語義Web的邏輯基礎

韋麗紅

（呼倫貝爾學院 計算機科學與技術學院，內蒙古 呼倫貝爾 021001）

語義Web的邏輯基礎

韋麗紅

（呼倫貝爾學院 計算機科學與技術學院，內蒙古 呼倫貝爾 021001）

在網絡信息遍布全球的時代，我們需要依靠網絡進行及時的信息交流，傳播消息，尋找材料等.在當今快節奏的生活中，網絡的存在使得人們的生活能有序地安排、進行.而在信息量激增的當今社會，網絡數據龐大，人們如何能準確、快捷地從大量的數據信息里找到所需的信息，如何便捷地進行經驗、信息交流等活動是當今網絡平臺需要解決的問題.而針對網絡平臺的優化問題，現業內已經有很多轉接著手對其進行研究，并提出了語義W eb.本文借鑒專家對語義W eb的研究成果，結合網絡平臺的現狀，淺析語義Web如何更好的為網絡平臺服務，并分析實現語義Web的邏輯基礎.

語義W eb；邏輯基礎；描述邏輯

1 前言

語義Web對很多人來說是既熟悉又陌生的詞匯，熟悉是因為我們每天都依靠網絡進行人與人之間的交流、信息傳播、商業活動等，網絡就像空氣一樣，無處不在；而我們又對語義Web比較陌生，這是因為語義Web是在原有的網絡基礎上提出的，沒有真正投入實踐，語義Web能更有益于人們的生活.希望通過筆者對語義Web的相關知識所作的淺要分析解釋，能讓人們更加了解現在網絡平臺的發展狀況.

2 網絡平臺的現狀

在傳統的網絡平臺上，網絡邏輯主要以靜態描述邏輯為本體，進行網絡活動，但是隨著時代的發展以及網絡活動的多樣化，靜態描述邏輯越來越難以滿足網絡活動的要求，這是由于網絡活動不再僅僅以靜態的形式進行信息交流.這將會造成靜態描述邏輯本體知識庫出現不一致現象，而不一致的靜態描述邏輯本體在網絡活動中起不到任何作用，甚至還嚴重影響了本體的完善.在互聯網的實際應用當中，傳統的信息知識表達方式也存在不足問題，傳統的信息知識表現方式有：框架、語義網絡、邏輯及法則.這些知識表現方式承載了先前的網絡技術，但是很難表現知識點之間交、并、非、包含、從屬等概念關系，缺少靈活性，僅僅是依靠節點或鏈式辦法把知識聯系起來，這將難以表達其屬性之間的關系.本文在闡述語義Web的邏輯基礎時，將針對不一致性問題及信息知識的表現方式提出解決方案.

3 針對網絡平臺問題提出解決方案

3.1 針對不一致問題的解決方案

針對這一問題首先要對出現描述邏輯文本不一致問題進行研究，找到其出現的原因.一般出現文本不一致問題的原因是邏輯的描述跟文本不一致，造成此種現象的主要原因是陳舊的網路邏輯描述更新速度慢，而且不全面.而知識多樣化使得相關的關系連接也變得更加復雜，僅僅靠傳統的關系連接描述邏輯很難順利進行知識信息的交流、傳播.這就需要采用一種新型的邏輯——動態的描述邏輯，來實現靜態和動態知識連接同時將表現方式有效地統一為一個完整的描述邏輯框架.動態描述邏輯對動態信息關系具備明確的語義特點，能夠明確知識邏輯之間的語義，提供可行的推理服務，還能對動態的活動過程以及實行系統進行語義表達和邏輯推理.

3.2 改進信息知識表達方式的方案

在專家系統中常用的知識表達方式,如：框架、語義網絡、邏輯、法則等，都存在一些硬性的問題，使得信息知識之間的聯系表達不夠全面、系統，知識的循環使用也受到限制.針對靈活性問題，采取包含從屬的框架特征，可以使知識的循環使用、表達方式更加靈活；而對于知識關系屬性，則需要統一的、系統的語義來定義知識關系間的屬性，即使再復雜的知識連接關系也要遵循相應的定義進行有序連接；針對邏輯不嚴謹現象，可采用OWL的描述邏輯，因為OWL DL是以描述邏輯為語義基礎，并且還依賴于XML，這就能更加便捷地進行資源共享和知識循環利用活動.完備的OWL DL描述邏輯系統，使得網絡活動能夠有效地進行智能化推理，這也使得語義Web的實現向前邁進了一大步.

4 語義Web的邏輯基礎

針對上文的相關方案的創新知識，將在下文段中做淺要的分析注釋，目的是更加順利地實現方案的可行性同時讓讀者能夠理解語義Web是什么、有什么作用.

4.1 語義Web的理解及作用

語義Web是一種對萬維網的優化創新的設想，其主要研究目標是拓展現在的萬維網，使網絡平臺的知識信息之間關系更統一、健全.語義Web的主要任務是為Web提供靜態的信息、知識、數據，同時也為復雜的動態信息知識進行服務，最終實現為人們提供處理靜態與動態信息知識的服務，實現其價值.通過信息語義能使得信息被計算機理解，同時益于人與計算機之間建立相互理解的渠道.

4.2 語義Web的語義表達

要實現語義Web的目標不是一蹴而就的事情，需要長時間的細致研究.而研究語義Web的首要任務是處理語義Web的語義表達的問題，更準確的講就是需要解決語義Web中信息知識關系的表達和本體一致問題.當前可用于研究語義Web的兩種重要的信息知識表達語言有：XML和RDF；XML作為一種標記語言，具有重要的特征，功能強大且使用方便，讓網頁能包含更多有價值的信息知識，而RDF是通過主語、動詞及賓語的一些三元組表達信息知識的意思，并組成了Web的整體.并且RDF通過RUI對信息知識進行邏輯編排，讓知識在網絡平臺中具有使用價值并且能按照一定的語義表達規則進行傳播，構成語義Web中部分定義關系.

4.3 語義Web的邏輯基礎

有了可行性的語義表達，使得信息知識在網絡中能形成有用的數據.而要想使這些數據能在網絡中正確地傳播就需要相關的邏輯基礎，對信息知識的語義表達進行邏輯編排，實現計算機自動化推理識別，并進行信息傳播、交流等活動.而動態描述邏輯具備更有效處理靜態和動態活動關系的功能，而且能比較完整的統一邏輯系統框架，實現語義Web的語義表達并描述邏輯共同作用于信息知識的傳播，所以其可作為語義Web的邏輯基礎.而動態描述邏輯是在描述基礎上提出的，這就需要先從描述邏輯進行分析.

4.3.1 描述邏輯

4.3.1.1 描述邏輯的基礎內容

描述邏輯能形式化地表達信息知識，是一階描述邏輯的一個子集，有符合知識定義的語義，并具備較強的語義表達能力.而一個簡單的描述邏輯系統由四個部分構成：語義表達概念和關系的構造、TBox包含斷言、ABox實例斷言、TBox和ABox上的推理體制.正是由于這四個部分使得描述邏輯系統具有很強的語義表達和邏輯推理能力.其中概念和關系是描述邏輯的最基本的兩個元素，概念用于表達一個領域的子集，關系則表示其領域中各個子元素間所包含的一種二元的聯系關系.而在這個領域中的一個信息知識數據庫（二元關系）K=由TBox T和A構成，而TBox是構成有限個包含斷言的集合，T和A都是描述邏輯的概念；ABox是構成有限個實例斷言的集合.一般規定，TBox表達的是區分領域性質的有限集合，能引人概念的名稱且對概念間的包含關系進行聲明.ABox是用于確定個體屬性或個體間關系的實例斷言的有限集合，其能準確表征出個體與概念之間的從屬關系或是兩個個體間具備的關系.

4.3.1.2 描述邏輯的算法

上述的概念與關系只是描述邏輯的基本算法，只能滿足簡單的信息知識交流，要實現復雜信息知識關系間的聯系還需要構造復雜的算法.一般描述邏輯包括如下算法：交、并、非、存在、全稱量詞.在簡單的算法上，可以采用算法嵌套關系構造新的復雜的算法，也可以增加算法的約束條件.以此達到復雜信息知識關系的聯系.

4.3.2 動態描述邏輯

4.3.2.1 動態描述邏輯的基礎內容

相對于描述邏輯，動態描述邏輯功能更加強大.而動態描述邏輯同時也包含了描述邏輯的基本內容，并在此基礎上增加對動態活動的描述邏輯.在語義定義上增加了個體常量、個體變量、動態的動作變元、狀態變元等概念，構成內涵豐富的動態描述邏輯概念.在動態描述邏輯中，概念的定義更細分化，考慮的可能性更多，如：個體關系不再只是包含、從屬等關系，也可能是無關關系；在概念中個體關系也不僅僅只是兩兩信息知識點之間的關系，而是對兩個個體常量、兩個個體變量及動態動作之間的復雜的關系.這使得動態描述邏輯系統擁有更全面的、有價值的概念基礎，為語義Web的實現準備了概念理論基礎.動態描述邏輯中表達概念與個體關系變得越加復雜，從而它們所構成的領域也變得更加復雜，同樣的這領域中的TBox包含斷言集合與ABox實例斷言集合也愈加復雜.

4.3.2.2 動態描述邏輯的算法

在描述邏輯的算法中僅僅是對靜態信息知識關系搭建連接橋梁，靜態的活動操作起來不很費力就能實現.而在動態描述邏輯中，單單靠以上的算法是無法成功實現Web的信息知識有效傳輸等活動.由于動態描述邏輯除了靜態個體常量，還有動態的個體變量，這就需要另想辦法，采用新的算法實現個體常量與個體常量之間建立關系、個體常量與個體變量之間搭建關系以及個體變量與個體變量之間構建聯系關系.這新的算法就需要用到運動概念、動作變量、動態變量等相關的語義知識.規定在靜態個體之間沿用描述邏輯的算法，而對于個體常量與個體變量之間則需要動態的算法，還需要分為兩個方面：一是動態個體連接靜態個體的算法，二是靜態個體找尋動態個體的算法；針對動態個體之間關系的算法就需要動作相關的動作算法.除此之外，在Web中，信息知識的流量非常大，僅僅依賴個體間的關系連接，會推延信息知識交流的時間，進而影響人們的生產、生活節奏.所以還需建立一個能夠同時處理大量信息的算法，先將這些同步調處理的大量信息統一到一個有限的集合里，再通過動態算法對集合的整體信息進行處理，這樣就能節省大量的時間.

4.3.2.3 動態描述邏輯的一致性及動作推理

對于動態描述邏輯中的一致性推理：只有在對任意的動作個體變元的動作實例通過動作算法后，才能使得已知集合與推導出的集合都保持一致.證明一致性時，只需對任意的動作實例進行檢驗，驗證已知集合與導出集合是否已知即可.

對于動作推理，動態描述邏輯通過添加對動態活動的動作方式，這與傳統的邏輯推理不一樣，其主要任務是推斷動作在信息知識的連接中是否可行，動作間是否相互抵觸及其包含從屬關系.采取多種辦法，進行多次試驗，以達到對動態描述邏輯的一致性與動作準確性的推理驗證.

5 總結

本文分析了網絡平臺存在的問題，針對問題提出解決辦法——語義Web,并對其邏輯基礎進行淺要的分析，以達到優化網絡平臺的目的.而我們既要學會充分利用Web帶給我們的便利，也要學會對Web進行優化更新.借鑒傳統的網絡語義知識，對新的語義Web進行大膽設想，并進行研究分析，提出可行的的方案為網絡平臺制造更加便捷的知識連接體系.

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1673-260X（2014）02-0016-03