基于本体的软件工程领域知识库构建方法研究

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1、基于本体的软件工程领域知识库构建方法研究1绪论1.1研究背景知识工程作为国家文化产业的一部分，其发展程度关系着国民素质的提升和国家软实力的增强，是一个国家需要重点发展的科学领域⑴。2011年，中共中央办公厅、国务院办公厅发布《国家十二五时期文化改革发展规划纲要》，将国家知识资源数据库列入十二五期间文化数字化建设工程重点项目。我国知识工程正处在快速发展阶段，随着信息化、互联网、数字媒体等技术的高速发展，知识工程领域建设迎来巨大发展机遇，同时也面临很多挑战。目前，互联网上提供可检索、可搜索服务的知识数据库有很多，但是由于各种原因，其内容过于庞杂，大量的有用的知识掩没在海量的

2、资源中，使读者难以快速检索；其次现有知识数据库与知识百科之间是独立的，没有建立内容的关联，无法形成知识体系，不利于知识资源的再利用；最后，这些知识数据库的提供者，均未能提供机器可读的语义信息。软件工程是IT领域的核心学科，在整个信息技术领域有着举足轻重的地位。随着互联网技术的高速发展，软件工程领域知识也快速更新，知识量也随之快速增长。以往获取软件工程知识主要通过图书、期刊、互联网检索等方式，无法适应互联网时代的要求，首先，图书、期刊这些方式知识更新速度慢；其次，这些知识资源不能提供语义检索服务，用户需要掌握一定的软件工程知识。现有知识服务方式已经无法适应互联网时代大信息

3、量的时代背景，难以满足人们对软件工程领域知识不断增长的需求。基于上述现状，构建具有语义服务的软件工程领域知识服务系统成为知识工程建设一项重要任务。随着anticaedche等提出了一种基于稳定协作模型的范例的半自动化本体构建架构[4]。另外文献[5]提供了一种mashup服务描述本体构建方法，这种方法利用开发者为mashup服务提供的标签构建本体，以ysql、PostgreSQL和Oracle等数据库。(5)本体子系统。为开发者提供一系列跨语言的本体编程接口，接口支持不同的本体描述语言的操作。结合Jena查询功能可以从本体模型查询指定信息，也可以对本体进行遍历。.3基于

4、本体的领域知识库构建模型........113.1知识库的规划与设计.......113.2本体构建.......123.3知识服务.......133.4本章小结.......144软件工程领域本体构建.......154.1基于维基百科的领域本体构建方法.......154.2基于维基百科的本体构建.......164.3实验及评价.......224.3.1实验参数.......224.3.2实验结果.......224.4本章小结.......245基于本体的知识检索.......255.1基于本体推理的知识检索.......255.2基于全文本检索......

5、.285.3本章小结.......316系统设计与实现6.1系统应用场景目前用户查找所需图书仍然只能依靠对书目查询或者对文章简介的查询，用在查询时只能先确定好要找的书名，再去书中查找需要的内容，这样费事费力，甚至导致用户购买很多内容重复，或者不能满足要求的图书。为了解决上述问题，基于本体知识库的软件工程图书内容检索系统，通过将图书的电子文档存入系统中。当用户需要查找软件工程相关的图书时，可以通过在该系统中输入想了解的知识点，系统会通过知识库的语义推理功能，推理出相关知识，并通过全文检索技术查找到所有相关图书，并将书中内容返回给用户。这样用户可以根据返回内容决定这些书籍是

6、否是自己所需的。对用户查询关键词进行推理，然后形成一组相关概念集合，然后在根据全文本检索技术，对上一模块构建的索引进行查询，然后根据Lucene评分机制将查询结果按得分大小返回给用户。另外该模块为用户提供软件工程领域知识图谱、以及知识导航树，使用户更方便地学习软件工程知识、更准确定位检索关键词。在知识的查询结果的展示内容上，该模块提供了维基百科知识和用户导入知识两类知识展示，更好地满足用户对知识的需求。..结论本文以软件工程领域知识为例，提出了基于本体技术知识库构建方法和知识检索方法，并通过一个软件工程知识平台验证本文所提方法的可行性。本课题主要研究成果如下：(1)提出

7、了具有普遍适用性领域本体知识库构建模型，该模型分析了科学领域本体知识库共同特点，提出了科学领域本体知识库构建所必需的内容和共用方法；(2)提出了基于维基百科的领域本体构建方法，并提出一种与路径无关的矢量方差算法(Path-independentVariance-basedVectorGeneration),该方法通过计算维基百科条目对于某个科学领域的所属度，来提取有效的软件工程领域知识。该算法经过实验测试，能够提取出符合实际情况的软件工程知识；(3)在知识关系构建方法上，本文通过分析维基百科的知识结构，将维基百科知识关系，映射到本体的知识