济时代的出现向图书馆提出了新的要求，图书馆应该在如何更 快更好地抟播知识方面发挥更重要的作用。为了使图书馆能够适应知识经济社会的需要，本 文提出了知识化图书馆的概念。在对其建立的可行性进行深入分析后，提出了一个结构模型。 同时对知识化图书馆的核心问题，图书中知识的组织进行详细讨论，最后以一个狭小学科 领域为例，详述了上述方法的运用并且利用皿。实现了相应的知识组织模型， 本文主要由以下几个主要部分组成：第一章绪论，论述本文的研究背景、意义及本文的 构成：第二章，提出了知识化图书馆的概念及其需要解决的问题：第三章，介绍了关于知识 的定义、理解，最后把研究放在图书资料中的知识；第四章，详细讨论了图书中的知识及其 组织模型；第五章探讨了如何基于咀实现知识组织模型；第六章，总结全文，并提出 研究的前景。 2 扫识他田节馆蕊箕扫识理鼠蔫型的研究 上鞋突通走掌研士旱业琵文 第2 章知识化图书馆及其需要解决的问题 第1 节从系统论的角度看知识化图书馆 从系统论的角度看，知识化圈书馆是人类知识系统发展的必然产物。人类知识系统的进 化产生了图书馆，图书馆系统的进化产生了知识化图书馆。 随着人类文明的发展，使得人类知识的产生数量急剧增长，使得其系统内部的有序性正 朝着远离平衡态的趋势发展，系统的内部熵在不断增加。又由于人类知识系统内的各要素之 间存在着非线性相互作用，同时加上人类社会的加速性发展使得人类知识产生速度的不断 加快。随着人类知识产生速度的不断加快使得人类知识系统内部熵增被放大，从而形成一 个正反馈系统。当人类知识系统的内部熵增长到系统临界点时，进一步的增长可能被放大而 形成巨增长推动系统发生质变。p 】人类知识系统内部熵的增加，使得其发展受到影响。这 些影响，不可能仅仅依靠系统内部来解决问题，而必须借助社会的、公共的力量，不断地从 人类知识系统外部引入负熵，并且要求输入的负熵流绝对值太于人类知识系统内部产生的正 熵，从而使系统的内部熵逐步减少。这样就产生了对人类知识系统加以组织、整序的需要。 历史性的、大规模的人类知识的收集、整理与传播活动，需要依靠社会的、公共的力量才能 实现。这就需要设立社会公共组织来组织人类知识，使其有序化，以此保证人类知识主观他 的顺利实现。图书馆作为以搜集、保存、传播和利用入类知识为使命的专门组织，便应运而 生。由此看来，图书馆是人类对人类知识系统加以组织、整序需要的产物。 图书馆的产生、发展，使得搜集、保存、 但同时，随着人类知识的进步增长和积累， 传播和利用人类知识的效率得到极大的提高。 随着人们对人类知识的需求量的进一步加大， 图书馆在其自身的发展进化过程中逐渐地暴露出一些新的问题。例如；1 ) 书库中有些书籍 得不到充分的利用，甚至有些书籍积压在书库中长期无人问津。2 ) 由于图书馆中保存了大 量书籍，使得读者查找所需书籍相当困难，等等。其实，这些问题都可以看作是图书馆在发 展过程中内部熵在不断增加，从而使系统的有序性下降。如果能够在减缓图书馆的内部熵增 长速度的同时，将图书馆置于一个开放的系统中，从环境中输入负熵流，并使输入的负熵流 大于图书馆内部产生的正熵流的话，就可以使图书馆的内部熵下降。图书馆的知识化就是一 种减小系统熵的手段，可以看作是运用新的科学理论指导实践来降低实践系统的内部熵的上 升发展过程。所以，图书馆系统的发展必然产生知识化图书馆。l a j 第2 节知识化图书馆概念和所要实现的目标 知识化图书馆是知识经济社会对图书馆提出的要求。所谓新姆职母鲥巩崩蹙翱增豺开 3 知识t e 离节省曩苒扫识组织纂型阳研究上尊兜通夫掌铆士旱业沧文 管理理论s 先进信息技术对文献壹辩中的知识进行组织s 管理并熊 龟甩户提供面向题户 目急域构片断知识或圭露知识潋辅助用户决策s 翅囊的圈书馆知识纯霉书馆管理重点瘦 菇不再疆学鲐崩田书j ，7 巩丽嬉留书努剃乒融新嘏与菇茸由于图书期刊本身就是知识信息 的集合，知识化图书馆正是根据图书期刊这一固有性质，对其中的知识信息进行划分与组织， 得到若干个知识子集这些子集再按照其所存放知识信息的类型等属性来进行组织储存。在 知识化图书馆中，系统管理的最小单位是知识子集。用户通过与知识化图书馆的交互将解 决问题所需要的知识描述提交给图书馆，图书馆经过相应的处理，最后返回给用户的就是用 户所需要的知识，即以知识子集为单位的片断知识或主题知识。 知识化图书馆所要实现的目标，就是使图书馆适应现代社会的特征更好的发挥其职能， 实现其宗旨，即为公众服务，通过对图书文献的有效管理，来丰富人们韵知识，促进整个社 会政治、经济、文化、教育等事业的发展。具体的可以从三个层砸上来理解： ( 1 )社会层：在整个社会系统中，图书馆是重要的知识设施就是要促进知识的生产、 传播和分配以促进整个社会政治、经济、文化的发展。知识化图书馆是知识经济下图书馆新 的形式，是图书馆发展的必然结果。它的存在仍然是要履行图书馆在社会中的职能其目标 是在知识经济中更好的促进知识这一作为社会经济最重要的生产要素的生产、传播和分配。 ( 2 )企业层：企业是社会组成的重要元素，是社会经济组织中的活细胞。知识经济中企 业所要的知识可以分为两部分，一部分是存在于企业内部的知识，另一部分是存在于企业外 部的知识。社会系统中，与企业是处在同一层次上的图书馆就是存在于企业外部的一个重要 的知识信息源。站在企业这个用户的角度考虑，知识化图书馆要实现的目标就是必须满足企 业对知识的广泛的快速的需求为企业的知识创新，即为发展知识经济服务。 ( 3 )个人层：图书馆的晟终用户总是个人，在这一层上的知识化图书馆要实现目标是最 具体。简单的说，这个目标就是有效、综合的返回用户所要的知识，为用户支持知识的挖掘 和探索，方便用户思维的展开。但是，这里耍指出的是，知识化图书馆提供的知识仍然是忠 于图书资料作者的原意，不对知识子集进行进一步的加工和处理，不对知识本身的逻辑特性 等进行检查。图书馆对用户，即知识工作者提供的仅仅是为解决实际问鼹所需要的图书资料 中的知识，具体创造性的工作还是要也只能依靠用户本身来解决。 综上所述，知识化图书馆的特征可以归纳为如下几点： ( 1 )支持知识的挖掘和探索，方便用户思维的展开； ( 2 )支持企业知识管理，兼容不同系统的访问： ( 3 )构成社会知识供应链的一个重要环节； ( 4 )不但提供面向出版物的服务同时提供面向内容的服务，即组织、存放、查询的对 象为知识子集； ( 5 )不对知识子集进行进一步的加工和处理，不检查对知识本身的逻辑特性等进行检查。 4 扫识t e 田节馆瓦善知识理承臀塑的所宽上馨定趣走掌侦尘牟业伦文 第3 节知识化图书馆与数字图书馆的比较 知识化图书馆是在知识经济下的一个新生事物，从很多方面来讲，它都是有别于现代的 数字图书馆。从系统科学的角度，可以将图书馆视为一个由管理对象、处理模型和提供服务 的3 个部分所组成豹系统，如图2 1 。知识化图书馆与数字图书馆的区别也分别体现在这3 个部分： r r - r 1 | 管理对象卜_ 。叫处珲檬犁卜_ 叫提供服务i i n d u tp r c c e o u t o u t 图2 1 图书馆的系统结构图l | j f i g u r e 2 1t h es y s t e ma r c h i t e c t u r eo fl i b r a r y ( 1 )管理的对象不同。尽管数字图书馆实现了文献内容的数字化，但其管理对象与传统 图书馆相比并未发生本质的变化，以前是一个印刷品，而在数字图书馆中经过数字化变成了 电子文本。一本图书无论在传统的图书馆中还是在数字图书馆中都是一个不可分割的元素， 只是存在的物理形态不同而已。而知识化图书馆的管理对象是包含在图书期刊中的知识子 集。 ( 2 )处理的模型不同。数字图书馆的处理模型是基于电子文本展开的，主要是利用先进 的信息技术对数字化了的文献的管理。而知识化图书馆的处理模型是基于知识子集展开的， 其核心是知识组织管理技术。知识化图书馆将图书期刊视为知识信息的集合并按照一定的 规则对其进行划分与组织，得到若干知识子集，这些子集按照其所存放的知识信息类型等描 述模型的属性来进行组织储存。图2 2 和图23 是这两种图书馆的系统结构图。 。图2 2 知识化图书馆系统结构围1 f i g u r e 2 2t h e s y s t e ma r c h i t e c t u r e o fk n o w l e d g el i b r a r y ( 3 )提供服务的形式不同。由于数字图书馆管理对象和处理模型的限制，数字图书馆最 终提供给用户的是电子文本形式的图书期刊。用户要解决某个问题，可能会在图书馆里查阅 到若干册图书期刊，但用户真正需要的可能仅仅是其中的一部分，他仍需花大量时闻去浏览 这些数字图书，从中寻找所需要的内容。然而，在知识化图书馆中，由于采用新的管理模型， 用户得到的正是解决问题所需要的知识，或者说就是包含用户昂需要的知识子集的几段内 容。因此用户可以把更多精力投放在创新工作上。1 9 5 扫识t e 圈书馆曩苒扫识醢最棒型的研宽 上鬻究通夫掌顸尘毕业论文 固2 3 数宇图书馆系统结构图 f i g u r e2 3t h es y s t e ma r c h i t e c t u r eo fd i g i t a ll i b r a r y 可以说，知识化图书馆是数字图书馆发展到一定阶段的产物，是比数字图书馆更高级形 式的图书馆。表21 是对传统图书馆、数字图书馆和知识图书馆3 种类型图书馆的比较。 表2 13 种类型的固书馆比较 t a b l e2 1t h e c o m p a r i s o no f t h et h r e et y p e so ft i b m r y 传统图书馆数字图书馆知识化图书馆 管理对象文献资料文献资料知识子集 物理形态印刷品电子图文 电子图文 处理模型图书管理业务流程信息管理模型知识组织管理模型 提供服务文献盎料文献盗科参考方案 第4 节建立知识化图书馆的条件与可能性 知识化图书馆的建立不是空中楼阁。图书期刊内在结构性、知识经济下人们的需求、知 识管理理论研究的方兴末艾以及当今社会科学技术的不断发展使得知识亿图书馆的实现成 为可能。 ( 1 )图书资料特有的内在结构性决定了实现知识化图书馆是可能的。所有的图书期刊都 凝结着知识信息，这些知识信息都是根据一定的结构关系组织在一起的；特别是科技方面的 图书期刊，它们的结构性比较明显，不同内容之间的结构关系性很强。例如图2 4 说明了关 于“优化理论”这类图书的大致关系。正是图书资料这一客观特性，能昭保证在知识化图书 馆中可以分拆图书资料，对书本中的知识集合进行划分组织，得到若干块的知识子集，然后 这些子集就能按照其所存放的知识信息类型等描述模型的属性进行组织。 c 2 )知识经济下用户的需求也使得知识化图书馆可能实现。在知识经济下，人们受教育 的程度越来越高：特别是那些从事创新工作的知识劳动者，这部分人是研究型人才，围绕着 所研究的课题需要大量的资料：例如如果是研究自然科学的专家，他所需要的是准确数据 和最新科技动态的资料。由于用户本身掌握了大量的知识，所以他们的需求方向明确，清楚 的知道自己要解决什么样的问题需要哪方面的知识，他们是带着明确的目标来图书馆。借 助现代计算机技术，图书馆可以为用户提供良好的交互界面。用户在系统的帮助与提示下 可咀向系统描述清楚自己的需求，需要什么知识用户的需求通过阿络迅速的传送到图书馆。 6 知识亿田带培嚣萁知识缱觑并塑阿研窆上鬻定通太掌殒士旱业沧文 由于，异地图书馆之间能够相互联网和资源共享，这样对于用户来说他能够支配更大的知识 资源空闯。 图2 4 优化理论类图书的结构示意围 f i g u r e 2 4t h ea r c h i t e c t u r ei nt h eb o o k s o fo p t i m i z a t i o nt h e o r y ( 3 ) 知识管理( k n o w l e d g em a n a s e r n c n t ) 是近年来兴起的一个新的研究领域，它不同 于传统的人工智能技术和智力资源管理，是对领域知识及其收集、组织、创新、扩散、使用 和开发等一系列过程的管理。【1 叫从理论上讲，知识管理和原来已经存在的信息管理有着很 大的区别，它是基于知识在当今社会经济发展中的特殊重要地位而提出的，其直接目标是知 识的创新，主要寻求将信息技术所提供的对数据和信息的处理能力和人的发明创造能力有机 的结合起来。知识是信息深加工的产物，知识管理的手段和方法比之信息管理有更高的要求， 只有充分利用信息技术，使知识在信息系统中加以识别、处理和传播，才能有效的提供给用 户使用。知识管理重点在于提供包括分析报告、综台研究成果在内的高度综合的三次文献， 直接告知使用者的是直接的、可操作性的系统化的知识。知识管理不再局限于利用片面的信 息来满足用户的需求，而是对用户的需求进行分析向用户提供全面、完善的解决方案- 用 户可以直接学习这些知识而无需再加工的过程。同时，知识管理不限于向使用者阱有序的方 式提供文献的存储位置和获取方式，而是重点在评价科学文献，一方面对大量而分散的相似 资料进行合理的选择，根据特定的原则以简明、综合的方式形成新的知识单元，结晶出可用 于传递的知识内核，借助知识管理系统向需求者传递；另一方面，充分揭示文献间的关系 展示文献闻结合的知识链，帮助科技工作者选择优秀的科技文献，提高知识获取效率。目前， 知识管理理论和应用技术正受到学术界密切关注，这将为知识化图书馆建设的核心部分 处理模型的构建提供有力的理论支持。【9 1 ( 4 )尽管知识化图书馆不同于数字图书馆，但由于数字化形式的资源比印刷型载体更便 于进行划分与管理，因此数字化建设依旧是知识化图书馆的基础。近年来，日趋成熟的数字 图书馆技术，无疑为知识化图书馆的建设提供了技术保证。知识化图书馆在技术上依赖现代 电子计算机通讯技术、数据库技术、人工智能技术。首先，通讯技术实现了使异地图书馆之 7 扫识t 雹带馆瓦再扫识龌觑镶型时研览上鬻突疆夫掌碾士旱业沧文 间的联网和资源共享成为现实；网络技术的发展，图书馆之间可以方便迅速的传送资料数据， 这样对于用户来说它能够支配更大的知识信息资源；同时，便捷的通讯也使得网络上的协作 成为可能，促进了新的数据库技术和人工智能技术的应用。其次，数据库技术的发展提供了 强有力的搜索工具；现代社会中产生的大量知识信息无疑会增加搜索的难度。新豹数据库技 术采用新的索引与查询方法使人们能够在很短的时间内从巨大的知识信息空间中一滴不满 的找到知识信息的零敝碎片。最后人工智能的发展，能够帮助我们把许多知识信息联系起 来，使得它们不再孤立。人工智能技术，事实上从信息资源空间中所要收集是许多相互联系 的零散碎片，需要有有力的工具把这些碎片组成有效的整体。人工智能技术能够起到这个作 用。以上三种技术相互融合，擐终建立的知识图书馆的知识基础。特别在这里要指出的是， x m l t e x t d , s i o n m a r k l 】p l a n g u a g o ) 技术的发展也将为实现从信息资源空间中收集零散的知 识信息碎片，并把它们有机地联系起来，恰当及时地提供给需要它的用户提供了强有力的工 具。 第5 节知识化图书馆的逻辑结构模型 如同上文所述，知识化图书馆，就是利用现代管理理论与先进信息技术，组织与管理文 献资料中的知识并能向用户提供面向用户问题域的片断知识或主题知识，以辅助用户决策 与创新的图书馆。知识化图书馆管理重点应该不再是单纯的图书期刊，而是图书期刊中的知 识与信息。从定义出发，根据知识化图书馆要实现的目标，这里提出知识化图书馆系统逻辑 结构模型如图2 5 所示。知识化图书馆主要是由知识图书馆管理子系统、知识组织模型库、 知识分解器和查询管理器四个部分组成。 在介绍每个子系统之前，本文要对一些概念进行论述。在上文中，已经多次提到知识子 集，片断知识和主题知识。它们的关系如何呢? 简单的说，舅口据子禁是船技芜盛撒寿醒纂一 舸嘏竹搭君帮号铡螬厶是知识化图书馆中存放的最小逻辑单位。片断知识和主题知识都是 建立在知识子集的基础之上，通过加在知识子集上面一些操作而展现出来。这个关系类似于 数据库系统中外层和概念层的关系。 知识化图书馆管理予系统的工作主要是负责对知识化图书馆中贮存的数据，即知识子集 进行管理。它是知识化图书馆的核心，其他子系统的工作都是通过该子系统来协调进行的。 知识化图书馆管理子系统实现的具体功能有调用知识分解器和知识组织模型库中的模型，生 成新的知识子集；对知识组织模型库进行维护；知识子集的组织、分类、存放；查询的优化 处理、返回查询结果，即主题知识或片断知识。 知识组织模型库负责存放形式化的知识组织模型。知识组织模型的存在为知识分解器和 查询管理器的工作提供服务。它可以看作原来包含在图书资料中关于所含内容结构方面的知 识的一种结构化和形式化的表示，是知识化图书馆重要的组成部分也是本文讨论的重点 具体的将在后面的章节中论述。 g 扫识t e 置节馆墨苒扫识疽最鬻宣均研究 上潦究遵夫攀瓜士阜业伦支 知识分解器负责对原始的图书资料信息源按照知识形式进行分解、加工，生成知识子集。 这里的问题是要求知识分解器能够理解知识，当然这里对知识理解程度根据系统要实现的目 标不同而不同。本文讨论的主要是要求知识分解器具有关于图书资料中知识的结构方面的知 识。 查询管理器是知识化图书馆管理子系统和用户之间的中间层，它能够有效的改善知识化 图书馆的服务。查询管理器的主要工作是：一方面，为用户提供统一的服务，保证系统的透 明性：另一方面，对知识化图书馆管理系统提出安全的、正当的、形式化的查询请求。具体 的有，对查询请求进行语法检查，对查询用户权限进行检查，提供位置透明服务，分解核对 查询的智能响应等工作。在知识化图书馆中，展示在用户面前的是查询管理器，这里的用户 指的不光是人，还包括智能代理( a g e n t ) 【i 。这样在建立查询管理器的时候就要考虑智能 代理所采用的人工智能技术。例如，有的代理是建立在知识空间模型上的，查询管理器也要 有相应的接口予以支持，以便实现基于知识空问模型的个性化服务。 囤2 5 知识化围书馆系统逻辑结构模型i ”】 f i g u r e 2 5t h e l o g i c a la 圳e c t u m m o d e lo fk n o w l e d g el i b r a r y 第6 节知识化图书馆需要解决的问题 在本章第二节中对数字图书馆和知识化图书馆进行了对比讨论，可以发现在系统结构 上，知识化图书馆是在数字图书馆的基础上，结合知识组织管理的模型来划分知识子集，然 后再构成知识资源库。所以，在知识化图书馆的研究上的核心问题首先就是如何理解图书资 料中的知识的问题，如知识化图书馆中知识的定义、基于该定义的建模、包括知识的表述， 知识的组织，知识的查询等等。这些问题之间的关系如图2 6 所示。 9 知识t e 剪书馆震嚣知识组织傅型盼岍宽上藩究通大学坼尘毕业凳文 ( 1 )知识建模；知识建模的目的，就是要求机器能够处理知识。随着形式化本体论 ( o n t o l o g y ) 研究的不断深入以及各种知识系统的建立，知识工作者和研究人员已经在一些 领域取得了一些阶段性成果，建立起了一些领域的形式化本体分类( t a x o n o m y ) 划分 ( h i e r a r c h y ) 图，倒如w o r d n e t 建立的关于人类思想的心理辞典模型等。pu 人类的认识领 域，可以分为若干的子领域，任何个领域的专门知识都可以作为人类整个知识世界里面的 一个子集，当然，子集之间会由一些相交的情况，对应着交叉学科领域。相同道理，如果整 个认识世界可以都归结到一个由许许多多互相联系和制约的形式化本体模型，那么各个子领 域的形式化本体模型就是其中的子集。任何一种图书馆的功能之一，就是要将人类实践和认 识的知识结果保存和积累下来。知识化图书馆中知识建模可以考虑使用的形式化本体模型。 但是，已有的一些模型的结构都是静态的无法扩展这与人类不断发展的认识世界的能力 和日盏丰富的认识成果不相适应，如何改进这些模型，就是一个需要解决的问题。关于彤式 化本体论( o n t o l o g y ) 的讨论在本文后面还将展开。 ( 2 )知识的表述、分类组织即期坞鲤钾奢苣彗这里要解决的是建立在知识图书馆中知 识的分类、组织和存放，表现为对知识的载体嘻口识子集的分类、组织和存放。在得到了 关于领域知识的形式亿本体模型之后，对于某一具体的知识子集，可以考察不回形式化本体 在其中的分布情况，通过使用人工智能的一些方法，可以比较分布的相似性和差异性，并予 以量化。这就为知识图书馆中知识的组织和存放提供了依据，有利于知识图书馆中按主题的 知识来存放和检索。在本文的后面，将会讨论结合本体论的知识空间模型来实现知识的表 述、分类组织。l i 叫 图26 知识化图书馆中的核心问题对知识的理解 f i g u r e 2 6t h e k e yp r o b l e m i nt h ek n o w l e d g el i b r a 聊。a b o u tk n o w l e d g e ( 3 )知识查询；这里是要考虑的是提供查询智能的程度，以及查询智能工作界线的划分。 知识图书馆的智能检索，通过建立分层的架构来实现。也就是说，知识查询的实现是通过多 智能代理( m u l t i - a g e n t ) 【”1 同查询管理器相互协作来实现的。一方面知识化图书馆的查 询管理器从事一部分智能工作，如上文说到的查询管理器的功能；另一方面- 作为与查询管 理器交互的智能代理也封装了一部分的智能。例如要实现对不同的人提出同样的问题提供 不同的回答就要求将能够把握用户个性化的智能封装在智能代理中，即建立用户模型，模 拟用户的行为实现智能检索和个性化服务。当然，关于智能代理的讨论很多，本文在这里 1 0 扫识1 t 瞳书馆夏萁知识组鼠铒踅的研究上潦吏通走掌预士毕业硷文 就不展开了。本文讨论的知识查询仅仅限于查询管理器的内容。 ( 4 )知识定义；以上讨论的知识建模、知识描述和组织以及知识查询，都牵涉到一个如 何理解知识，即知识定义的问题。在不同学科，如在入工智能领域中的知识和在知识管理研 究中涉及的知识是不同的，这个问题是一个根基本的问题，牵涉判知识建模、知识描述和组 织以及知识查询，所以在本文下面一章中，将详细讨论关于对知识理解的问题，特别是对知 识化图书馆中知识的理解。 第7 节本章小结 本章首先从系统的角度来看知识化图书馆产生的必然性，并阐述了知识化图书馆的定 义，所要实现的目标以及知识化图书馆的特征；在此基础上，通过将知识化图书馆同数字图 书馆比较，迸一步论述了知识化图书馆的内涵；然后从多方面着重讨论了建设知识化图书馆 的条件和可能性；接着，根据对知识化图书馆的需求以及现有的技术条件，作者在本章提出 了知识他国书馆的逻辑结构模型，并且给与说明分析：在本章的最后，还提出了知识化图书 馆所要解决的问题，这些问题会在本文后面的章节中进一步论述。 扫识化圈书馆瓦苒妇识俎瓿餐型朝骨f 宽 上鬻空通走掌研士毕业伦文 第3 章关于知识的表述( 定义、理解) 第1 节知识的内涵 当今世界是知识经济的社会；在我f 】这个时代中知识这个名词出现的频率之高、范围 之广足以表明知识对这个世界的重要性。知识有两个显著的特点：知识是人类特有的；知识 也是一种信息。“人类特有的”这一性质反跌了知识的主观性，说明理解知识要从人类认知 这一角度入手；另一特点反映了其客观性，应该将知识作为一种特殊的信息来理解。 囤3 1 知识产生与传播 f i g u r e31t h e c r e a t i o na n ds p r e a do fk n o w l e d o e 结合前面分析的知识和信息之间的关系，这里可以从两个方面来理解知识。一方面，信 息产生知识。信息是知识产生与发展的基础和原材料它们传八人的大脑，产生刺激，经过 选择、加工和整理，组成新的信息即新的知识；知识的形成如图3l 所示。另一方面信 息包含知识。“知识是经过人脑而形成的系统化的信息集合”，信息是由信息载体、信息符 号和编码及信息内容组成的如图3 2 所示。由于知识的主观性和抽象性，知识是和信息内 容在一个层次上的，但不是所有的信息内容都能够成知识；只有信息内容符合一定的条件， 才能包含或者构成知识；这些条件有：( 1 ) 必须是对大量事务而不仅仅是个别事物的一般 描述：( 2 ) 必须是永恒的，即经过一段时间后，仍然不失其准确性；( 3 ) 必须允许普遍兴 趣而不仅仅特殊兴趣的人群做出理性决策；( 4 ) 必须是确切的，以便原则上每个人都能从 中获得相同信息。i l j 然而关于知识的内涵，在哲学、心理学、计算机科学、情报科学、管理学等等不同的学 科，由于各自研究的目的、对象的不同，对知识的定义和理解各不相同。在下面的几节中， 将对这些定义和理解比较说明，从而对知识化图书馆中讨论的知识有深刻的理解。 1 2 知识t r m m = l 馆夏嚣抽识组织毽鼍对研宽 上馨究遁夫掌梗士毕业忙文 图3 2 信息构成层次图1 1 4 】 f i g u r e 3 2t h eh i e r a r c h i c a la r c h i t e c t u r eo fi n f o r m a t i o n 第2 节人工智能中的知识 人工智能是一种形式的、独立于内容的理论。人工智能是以人们对知识的某些相当原始 的感知为基础，把人脑看成计算机，并研究仿真人脑的程序。人们的愿望是把人的推理变成 一种推演，因为推理无非就是命题的演算所以人们按照一些独立于内容的逻辑来进行推理 研究。其结果是，引导推理的是任务的内容，而不是任务的形式结构，内容是决定的。例如 在知识工程中，知识的定义是“知识表示项= 事实+ 规则+ 概念”。“事实”是指：人类对客 观世界、客观事物的状态、属性、特征的描述，以及对事物之间的关系的描述。“规则”是 指：能表达在前提与结论之间的因果关系的一种形式。“概念”主要是指：事实( 术语) 的 含义、规则的语义说明等。知识工程研究的很大一部分工作就是把这些知识用计算机所能接 受的形式表示出来即知识表示。为此，知识工程师首先确定领域知识的基本结构，然后领 域知识的抽取实现，再调试和精炼知识库最后知识库中的知识表示为产生式规则、框架结 构、语义网络等等形式。换句话说这些规则、结构和网络就是知识工程中研究的知识。总 之，在知识工程研究领域中，利用更为形式化的方法从领域中把知识归纳整理为系统可接受 的形式放入系统中，这些知识是可以被智能机器直接理解和使用的。 人工智能中的知识回避了“知识是人类特有的”这一特征，强调知识是一种特殊的信息， 是能够披智能机器处理的。在这样的基础上，就势必造成对知识理解的片面性。倒如在 6 0 年代，对于形式推理和内容推理的进行了大量研究，但是所取得进展不大，其原因就是 对结构和内容简单的采用了两分法。基于同样的道理，从8 0 年代后期开始，人工智能、专 家系统、第五代计算机等的一般程序陷入了极大的困境。后来在7 0 和8 0 年代出现的一些观 点认为，在结构和内容之间不能做出简单的唯一的划分。” 第3 节哲学以及认知科学、管理学中的知识 对于哲学上的知识，这里是通过从哲学世界到信息，然后到知识这个过程来理解的。波 普尔把多样性的宇宙现象分为三个层次：第一、物质世界；第二、精神世界：第三、客观知 主观性 。1。，。i 物质性 知识t e 蟹书馆嚣善知识俎觏律鸳的研究上警究噩夫掌顼士毕业伦文 识世界或客观精神世界。由于信息是普遍存在的，不同的事物对应不同类型的信息；所以信 息能够划分为三类。第一类信息有关客观物质世界的信息，反映事物运动的状态及其变化 的方式：第二类信息，有关人类主观精神世界的信息，即隐性信息反殃人类感受的事物运 动状态及其变化方式处于意识、思维状态；第三类信息，有关客观意义上的概念世界的信 息，即显性信息，反映人类所表述的事物运动状态及其变化方式，用语言、文字、图像、影 视、数据等各种载体来表示，汇合成一个实在的自主的“信息世界”。波普尔主张客观精神 世界的实在性，他所指的客观精神世界是指一切见诸于客观物质的精神内容，或体现人的意 识的 造产品或文化产品。第三世界的对象虽然是人造的，却是人类主观意识的产物，但是 他们不属于第二世界，它们与人的意识毫无共同之处，它们完全不同于主观意识的观念或主 管意识的思想，这是因为它们反映第一世界客观化或具体化了的思想。第三世界中的许多对 象存在于物质客体形式中，并在某种意义上属于第一世界又属于第三世界。【l q 再来看一看关于哲学中的知识。本文引用在【17 】文中的一段定义，“知识是人们在改 造世界的实践中所获得的认识和经验的总和，它是一种观念形态的东西，只有人们的大脑才 能产生、识别和利用它。人们的认识成果就是知识，知识是人类特有的信息是信息的一部 分。”类似的观点还有，“知识是人们通过实践对客观事物及其运动过程和规律的认识，是 信息的一部分，即被人们理解和认识并经过头脑重新组织和系列化的那部分信息，是经验、 技能的总和。在反复时闯和认识过程中，人脑通过对相关概念的判断、组合和推理，形成对 事物本质的认识，构成头脑中的知识，称为主观知识，即默认知识( t a c i tk n o w l e d g e ) ；如 果经过各种载体表达出来，则成为客观知识，即编码型的知识( c o d i f i e dk n o w l e d g e ) 。” 如表3 i 表示了不同层次哲学世界中的信息和知识。1 1 。1 表3 ，1 不同类型的信息、知识对应襄 t a b l e31t h e c o m p a r i s o n o fd i f f e r e n tt y p e so fi n f o r m a t i o na n d k n o w l e d g e 哲学世界信息知识 物质世界有关客观物质世界的信息 精神世界隐形信息主观知识或默认知识 客观知识世界或客观精神世界显性信息客观知识或编码型的知识 由于哲学本身的原因，这样的一个定义几乎能够包容其他所有学科关于知识的理解，这 也就成为理解不同学科中知识含义的一把钥匙。 心理学等认知科学，强调知识是一种观念形态的东西，只有人们的大脑才能产生、识别 和利用它。一些学者认为“如果把知识看成是信息的集合，那么无异于剥夺了其最核心的部 分，知识存在于人而不是信患集合中，知识是人对一系列相关信息所产生的反应。”这种观 点把知识看作是一种适应现象，“人是行为者在生物物理的、社会的和主观的世界中生活； 由此构成了人的知识小天地。”从这个角度看，人们在反复实践和认识中，构成头脑中的知 识，即上文提到的