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摘要 知识管理的基本目标建促迸知识共享，萁成效则集中体现在将肖价值的知识 应髑子工佟实践。鉴予知识镰往隐食于售惠傣内容中，这使褥躲籍将知识互俸者 稻援索弓 擎的注意力快捷媳集中到对解决当前工作实践有价值的信息体，成为 脒研究的热点和薅峨的挑战性润题。 在魏稽疑下，本文捷融豹基予任务情聚的知识铸理方法t c 硎，以面向任务 情景的结构化描述作为信息体内容适用性触工作实践查询嚣求的送义索g l ，阿默 寄效逮解凌溶一菰藏性藕惩。著飘孤维；捣建关享的理解舔襁、键滋傩( 缀缀记 忆) 的开放性进化；分二个层次：知识过程和知识元避程，支持高性髓雕系统鲍 开发窝运嚣。 将本体论理论艘用于知识管理领域形成知识管理本体论，在t c k m 中，知 浚管理本俸滚主要鞣究知识祷理搴俸论戆疼容、影式毒乏方法、维护窝建立方法等 问题。 建立共享蕊理解基礁，是实嚣k m 系统懿动态参与毪的首要条律。其主要 包括两个方面的任务：一魁建立起知识工作者能够欺同理解的一个媾本术语体 系；二是提供工晏集裙支撑环境，辅瓒彝谈工黪者建立鏊鸯已戆7 r 谣体系。 知识韵开放性黎成依赖于知识转换、知识抽取和知识标注。洲( 组织记忆) 熙遴讫彝w e b 知识抽取有效建健进了知识黪野放毽集残。文申贫绍了一穗翘谈撞 取躺方法，窀以本体论为基础，以所辫提取的信息的艨次结构作为储息提取的路 径，利甩归皴学习泰半自动蛾生成绩息提取艇赆，对w e b 页瑟的铸息提取其毒 较搿的效率。 关镶谲：奉髂圣鑫，辩谖营溪，强谈凝辜，程务镑暴，注意经济，氟讽联瓣 3 a b s t r a c t t h eb a s i cg o a lo fk n o w l e d g em a n a g e m e n t ( k m ) i sp r o m o t i n gk n o w l e d g es h a r i n g t h es u c c e s sf o rt h i sw i l lb ee m b o d i e dm a i n l yi nu s i n gv a l u a b l ek n o w l e d g ei n t ow o r k p r a c t i c e s i n c ek n o w l e d g ei s o f t e ni m p l i c i ti nt h ec o n t e n to fi n f o r m a t i o nb o d i e s h o wt o s m a r t l yf o c u st h ea t t e n t i o no fk n o w l e d g ew o r k e r sa n ds e a r c he n g i n e so nt h ei n f o r m a t i o n b o d i e sv a l u a b t af o ri e l i i t b n tw o r kp r a c t i c eh a sb e c o m e st h eh o tp o i n to fk mr e s e a r c ha n d t h ec h a l l e n g i n gp r o b l e mu r g e n tt os o l v e u n d e rs u c h b a c k g r o u n d ，t h i sp a p e rp r o p o s e s a m e t h o d ，c o i l e dt c k m ( t a s k - c i r c u m s t a n c e - b a s e dk m ) ，w h i c ha d o p t st h es t r u c t u r a id e s c r i p t i o no d e n t e dt ol a s k c i r c u m s t a n c ea st h es e m a n t i ci n d e x e sf o rt h es u i t a b i l i t yo fi n f o r m a t i o nb o d yc o n t e n ta n d t h eq u e r yr e q u i r e m e n to fw o r kp r a c t i c e ，h e n c ec a ns o l v ee f f e c t i v e l yt h i s p r o b l e m a l s o 。 t c k mw i l ls u p p o r tt h ed e v e l o p m e n ta n de x e c u t i o no fk m s y s t e m s w i t hh i g hp e r f o r m a n c e f r o mt w od i m e n s i o n s ：c o n s t r u c t i n gs h a r e du n d e r s t a n d i n gf o u n d a t i o n p r o m o t i n gt h eo p e n e v o l u t i o no fo m ( o r g a n i z a f i o nm e m o 叻，a n di nt w ol e v e l s ：k n o w l e d g e p r o c e s sa n d k n o w l e d g em e t a - p r o c e s s u s i n go n t o l o g yt h e o r y i nt h ef i e l do fk mc a nb ec a l l e dk m o n t o l o g y i nt h i sp a p e r w e m a i n l yr e s e a r c h e do nt h e s ef a c t i o n so fk mo n t o l o g y ：c o n t e n t 。m e t h o d so ff o r m a l i z a t i o n m a i n t e n a n c ea n dc r e a t i o n t h ec h i e fc o n d i t i o no fr e a l i z i n gt h ed y n a m i c p a r t i c i p a t i o no fk m i sc o n s t r u c t i n gs h a r e d u n d e r s t a n d i n gf o u n d a t i o n ，w h i c hm a i n l yi n c l u d e st w ot a s k s ：o n ei st h ec r e a t i o no fb a s i c l e r n ls y s t e m w h i c hc a nb eu n d e r s t o o db ya l ik m w o r k e r s ；t h eo t h e ri sp r o v i d i n gt o o l sa n d s u p p o r t e de n v i r o n m e n t ，w h i c hc o na s s i s tk mw o r k e r st oc o n s t r u c tt h e i rt e r ms y s t e m t h eo p e ni n t e g r a t i o no fk n o w l e d g ed e p e n d so nk n o w l e d g ec o n v e r s i o n ，k n o w l e d g e e x t r a c t i o na n d k n o w l e d g es t a n c h i o n t h ee v o l u t i o no f0 m a n dw e b k n o w l e d g e e x t r a c t i o n e f f e c t i v e l yp r o m o t eo p e ni n t e g r a t i o no fk n o w l e d g e t h i sp a p e rj n t r o d u c e sam e t h o do f k n o w l e d g ee x t r a c t i o n ，w h i c hi sb a s e do no n t o l o g y t h em e t h o du s e st h eh i b e r a r c h yo f e x t r a c t e di n f o r m a t i o na si n f o r m a t i o ne x t r a c t i o nr o o t a n du s e si n d u c i i o ns t u d yt op r o d u c e r u l e so fi n f o r m a t i o ne x t r a c t i o n ，a n di se f f e c t i v e l yu s e di ne x t r a c t i n gw e b i n f o r m a t i o n k e y w o r d ：o n t o l o g y , k n o w l e d g em a n a g e m e n t ，k n o w l e d g es h a r i n g , t a s kc i r c u m s t a n c e ， a t t e n t i o n e c o n o m i c s ，k n o w l e d g en e t w o r k i n g 4 硕士学位论文 基于任务情景的动态参与型知识管理系统研究 第一章绪论 随着信息技术的普及和深入应用，企事业已将大量关于顾客、产品开发和协 作的知识包含于以电子文档、电子表格、w e b 页面和e m a i l 等形式的信息体， 存储于内部的信息系统：同时，i n t e m e t 上也出现了与日俱增的令企事业感兴趣 的信息( 主要表示于w e b 页面) ，从中获取有用的知识，可增加企事业的技术、 竞争、商务和策略智能。面临经济的全球化和激烈的市场竞争，如何有效地重用 包含于企事业内外信息系统的相关知识，去提高企事业的运营效益和市场竞争 力，已引起越来越多的知识密集型企事业的关注和重视。 知识管理( k m ，k n o w l e d g em a n a g e m e n t ) 技术应运而生。一般来说，知识 管理是指运用先进的信息和通讯手段，将企事业知识作为“资本财产”来进行管 理的一套独特的企事业管理实践活动，它为企事业实现知识共享提供新的途径。 它是以“人”为中心，以信息为基础，以知识创新为目标，将知识看作是一种可 开发资源的管理思想。k m 的开发动机定位在保存过去俘获的知识，以便适当的 人员在适当的时机能快捷地查询到以适当样式表示的所需知识，去帮助解决工作 实践中遇到的问题。基本的方法是建立组织记忆( o m ，o r g a n i z a t i o n a lm e m o r ) r ) ， 对企事业关注的信息体中包含的知识作语义清晰的说明并提供高效的存取结构， 以便促进对于这些知识的俘获、集成、共享、重用和维护。 1 1 知识管理定义 目前，知识管理还没有一个确定的定义，不同领域不同角色对知识管理强调 的侧熏点各有不同，概念内涵也自然有所差异，有的是从管理对象定义，有的是 从功能定义，有的是从行为方式定义，也有的是从目标定义，尽管现有的“知识 管理”定义种类繁多、众说纷纭，但是我们仍然能发现它们所具有的共同特性： 它们都是将知识或知识资源( 以下一般只用“知识”) 作为管理对象进行管理，是 对知识的整个运动过程包括生成创新、识别获取、分类整理、记录储存、传播交 流、开发利用等有关方面进行管理。 根据我们的理解，普通意义上的“知识管理”一词，其具体内涵至少可以细 分为4 层含义：对记录有知识的载体的管理( 如文献实体的管理) ；对知识信 息或与知识相关的信息管理( 如档案文献编辑、用知识地图将分散的知识联系起 来等) ：指知识实践活动( 如知识的识别、学习和创新活动等) ；指对知识实 践活动的管理( 如对科研活动的管理) 。在不同的使用场合，“知识管理”可以表 示其中一种或几种含义。 硕士学位论文 基于任务情景的动态参与型知识管理系统研究 简而言之，对知识或与之直接密切相关的知识实践的有关方面进行的管理， 是古今中外所有可以称之为知识管理的管理不可缺少的基本特征。因此，外延最 广的知识管理概念可以用通俗易懂、简明扼要的方式界定为：知识管理就是以知 识为核心的管理【l 】。它包括两方面的含义：一方面指对信息的管理，通过智能化 的信息深加工实现信息的知识化增值、发现、组织、共享和使用；另一方面是对 人的管理，实现隐性知识的发现、组织、共享和使用。 1 2 知识管理技术 “知识管理”这个术语最早是由p e t e r d r u c k e r 于八十年代中期提出的，但当 时只是把它用于商业和管理领域，并没有引入到计算机行业。在计算机的发展历 史中，我们最早纳入管理范畴的是文件管理，可以说，这就是计算机领域的知识 管理的雏形。 随着计算机的飞速发展，存储在计算机中的数据越来越多，且数据分散在多 个文件中，这给人们查询某些需要的数据带来了困难，同时数据的存储格式的多 样化也使得数据互不兼容，导致数据交换的代价增大。这些问题是人们认识到， 随着计算机中的数据的膨胀，仅仅通过文件管理来实现数据管理已经不能满足人 们对数据进行有效管理的需要了，因此数据库管理应运而生。 但是，现在人们已经日益感觉到在社会发展过程中，最重要的不是数据本身。 “到了7 0 年代和9 0 年代，我们意识到光有数据是不行的，关键是这些数据是在 哪些情况下被使用。到现在，我们认为应该管理的是知识。知识就等于有意义的 信息。”【2 】 1 9 9 4 年，e r n s t & y o u n g 咨询公司举办了首届知识管理大会，知识管理的概 念开始引起计算机领域人员的注意。但当时的知识管理还仅仅是沿用了以前的基 于数据库或文档管理的初级技术，仍没有脱离信息管理的阴影。到了1 9 9 5 年， 随着i n t e r n e t 技术的进步、w e b 应用的普及，知识管理开始摆脱信息管理的束缚， 经历了一个腾飞期，因为w e b 使得知识管理的界面趋于统一，从而简化了知识 管理系统的开发。随后，搜索引擎、人工智能等技术相继被应用到知识管理。这 样，知识管理的涉及范畴扩散到了网络上的知识，通过网络可以对自己没有、但 别人可以提供的知识进行管理，从而向知识共享迈出了重要的步。 近年来，随着语义w e b 技术的兴起、x m l 语言 3 1 的出现，知识管理进入了 一个新的发展时期。本体论和x m l 语言等为知识共享提供了新的理解基础和交 换机制，数据挖掘和文本挖掘为知识发现提供了新的手段，w e b 数据库为知识存 储提供了新的途径，这些技术使得知识管理进入一个全面的发展时期，知识产生、 知识俘获、知识传输、知识集成、知识存储和知识发布等都各个方面都获得了新 硕士学位论文 基于任务情景的动态参与型知识管理系统研究 的技术支持，知识管理系统开始蓬勃发展。 到如今，知识管理已经不仅仅是停留在概念阶段，随着信息技术和网络技术 的发展，以及企业在这方面进行的有益尝试，以l o t u s 为代表的一些公司已经开 发出知识管理系统，这些系统在解决方案、工程服务和市场营销方面已经做好准 备。信息技术是知识管理技术的基础。分布式存储管理、群集系统、 i n t e r n e t i n t r a n e t 数据库、字处理以及电子表格都是知识管理的基础。在这些 系统中，主要包含文档管理、遗产数据库( 1 e g a c yd a t a b a s e ) 或孤岛数据库的 集成、文本挖掘与检索、企业门户的建立等方面。 知识管理主要技术或者相关技术包括： 人工智能：人工智能的许多成果可以被知识管理系统借鉴，知识管理的一个 最重要的领域是知识的获取和表示，而知识工程方法论在建立专家系统时已运用 了大量的知识获取技术( 如访问、协议分析、类比、个人结构理论、排序等) ， 知识管理系统在建立自己的知识库的时候，可以使用这些方法；可利用知识发现 和数据挖掘在这些知识库中诱导地确定关系和趋势以得到新的知识；在人工智能 中的知识表示技术，如( 范例，框架、语义网络等) ，也可以用在知识管理的知 识库系统中，人工智能等新的计算机技术的研究带来了人工智能研究的第二次热 潮。 语义w e b 技术：语义w e b 是第三代w e b 技术，其和知识管理的共同点是都 基于本体论技术，都要用到标注和检索技术【4 】，由于w e b 页面的内容用共享本体 论加以标注，w e b 页面的内容就可以被理解，语义w e b 和知识管理的不同点在 于知识管理更侧重于企事业内部的信息，强调知识的集成和共享，而语义w e b 是开放的互联网上的信息，强调知识语义的互操作性和可理解性。 工作流与集成：工作流任务用以描述企业组织内工作的协调与执行。有研究 机构一直在研究将工作流技术与知识管理系统相结合的方法，可以增进工作的效 率和知识的利用率( 通过知识的主动推送) ，其关键是在工作流的工作步中预设 实际中需要的知识。 遗产数据库集成：遗产集成机制能将遗产数据与新数据连接起来，封装器 ( w r a p p e r ) 提供了这种功能。封装器通过w e b 页面提供在新旧数据之间的连接。 尽管这种机制已广泛应用于系统集成中，但目前在知识管理系统中的应用还不是 很多。封装器的复杂性依赖于需要集成的数据源的复杂性，统一的知识表示或查 询语言( 如k q m l l 5 ，6 j ，k n o w l e d g eq u e r ym o d e l i n gl a n g u a g e ) 能提供在不同形式 的知识之间的共享途径。 x m l 语言：x m l 为以下的目的而设计：首先，更好地控制文档的显示，其次， 为方便各种信息更好地被处理。x m l 语言扩展了普通的文档概念，使得在分布 式系统中的独立于平台的集成成为可能。从而使知识管理系统成为一个跨越平台 9 硕士学位论文 基于任务情景的动态参与型知识管理系统研究 的电子商用系统。x m l 语言利用与应用相关的标记标注文本，从而使的检索文 档更加方便，智能的基于a g e n t 的检索技术能有效的检索到存储于x m l 文档中 的高度分步的知识。 基于范例的推理：c b r 方法转化隐性知识为显性知识 7 , 2 2 , 2 3 1 ，有许多的知识 管理系统建立在基于范例推理( c b r ) 原理上。记忆过去的经验是实现c b r 的 基础，c b r 首先从范例库中检索出( 联想到) 与手头问题最类似( 相关) 的范 例，然后比较差别，并通过解答、改编，使他们适合于手头的工作。 a g e n t 技术：多a g e n t 的系统是解决分布式智能系统的有效途径，文献8 、 9 1 探讨了用a g e n t 技术建立知识管理系统的有关问题并建立了实验系统，在这些 原型系统中，知识管理系统的任务被分摊到各个a g e n t 中，依靠a g e n t 之间的通 信协同地完成知识的标注、检索和推送。 知识地图：知识与知识的连接是实现知识灵活运用的关键，知识地图概念提 出的目的在于将系统内的知识点串联起来，构造知识地图大致有两种方式：1 ) 通过本体论概念之间的语义关系将各知识项关联起来，即信息体借助本体论概念 实现超链接；2 ) 建立独立的知识项方案。 r d f ( r e s o u r c ed e s c r i p t i o nf r a m e w o r k ) ：r d f 是一个关于处理元信息的 最新的标准，它提供了在w 曲上交换机器理解信息的应用程序间的可操作性。 r d f 的主要作用是在不需要预先知道应用领域或其相关语义的前提下统一地描 述资源。通过r d f 能用机器自动的发现、分类和排序知识。r d f 的概念的产生 来源于结构化文档合成、面向对象的建模和知识工程等领域。在一些扩展到 i n t e m e t 上的知识管理系统中对于知识的描述就用到r d f ，如o n - t o k n o w l e d g e 。 以上仅列举了知识管理中的一些主要使用的技术，及相关技术，目的在于分 清概念，界定研究领域以及提示可以借鉴的技术。然而，知识管理还要涉及很多 的研究领域，特别是要将知识管理系统建成为一个智能的，能自学习的知识系统 的话，将会应用并需要研究许多领域( 如人工智能、自然语言理解等等) 的诸多 课题。 1 3 知识管理系统的不足 尽管知识管理系统已经在企事业中越来越发挥重要的作用，而且知识管理的 技术实现手段也在不断地探索之中，但知识管理系统依然存在着许多问题。最主 要的表现是知识管理系统的静态取用和封闭维护。 知识的静态取用意指知识工作者只能取用由o m 管理者预先收集于o m 的知 识，而不能使用工作实践中建立的新知识，工作实践锁死在陈旧的应用模式中， 静态也指未使用有效的手段将知识的取用与工作实践中动态出现的需求紧密联 1 0 系，知识的封闭维护则意指o m 中的知识只能由0 4 管理者增删和更新，知识工作 者无法随时把自己在工作实践中建立的新知识加进o m ，以供他人共享，导致o m 仅包含过时的知识和反映工作实践的局外人观点。 那么，知识管理的发展方向就是克服上述缺陷，将知识管理系统建为一个开 放的、动态系统，知识管理是一种平等( 相对自上而下) 的合作活动，知识创立 是每个人的结果，其集成在使用阶段，应生产工具实践的需要传播知识，并构造 新知识，其工作方式是即时的由生产实践中碰到的问题驱动。 1 4 主要研究内容 针对现有知识管理系统的不足，本文提出了一种基于任务情景的动态参与型 知识管理系统t c k m ( t a s k c i r c u m s t a n c e b a s e dk m ) ，旨在以任务情景的结构化 表示来确切描述信息体内容的适用性和工作实践的查询需求，使准确和快捷地搜 索到任务情景与工作实践相似的信息体成为可能；并以此为主线，从两维：构建 共享的理解基础、促进0 m 的开放性进化，分二个层次：知识过程和知识元过程， 建立面向k m 的开放性高性能开发框架。 本文主要包括两大部分内容：本体论在知识管理中的应用和t c k m 系统的 构建。共分七章。其中各章主要内容如下： 第一章是绪论，介绍了知识管理技术的起源和发展，知识管理涉及的主要技 术，分析了当前知识管理中存在的不足；指出本文的研究内容及论文的组织结构。 第二章论述了知识管理本体论的建立。首先比较了主要的两种知识表达语 言：描述逻辑和框架逻辑；接着详细介绍了知识管理本体论的设计思想，界定了 它的内容与表示方法。最后，就我们在t c k m 中的有关本体论学习的初步研究 ( 集成的词汇与本体论组合) 介绍了其原理，及在t c k m 中的应用。 第三章从理解的共享型建立、知识的开放性集成两个方面分知识过程和知 识元过程详细描述了基于任务情景的知识管理系统的总体框架。 第四章从介绍o m 内容的概念化描述，本体论构建和任务情景建模工具等方 面阐述如何构建共享的理解基础。 第五章首先介绍了知识管理系统中的本体论进化策略；接着介绍了一个半自 动的知识抽取工具，该方法以本体论为依托，采用用户自定义的本体论作为数据 抽取格式，通过归纳学习并结合启发式规则进行信息抽取；最后以知识项的建立 体现知识的开放性集成。 第六章给出了系统实现和系统实例，分析了系统的性能和优缺点。 第七章对我们的工作进行了总结，并对将来的工作进行了展望。 硕_ 上学位论文 基于任务情景的动态参与型知识管理系统研究 第二章本体论在知识管理中的应用 将本体论理论应用于知识管理领域形成知识管理本体论，在t c k m 中，知 识管理本体论主要研究知识管理本体论( k m o ，k n o w l e d g em a n a g e m e n t o n t o l o g y ) 的内容、形式化方法、维护和建立方法等问题。 本体论一般可理解为一套概念或公理的集合，从某个特定的角度反映客观现 实，这些概念因而是被某些人所共同理解的。透彻理解本体论的内涵必须清楚客 观世界、符号和概念三者之间的关系。本体论主要有两种表示方法：描述逻辑和 框架逻辑。本体论的一般性问题为我们在知识管理领域中设计k m o 及其形式表 示语言提供了基础。 分析企事业中的知识( 这里主要由文档构成) ，我们确定k m o 的三个组成部 分：信息本体论、组织本体论和领域本体论，这三个子本体论较好的提供了知识 的上下文信息。这些子本体论要求一种简单而高效地形式化表示，本文因此设计 了一种框架逻辑与描述逻辑相结合的本体论表示语言。 k m o 的维护主要研究k m o 合并以及与x m l 的转化问题。给出了一些初步 的方法，这些方法提供了k m o 的动态进化能力以及不同知识管理系统中或者在 a g e n t 中的信息交互能力。 本章还研究了在基于任务情景的k m o 领域本体论中的术语与本体论概念的 关系，阐述了文本自动分析工具得到的词汇在任务情景的构造中，与应用表示本 体论( 一般由专家给出了一个初步的分类层次体系) 相结合，扩展领域本体论的 方法。 2 1 相关概念 本体论这一术语借鉴于哲学。在哲学中，本体论是对“存在”的系统化阐述。 从人工智能研究的角度，本体论被视为设计智能系统( 或狭义的知识表示系统) 时建立的世界观，清晰表示的本体论则等价于应用领域概念化的说明。可以说任 何软件系统( 包括智能系统) 都是基于某种本体论的，只不过传统软件系统( 包 括智能系统) 的本体论往往是隐含的，即仅存在于设计者头脑中或者说隐含于程 序中。 从知识表示的角度，清晰表示的本体论都有一个论域，即拟定表示和处理的 对象集。对象( 概念和个体) 以及它们之间可以描述的关系构成表示应用领域知 识的词汇a 如此，我们可以通过定义由基本术语构成的词汇以及用基本术语去合 成词汇外延( 即领域知识) 的法则来建立关于智能系统的本体论。 硕士学位论文 基于任务情景的动态参与型知识管理系统研究 在人工智能界，最早给出本体论定义的是n e c h e s 等人，可以将本体论定义 为“给出构成相关领域词汇的基本术语和关系，以及利用这些术语和关系构成的 规定这些词汇外延的规则的定义”。本体论具有两个特性：静态性和动态性。静 态性指的是它反映的是概念模型，没有涉及动态的行为。动态性指它的内容和服 务对象是不断变化的，针对不同的领域，可以定义和构造不同的本体论。 s t u d e r 等在对本体论做了深入研究后，提出了一个被广泛接受的定义，即“本 体论是共享概念模型的明确的形式化规范说明”。该定义包含四层含义：概念模 型、明确、形式化和共享。“概念模型”( c o n c e p t u a l i z a t i o n ) 指通过抽象出客 观世界中一些现象的相关概念及使用这些概念的约束都有明确的定义。“形式化” 是指本体论是计算机可读的( 即能被计算机处理的) 。“共享”指本体论体现的是 共同认可的知识，反映的是相关领域中公认的概念集。 本体论的目标是捕获相关领域的知识，提供对该领域知识的共同理解，确定 该领域内共同认可的词汇，从不同层次的形式化模式给出这些词汇和词汇间相互 关系的明确定义，通过概念之间的关系来描述概念的语义。本体论旨在以一种通 用方式获取静态领域知识并提供该领域公认理解，它可跨应用和团体重用和共 享。因此，本体论可定义为概念化的一种共享说明。 知识管理的主要目的在于共享企业内的知识，而传统的文档管理系统的目的 只是共享企业内的文档，且传统的文档资料管理系统很多缺陷，比如文档的组织 是松散的，只适用于文档资料。企业内的知识还存在于很多别的形式，如何统一 地管理这些知识，使企业内的知识在内容层次上合为一体，是现代知识管理系统 的主要任务。新一代知识管理系统引入了本体论概念。 定义：本体论是一种对世界的专门的、清晰的、共享的概念。 本体论将知识过程中的各个子过程结合起来，并能够用共同的理解语言描述 文档或其他信息体的内容，从而克服了传统文档管理的不能进行内容管理的缺 陷。 定义：将本体论术语用于特定的事物或信息体称为本体论的实例化。 可以用本体论实例来描述文档的元知识( 关于文档内涵知识的知识) 。 举一个简单的例子，图2 1 描述的是本体论及元知识： 图2 1 本体论示例 1 3 本体论 元知识 硕士学位论文 基于任务情景的动态参与型知识管理系统研究 值得注意的是在一些早期的文献中，元知识专指由d u b l i nc o r e 确定的约十 五个左右的术语词条，包括1 7 期、作者、地点等，主要是方便对于不同文档统一 格式的描述，而不能从内容上把握信息。本文将元知识定义为由本体论衍生的词 条。 那么，从以上的讨论可以看出，描述信息体的元知识至少要有两个方面的内 容： 1 、描述信息体内容的元知识，这种元数据由有关领域的本体论实例化得到。 其存在的形式有两种：内嵌的如h t m l 或x m l 中的元素或标记，另一种是分离 式的，如划分大量文档的百科全书数据库，它指向但不包含信息体。 2 、描述信息体外在形式或上下文信息的元知识，如作者，出版日期等。知 识管理中力图以元知识全面刻画信息体，浏览文档转化为对元信息的查阅，可以 提高效率和准确性。 定义：将信息体和元知识的组合称为知识项( k n o w l e d g ei t e m ) 。 通过元知识，知识工作者能迅速找到相关的知识项，这钟方式是对传统的两 种知识查找的综合：一种是将文档划归为目录以下：这种方式下，知识工作着不 能了解文档的内容，或者另一种极端的做法是将信息体编码存储，通过全文检索 查找关键字得到知识，但这种方式付出的代价太高，况且有写信息体如图片。数 据库等是不能用a s c i i 码存储的。 传统的面向文档的方法和面向知识项方法的根本区别在于对于知识过程中 的重要性认识不同，前者将重点放在知识收集与存储上，因而首先建立了一个大 的组织记忆，而后者首先考虑知识的重用，确定元信息，再确定一个建立什么样 的组织记忆。 2 2 本体论的表示和比较 在智能信息系统中，一个主要的问题是本体论的表示问题，即本体论语言， 这里不涉及本体论的内容，并且将这种表示限制在以对象为中心的信息系统中。 2 2 1 描述逻辑 描述逻辑( d e s c r i p t i o nl o g i c ，d l ) 又称为术语逻辑( t e r m i n o l o g i c a ll o g i c ) 或类 k l - - o n e 系统，由b r a c h m a n 于1 9 7 7 年他的博士论文中首次提出，并实现了第 一个d l 系统k l o n e ，其最初的研究动机是为知识表示中的语义网络 ( s e m a n t i cn e t w o r k ) 提供形式化基础。 描述逻辑系统的研究与发展大致可以分为三个阶段，从1 9 7 7 至8 0 年代中期， 称为前描述逻辑系统( p r ed ls y s t e m s ) ，主要围绕以k l o n e 为中心，建立了 1 4 硕士学位论文 基于任务情景的动态参与型知识管理系统研究 描述逻辑中基本的理论与概念，如概念、角色、值约束、数量约束以及t b o x 、 a b o x 的概念雏形。从8 0 年代中期至9 0 年代初开发的称为描述逻辑系统( d l s y s t e m s l ，1 9 8 4 年b r a c h m a n 与l e v e s q u e 联合发表了一篇关于知识描述语言的表 达能力与其推理能力互相制约的论文，并以描述逻辑为例进行了验证，从而引发 了理论界极大的关注，丌发了基于描述逻辑的一系列系统，如c l a s s i c 、b a c k 、 l o o m 、k r e p 等，对描述逻辑的表达与推理进行了大量的研究；从9 0 年代 初至今开发的都称为现代描述逻辑系统( c u r r e n t g e n e r a t i o nd l s y s t e m s ) ，研究重 点在于如何保证描述逻辑表达能力的前提下，提供完备且高效的推理机制，已取 得了一系列成果，如f a c t 、r a c e 、d l p 等。 描述逻辑的基本组成部分是c o n c e p t ( 概念) 、r o l e ( 角色) 和i n d i v i d u a l s ( 实例) ， 简单的c o n c e p t 和r o l e 可以通过复合方式表示复杂的c o n c e p t 和r o l e 。表2 1 给出 了s h i q 语言的逻辑基本构件及语义。描述逻辑特别适用于表达结构化和半结构 化数据之间具有层次、多重继承、聚合及其组合情况，被广泛于知识建模、软件 工程以及基于w 曲的信息系统等领域。 表2 1s h i q 描述逻辑基本构件以及对应的语义 描述逻辑构件语法语义 c o n c e p t a醚矗 r o l en a m err | c 世x a ! c o n j u n c t i o n c n dc ，n d v a l u er e s t r i c t i o nv r c xe a iv y ( x ，y ) e r = y e c ) e x i s t e n t i a lq u a n t i f i c a t i o n3 r x 1 1v y ( x ，y ) e r t o p t吐 b o t t o m上a n e g a t i o n ( c ) 1 c0 、c d i s j u n c t i o n ( u ) c u dc u d ， e x i s t e n t i a lj r c xe a7 i | y ( x ，y ) e r j y c ) n u m b e r r e s t r i c t i o n s ( n )兰n r ( xe a7 l 烈v ( x ，y ) r n c o l l e c t i o no f i n d i v i d u a l s ( o ) a 1 a n 伪1 a p r o l eh i e r a r c h yr c sr ，c s i n v e r s er o l er ( 似x ) i ( x y ) r x 7 i 群 y l ( x ，y ) r 7 y q u a l i f i e dn u m b e r r e s t r i c t i o n 乏n r c e x 7 n 在描述逻辑中，语义是通过映射心勺来定义的，其中i 为论域。映射函数。 把一个概念映射为0 的一个子集，把关系映射为0 的一个子集。如概念a 的语义为：a ，关系r 的语义为一7 ，。 描述逻辑的推理功能集中在以下两方面： 包含( s u b s u m p t i o n ) ：即判断一个概念是否为另一个概念的子集，如判定“k m 堡主兰望丝兰 苎三堡墨笪量塑塑查墨皇型塑望笪里墨! ! ! ! 塑 系统是否为智能软件”等，主要用于概念的自动分类。 相容( s a t i s f i a b i l i t y ) ：即判断一个概念与已有的概念集( 本体论) 是否相容， 主要用于进行概念集合的一致性检测。 2 2 2 框架逻辑 第二种基于本体论的信息系统中的语言是标准的基于框架的语言。表2 2 给 出了在o n t o b r o k e r 系统中的f 1 0 9 i c s 表示系统，由基本定义和复杂定义两部分组 成， 具体含义可见表中。 除了上述的两种主要表示方式外，还存在着一些其他的表示方式，如概念图 ( c o n c e p tg r a p h ) 、主题图( t o p i cm a p s ) 、形式概念分析( f o r m a lc o n c e p ta n a l y s i s ) 、 对象语言( o b j e c tl a n g u a g e s ) 或标注逻辑( a n o t a t e dl o g i c s ) 等，由于他们有的是由图 形表示概念，有时候从知识工程的角度来说，也不能严格地认为是一个本体论， 这里也不做进一步的解释。 表2 2o n t o b r o k e r 中的本体论表示元素： f r a m e l o g i c sm e a n i n g p r e d i c a t el o g i c s e l e m e n t a r ye x p r e s s i o n s c 1 ：c 2c l a s sc li sas u b c l a s so f c 2 s u b ( c 1 ，c 2 ) 0 ：c0i sa ni n s t a n c eo f c l a s sc i s “0 ，c ) f o rt h ei n s t a n c e so fc1a na t t r i b u t eai s a l l _ t y p e ( c 1 ，a ， c i a = c 2 】 d e f i n e d w h e r ev a l u em u s t eb ea nc 2 、 i n s t a n c eo fc 2 t h ei n s t a n c e0h a sa na t t r i b u t e a ，a u _ v a l ( o ，a ，v ) o 【a v 】 w h o s e v a l h e i s v 0 1 i m p l i e s 一i m p l i e db y c o m p l e xe x p r e s s i o n s ad o u b l er u l ew h i c hc a nb ei n f e r r e d h e a d b o d y f r o mh e a dt ob o d yo rv i c ev e r s e 1 6 硕士学位论文 基于任务情景的动态参与型知识管理系统研究 2 2 3 描述逻辑和框架逻辑的比较 一般来说，描述逻辑比框架逻辑有更强的表述能力，充分性也较框架逻辑要 好，但推理能力不及框架逻辑，效率和表示的集中性也不及框架逻辑。在知识管 理本体论设计的时候，由于知识管理本体论的关系并不是很复杂，为了提高效率， 我们设计了一种以框架逻辑为主，槽中的值可以用描述逻辑表示的语言，具体设 计见下一节。 2 3 知识管理本体论 知识管理系统中含有不同种类、不同结构化的信息体，其中，最难于管理的 是自由格式( f r e et e x t ) 的文本，这一节就是探讨k m 系统中的文档的信息建模。 结论和设计的本体论对于半结构化信息和结构化信息也是适用的。 2 3 1 知识管理本体论的内容 知识管理的内容主要从文档模型和知识管理中的信息模型两个方面考虑。 文档模型 通常地，文档模型( d m ，d o c u m e n tm o d e l s ) 定义为一个四元组，也叫四 个描述维： d m 。 其中 1 、编排结构( 1 a y o u ts t r u c t u r e ) ，例如学术论文中的矢量用斜黑体表示，文 以及商业函件中的表格安排等。 2 、逻辑结构( 1 0 9 i c a ls t r u c t u r e ) ，指各章包括各节，文章分为题目和正文， 正文又包括摘要、和文体、文献部分。 3 、概念结构( c o n c e p t u a ls t r u c t u r e ) ，指文档所讲述的内容。如产品质量的 声明等。 4 、上下文结构( c o n t e x ts t r u c t u r e ) ，如作者的姓名、出版社、出版日期等。 划分信息模型的描述角度，最有吸引力的地方在于能将文档的描述维信息 连接到一个更大的背景知识中，从而使得这些信息能够相互作用。也就是我们 一直讨论的本体论提供的全面的信息中，从而可实现推理以及相关检索和智能 检索。 知识管理中的信息模型 图2 2 给出了知识管理中的信息模型对于商业过程的支持情况，在图中， 硕士学位论文基于任务情景的动态参与型知识管理系统研究 商业过程中的某个步骤要求知识项提供相关信息，而这种知识项有可能是通过 启发式搜索得到的，知识项来源于于三个方面：文档信息本身、领域信息和企 业信息。 倒2 2 知识管理对商业过程的支持作用总览 要实现将各种异质、异构的信息集成起来，为各种问题解决 ( p r o b l e m 。s o l v i n g ) 服务，必须使用知识项加以描述。决定一个知识能否被应 用于支持一项活动主要取决于下列因素： 1 、被执行的任务( t a s k ) ，企业术语中叫商业过程活动( b u s i n e s sd r o c e s s a c t i v i t y ) 。 2 、角色，活动的执行者，企业术语中叫组织角色( o r g a n i z a t i o h a lr o l e ) 。 1 8 硕士学位论文 基于任务情景的动态参与型知识管理系统研究 3 、领域，指活动涉及的内容，企业术语中叫产品( p r o d u c t ) 。 这些组成部分的划分有助于我们辨认有哪些因素影响k m 系统中的知识 对于应用的支持程度，并将其反映到k m 系统的知识项元模型( 也叫k n o w l e d g e i t e ms c h e m a ) 的设计之中。知识管理中的知识项的描述维主要有两个方面： 1 1 概念结构，知识项所描述的论点用企业产品模型中定义的术语表示，当 然从产品模型的本身，我们也能追踪的产品供货商，产地等信息。 2 ) 上下文结构，元内容如文档产生