基于本體的領(lǐng)域業(yè)務(wù)邏輯建模及其應(yīng)用研究精

1、基于本體的領(lǐng)域業(yè)務(wù)邏輯建模及其應(yīng)用研究1、項(xiàng)目研究意義計(jì)算機(jī)在各行各業(yè)的應(yīng)用，是以領(lǐng)域內(nèi)業(yè)務(wù)邏輯（領(lǐng)域應(yīng)用邏輯）的抽象、描述，以及在程序上的實(shí)現(xiàn)為基礎(chǔ)。應(yīng)用程序的控制結(jié)構(gòu)，即程序控制邏輯，是業(yè)務(wù)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用邏輯在計(jì)算機(jī)上的抽象、描述與實(shí)現(xiàn)。因此如何對(duì)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行認(rèn)識(shí)、分析、歸納與建模、描述，是領(lǐng)域問(wèn)題能夠在計(jì)算機(jī)上有效解決的首要條件。幾十年信息管理和軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)的發(fā)展，充分證明了這一點(diǎn)。并且計(jì)算機(jī)解決領(lǐng)域問(wèn)題的范圍、深度以及有效性，多取決于領(lǐng)域業(yè)務(wù)邏輯被抽象、建模和描述的程度。一般說(shuō)來(lái)，應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)業(yè)務(wù)邏輯蘊(yùn)藏于領(lǐng)域行為、概念、資源以及標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等領(lǐng)域范疇之中，以此為載體。所以歸納、

2、分析領(lǐng)域應(yīng)用邏輯，構(gòu)造領(lǐng)域應(yīng)用邏輯描述模型，描述領(lǐng)域行為、概念、資源和標(biāo)準(zhǔn)等，建立領(lǐng)域應(yīng)用邏輯庫(kù)，以此為基礎(chǔ)構(gòu)造領(lǐng)域管理工具和應(yīng)用平臺(tái)，是應(yīng)用領(lǐng)域信息化的基礎(chǔ)與核心。不過(guò)從各行各業(yè)信息化過(guò)程中可見(jiàn)，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，具體領(lǐng)域中的信息化載體應(yīng)用工具和管理平臺(tái)、甚至領(lǐng)域資源建設(shè)被迫不斷更新?lián)Q代。應(yīng)用領(lǐng)域信息化建設(shè)的主要精力，不是放在領(lǐng)域應(yīng)用邏輯的建模與描述上，而是不斷跟蹤信息技術(shù)進(jìn)步。領(lǐng)域信息化缺乏對(duì)自身的深刻認(rèn)識(shí)，對(duì)本領(lǐng)域的深刻歸納。其實(shí)領(lǐng)域信息化的要求來(lái)自于領(lǐng)域本身，重心應(yīng)該在于對(duì)領(lǐng)域應(yīng)用邏輯的信息化，形成自身的規(guī)范和結(jié)構(gòu)模型，這是領(lǐng)域信息化的關(guān)鍵。知識(shí)工程和語(yǔ)義建模技術(shù)的產(chǎn)生，為領(lǐng)域應(yīng)用邏

3、輯建模和應(yīng)用提供了可能和有效的參考。本體技術(shù)是知識(shí)工程和語(yǔ)義建模技術(shù)的有效思想、方法和工具。本課題期望使用本體建模技術(shù)，實(shí)現(xiàn)面向領(lǐng)域的概念、資源、行為建模構(gòu)造面向領(lǐng)域的概念、資源、行為本體，并實(shí)現(xiàn)基于此的推理應(yīng)用，探索一種可行的應(yīng)用技術(shù)模式，滿足領(lǐng)域內(nèi)業(yè)務(wù)邏輯的建模和應(yīng)用。期望實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)在領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍、深度和應(yīng)用模式上的突破。本課題從領(lǐng)域信息化過(guò)程發(fā)展中，提出領(lǐng)域應(yīng)用邏輯的概念，試圖探索領(lǐng)域應(yīng)用邏輯的描述模型，實(shí)現(xiàn)基于該模型的應(yīng)用技術(shù)模型，著重于軟件開(kāi)發(fā)應(yīng)用環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)研究。是浙江省信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的重要一環(huán)；是浙江省信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十五”計(jì)劃“2010年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要”中強(qiáng)調(diào)的使“軟件產(chǎn)業(yè)保持

4、持續(xù)快速增長(zhǎng)并發(fā)展成為信息產(chǎn)業(yè)的核心產(chǎn)業(yè)”的有效保證；屬于浙江省“十五”基礎(chǔ)性研究發(fā)展計(jì)劃優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域“信息科學(xué)與自動(dòng)化”中“軟件與互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)性研究”的部分內(nèi)容；是2005年度浙江省自然科學(xué)基金中“信息處理、網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)”資助領(lǐng)域的重要組成部分。該技術(shù)模型的成功研發(fā)，能夠?yàn)檎憬?yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)信息化提供可靠的技術(shù)保障，同時(shí)激勵(lì)具體領(lǐng)域信息化進(jìn)程。2、項(xiàng)目研究目標(biāo)及與申請(qǐng)者研究工作長(zhǎng)期目標(biāo)的關(guān)系在教學(xué)科研中，本人及其學(xué)科團(tuán)隊(duì)致力于軟件工程和知識(shí)工程等相關(guān)領(lǐng)域的研究工作。去年在學(xué)校的大力支持下建立了“面向領(lǐng)域的知識(shí)工程實(shí)驗(yàn)室”，作為整個(gè)學(xué)科團(tuán)隊(duì)科研、教學(xué)以及承建相關(guān)軟件開(kāi)發(fā)等工

5、作的支撐平臺(tái)，本人及該團(tuán)隊(duì)一直深入研究信息化過(guò)程的原理、原則，探索基于領(lǐng)域應(yīng)用邏輯的分析、建模和描述，摸索應(yīng)用邏輯和程序控制邏輯之間的分離與轉(zhuǎn)化關(guān)系，力圖構(gòu)造領(lǐng)域應(yīng)用邏輯描述模型，設(shè)計(jì)基于此模型的應(yīng)用，并大膽探索可行的技術(shù)模式，實(shí)現(xiàn)面向領(lǐng)域的知識(shí)建模以及相應(yīng)的領(lǐng)域平臺(tái)與工具建設(shè)，構(gòu)造面向具體的領(lǐng)域的技術(shù)體系。該領(lǐng)域內(nèi)的研究工作，無(wú)論從軟件工程的角度，還是從知識(shí)工程應(yīng)用的角度，或者從領(lǐng)域應(yīng)用邏輯建模（主要包括領(lǐng)域內(nèi)概念、資源、行為建模）的角度，以及從領(lǐng)域信息化過(guò)程的角度，在國(guó)內(nèi)外剛剛處于探索階段；不過(guò)，其理論和應(yīng)用價(jià)值已經(jīng)被許多組織和高校研究單位所意識(shí)，并開(kāi)始積極的從事于該領(lǐng)域的研究工作。如國(guó)際

6、上的卡內(nèi)基-梅隆大學(xué)軟件工程研究所（CMU-SEI），W3C組織，以及國(guó)內(nèi)的北京大學(xué)現(xiàn)代教育中心等，本人有幸參與部分組織的研發(fā)工作，多年一直致力于該領(lǐng)域的研究，現(xiàn)在以“面向領(lǐng)域的知識(shí)工程實(shí)驗(yàn)室”為依托，積極從事這方面的教研。3、項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容，研究方案和進(jìn)度安排如意義部分論述，計(jì)算機(jī)在領(lǐng)域中的應(yīng)用，是以領(lǐng)域內(nèi)業(yè)務(wù)邏輯的抽象、描述，以及在程序上的實(shí)現(xiàn)為基礎(chǔ)，如何對(duì)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行認(rèn)識(shí)、分析、歸納與建模、描述，是領(lǐng)域問(wèn)題能否在計(jì)算機(jī)上有效解決的首要條件。領(lǐng)域信息化過(guò)程相對(duì)于信息技術(shù)發(fā)展的被動(dòng)局面，也證明了領(lǐng)域信息化的重心應(yīng)該在于具體的應(yīng)用領(lǐng)域?；陬I(lǐng)域業(yè)務(wù)邏輯的建模與描述，而能生成領(lǐng)域業(yè)務(wù)過(guò)

7、程，甚至是程序控制邏輯，則被認(rèn)為是領(lǐng)域信息化過(guò)程的最有效成果和目標(biāo)。因此，本課題預(yù)期結(jié)合知識(shí)工程和語(yǔ)義描述技術(shù)的發(fā)展，使用本體建模技術(shù)，實(shí)現(xiàn)面向領(lǐng)域的應(yīng)用邏輯建模，并實(shí)現(xiàn)基于此的推理應(yīng)用，探索一種可行的應(yīng)用技術(shù)模式，滿足領(lǐng)域內(nèi)業(yè)務(wù)邏輯的建模和使用。該應(yīng)用模型能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用邏輯和系統(tǒng)的程序控制邏輯的分離，在具體領(lǐng)域中的應(yīng)用，促使領(lǐng)域內(nèi)知識(shí)建模和領(lǐng)域應(yīng)用開(kāi)發(fā)的分離。（一）、研究?jī)?nèi)容：基于領(lǐng)域應(yīng)用邏輯建模的領(lǐng)域資源、概念和行為語(yǔ)義建模及其實(shí)現(xiàn)，可以作為一種技術(shù)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。研究工作主要包括如下內(nèi)容：1、 探索概念：分析、界定程序邏輯、領(lǐng)域業(yè)務(wù)邏輯和程序控制邏輯的內(nèi)涵和關(guān)系，使用計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)

8、的思想論證它們之間可能的邏輯轉(zhuǎn)化與推理。2、 構(gòu)造應(yīng)用邏輯模型：使用本體思想和方法設(shè)計(jì)領(lǐng)域應(yīng)用邏輯描述模型，使用一種計(jì)算機(jī)可理解可推理語(yǔ)言進(jìn)行模型的描述，構(gòu)造領(lǐng)域應(yīng)用邏輯本體。3、 設(shè)計(jì)應(yīng)用技術(shù)模型：論證并設(shè)計(jì)由如上本體模型向程序控制邏輯推理、轉(zhuǎn)化的可能性和可行性。設(shè)計(jì)領(lǐng)域業(yè)務(wù)邏輯模型的應(yīng)用技術(shù)模型。4、 設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例：依附具體領(lǐng)域（根據(jù)以往的研究成果和學(xué)科優(yōu)勢(shì)，定為在林業(yè)管理中的應(yīng)用），使用領(lǐng)域邏輯描述模型，描述領(lǐng)域業(yè)務(wù)邏輯；使用應(yīng)用技術(shù)模型，設(shè)計(jì)具體的應(yīng)用工具或管理平臺(tái)。5、 設(shè)計(jì)技術(shù)模式：歸納整個(gè)技術(shù)體系模型，論證潛在的優(yōu)勢(shì)，分析把程序邏輯分成領(lǐng)域業(yè)務(wù)邏輯和程序控制邏輯的設(shè)計(jì)思想和方法，

9、設(shè)計(jì)技術(shù)模型。（二）、技術(shù)路線、關(guān)鍵技術(shù)：a、應(yīng)用基礎(chǔ)理論：知識(shí)工程、本體建模知識(shí)工程學(xué)是隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和人工智能的發(fā)展而誕生的一門新興學(xué)科，是從知識(shí)的本源上來(lái)探討知識(shí)的產(chǎn)生和使用，進(jìn)而建造有效的知識(shí)系統(tǒng)。作為知識(shí)的有效處理思想和工具，本體是一個(gè)重要的概念，它來(lái)源于哲學(xué)，人工智能中的本體是指可表示可呈現(xiàn)的。本課題希望通過(guò)這種知識(shí)處理的思想和方法，從知識(shí)描述與應(yīng)用的角度，來(lái)為領(lǐng)域構(gòu)造應(yīng)用邏輯模型。為了達(dá)到領(lǐng)域應(yīng)用邏輯建模的需要，預(yù)期使用本體概念描述應(yīng)用領(lǐng)域的基本模型，其中包括領(lǐng)域概念模型和領(lǐng)域行為模型，并稱之為一個(gè)基本群（預(yù)期參考群和數(shù)理邏輯的理論，現(xiàn)在并非完成的數(shù)學(xué)概念），群中的概念可以通

10、過(guò)描述邏輯定義與領(lǐng)域有關(guān)的概念。而應(yīng)用邏輯過(guò)程，可以視為在該群上的運(yùn)算（如下圖），這樣基本群通過(guò)運(yùn)算可以產(chǎn)生領(lǐng)域有關(guān)的所有邏輯關(guān)系。b、語(yǔ)義描述層次理論領(lǐng)域的應(yīng)用邏輯建模的實(shí)現(xiàn)預(yù)期使用基于語(yǔ)義的描述技術(shù)，并且是計(jì)算機(jī)可認(rèn)識(shí)可推理的，這是本課題的關(guān)鍵。語(yǔ)義網(wǎng)技術(shù)為Internet范圍內(nèi)的資源語(yǔ)義描述提供了的思想、技術(shù)和工具，這一點(diǎn)可以作為領(lǐng)域應(yīng)用邏輯建模和使用的基礎(chǔ)；在一定意義上說(shuō)，其它領(lǐng)域內(nèi)的用戶請(qǐng)求的推理生成是語(yǔ)義網(wǎng)應(yīng)用的延伸。本體是語(yǔ)義網(wǎng)中知識(shí)推理的基礎(chǔ)，如何表示本體才能達(dá)到機(jī)器可理解進(jìn)而實(shí)現(xiàn)知識(shí)的自動(dòng)處理是目前語(yǔ)義網(wǎng)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)之一。在具體的語(yǔ)義實(shí)現(xiàn)技術(shù)上，2000年12月Tim Be

11、rners-Lee提出了語(yǔ)義網(wǎng)的七層模型，為語(yǔ)義網(wǎng)的構(gòu)成提供了框架結(jié)構(gòu)，如圖下所示。這里為本課題提供了語(yǔ)義描述保障。c、建模語(yǔ)言：XML、RDF和OWL、OWL-API、OWL-S、OWL-S API模型基于語(yǔ)義描述，并實(shí)現(xiàn)領(lǐng)域應(yīng)用邏輯的機(jī)器可理解可推理，可以期望通過(guò)如下語(yǔ)言和工具實(shí)現(xiàn)。XML的制定是以數(shù)據(jù)的建立及管理為主要目標(biāo)。基于XML語(yǔ)言的RDF和OWL語(yǔ)言，是知識(shí)建模、表達(dá)語(yǔ)義的語(yǔ)言。RDF是Resource Description Framework（資源描述框架）的縮寫，它是W3C組織用于定義元數(shù)據(jù)的正式格式，采用了通用的三元組的形式，可以理解為自然語(yǔ)言中的“主、謂、賓”的形式，這

12、個(gè)三元組RDF定義了描述領(lǐng)域資源、概念的框架。本體（Ontology）是體現(xiàn)了知識(shí)表示的一個(gè)重要方面， 2003年由W3C組織在XML和RDF的基礎(chǔ)上提出了描述本體的語(yǔ)言（Web Ontology Language）的標(biāo)準(zhǔn)，最新的標(biāo)準(zhǔn)版本是2004年10月10日發(fā)布的。描述邏輯（Description Logic）也是本體的描述工具之一，它是基于形式化的語(yǔ)義描述，為知識(shí)表示而設(shè)計(jì)的一種邏輯描述方式，使得基于描述邏輯的本體可以通過(guò)推理機(jī)對(duì)概念進(jìn)行邏輯推理。OWL API是一個(gè)基于Java語(yǔ)言，開(kāi)放源碼的W3C發(fā)布的OWL語(yǔ)言的編程接口與實(shí)現(xiàn)，它提供了大量的推理機(jī)編程和有效性驗(yàn)證函數(shù)。2003年1

13、0月15日W3C發(fā)布了它的第一個(gè)版本（），當(dāng)前版本（1.4.2）發(fā)布于2005年03月21，能夠?qū)WL DL 1.0版本實(shí)現(xiàn)的Ontology提供有效的推理應(yīng)用函數(shù)。雖然有待完善，但是實(shí)現(xiàn)基于某一方面應(yīng)用的推理機(jī)編程。其他還有可以用于過(guò)程描述的OWL-S本體，及其推理接口WOL-S API（版本發(fā)布于2004年03月07日，當(dāng)前版本是發(fā)布于2004年05月25日）可以用于本課題科研過(guò)程中的輔助工具。d、行為建模理論參考在以往的語(yǔ)義建模和本體的研究中，本體一般只是用于表示靜態(tài)概念的層次結(jié)構(gòu)和他們之間的語(yǔ)義關(guān)系，以名詞結(jié)構(gòu)為主，而在本課題的研究和應(yīng)用中希望能夠擴(kuò)展本體表達(dá)語(yǔ)義的能力，用本體和描述

14、邏輯（DL）來(lái)描述行為和動(dòng)作之間的語(yǔ)義關(guān)系。對(duì)行為進(jìn)行建模是國(guó)內(nèi)外近一兩年致力研究方向，還沒(méi)有成功理論和產(chǎn)品應(yīng)用于實(shí)踐。因?yàn)橐肷钊胙芯款I(lǐng)域的行為，進(jìn)行有效的描述和推理應(yīng)用，需要涉及了心理、哲學(xué)、社會(huì)學(xué)等許多領(lǐng)域。本課題預(yù)期引用俄國(guó)心理學(xué)家Vygotsky在 1920年至1930年之間提出來(lái)的行為理論模型（Activity Theory）作為行為描述的依據(jù)，該模型后來(lái)在70年代和80年代被Leontev 和Engeström等人進(jìn)一步深化。（三）、科研年度研究計(jì)劃如下表所示：進(jìn)度階段主要任務(wù)研究?jī)?nèi)容明細(xì)時(shí)間范圍一前期可行性研究1、 收集國(guó)內(nèi)外相關(guān)資料，整理技術(shù)文獻(xiàn)2、 確認(rèn)科研價(jià)值意

15、義3、 確認(rèn)科研項(xiàng)目的可行性4、 初步設(shè)計(jì)的領(lǐng)域應(yīng)用邏輯模型和應(yīng)用模型，驗(yàn)證技術(shù)的有效性已經(jīng)完成二領(lǐng)域應(yīng)用邏輯分析1、 確認(rèn)國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的進(jìn)度和成果2、 分析、論證程序邏輯、領(lǐng)域業(yè)務(wù)和程序控制邏輯的內(nèi)涵和關(guān)系3、 論證應(yīng)用模型2005年下半年三設(shè)計(jì)領(lǐng)域應(yīng)用邏輯模型1、 論證并設(shè)計(jì)領(lǐng)域應(yīng)用邏輯模型模型2006年上半年四設(shè)計(jì)應(yīng)用模型1、確認(rèn)國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的進(jìn)度和成果2、論證并設(shè)計(jì)應(yīng)用模型2006年下半年五開(kāi)發(fā)應(yīng)用模型實(shí)例1、 設(shè)計(jì)領(lǐng)域描述模型實(shí)例2、 開(kāi)發(fā)領(lǐng)域應(yīng)用邏輯推理機(jī)3、 測(cè)試系統(tǒng)預(yù)期性能4、 設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例2007年上半年六測(cè)試、評(píng)估、歸納，并設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程1、 歸納開(kāi)發(fā)流程和經(jīng)驗(yàn)2、 設(shè)計(jì)

16、出基于領(lǐng)域描述模型的應(yīng)用開(kāi)發(fā)規(guī)范和過(guò)程管理工程方法2007年下半年4、項(xiàng)目創(chuàng)新之處計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，是以領(lǐng)域內(nèi)業(yè)務(wù)邏輯的抽象、描述，以及在程序上的實(shí)現(xiàn)為基礎(chǔ)。應(yīng)用程序的控制結(jié)構(gòu)（程序控制邏輯），事實(shí)上是業(yè)務(wù)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用邏輯在計(jì)算機(jī)上的抽象、描述與實(shí)現(xiàn)。幾十年信息管理和軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)的發(fā)展，充分證明了這一點(diǎn)，因?yàn)闊o(wú)論結(jié)構(gòu)化，還是面向?qū)ο蟮某绦蜷_(kāi)發(fā)范性，都承載著應(yīng)用領(lǐng)域的業(yè)務(wù)邏輯歸納、描述與轉(zhuǎn)化能力。 所以如何對(duì)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的業(yè)務(wù)邏輯進(jìn)行認(rèn)識(shí)、分析、歸納與建模、描述，是領(lǐng)域問(wèn)題能否在計(jì)算機(jī)上有效解決的首要條件。并且計(jì)算機(jī)解決領(lǐng)域問(wèn)題的范圍、深度以及有效性，多取決于領(lǐng)域業(yè)務(wù)邏輯被抽象、建模和描述的程度。

17、可見(jiàn)，歸納、分析領(lǐng)域應(yīng)用邏輯，構(gòu)造領(lǐng)域應(yīng)用邏輯描述模型，描述領(lǐng)域行為、概念、資源和標(biāo)準(zhǔn)等，建立領(lǐng)域應(yīng)用邏輯庫(kù)，以此為基礎(chǔ)構(gòu)造領(lǐng)域管理工具和應(yīng)用平臺(tái)，是應(yīng)用領(lǐng)域信息化的基礎(chǔ)與核心。可是在具體領(lǐng)域信息化過(guò)程中，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，領(lǐng)域中的信息化載體應(yīng)用工具和管理平臺(tái)、甚至領(lǐng)域資源建設(shè)被迫不斷更新?lián)Q代。應(yīng)用領(lǐng)域信息化建設(shè)的主要精力，不是放在領(lǐng)域應(yīng)用邏輯的建模與描述上，而是不斷跟蹤信息技術(shù)進(jìn)步。領(lǐng)域信息化缺乏對(duì)自身的深刻認(rèn)識(shí)，對(duì)本領(lǐng)域的深刻歸納。其實(shí)領(lǐng)域信息化的要求來(lái)自于領(lǐng)域本身，重心應(yīng)該在于對(duì)領(lǐng)域應(yīng)用邏輯的信息化，形成自身的規(guī)范和結(jié)構(gòu)模型，這是領(lǐng)域信息化的關(guān)鍵。知識(shí)工程和語(yǔ)義描述技術(shù)的產(chǎn)生，為領(lǐng)域應(yīng)

18、用邏輯建模和應(yīng)用提供了可能和有效的參考。本體技術(shù)是知識(shí)工程和語(yǔ)義建模技術(shù)的有效思想、方法和工具。本課題期望使用本體建模技術(shù)，實(shí)現(xiàn)面向領(lǐng)域的概念、資源、行為建模構(gòu)造面向領(lǐng)域的概念、資源、行為本體，并實(shí)現(xiàn)基于此的推理應(yīng)用，探索一種可行的應(yīng)用技術(shù)模式，滿足領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用邏輯的建模和使用。期望實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)在領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍、深度和應(yīng)用模式上的突破。預(yù)期的領(lǐng)域邏輯描述模型和應(yīng)用模型能夠?qū)崿F(xiàn)領(lǐng)域業(yè)務(wù)邏輯和程序控制邏輯的分離，以及實(shí)現(xiàn)基于應(yīng)用邏輯及其推理機(jī)的程序控制邏輯的自動(dòng)生成。在具體領(lǐng)域中的應(yīng)用，促使領(lǐng)域內(nèi)知識(shí)建模和領(lǐng)域應(yīng)用開(kāi)發(fā)的分離，形成領(lǐng)域信息化本身的技術(shù)體系。這里預(yù)期把程序邏輯中有關(guān)在應(yīng)用領(lǐng)域業(yè)務(wù)邏輯

19、的部分獨(dú)立出來(lái)，單獨(dú)進(jìn)行知識(shí)、語(yǔ)義建模，并描述，構(gòu)成應(yīng)用領(lǐng)域邏輯庫(kù)；該部分面向具體的領(lǐng)域以及業(yè)務(wù)需求。程序邏輯中有關(guān)程序控制邏輯的部分，是面向下層的，基于計(jì)算機(jī)應(yīng)用的，通過(guò)面向領(lǐng)域的過(guò)程庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。從而為領(lǐng)域平臺(tái)和工具建設(shè)提出一種可行的技術(shù)模式，滿足領(lǐng)域內(nèi)業(yè)務(wù)邏輯的建模和應(yīng)用。在以往的本體建模的研究中，本體只是用于表示靜態(tài)概念及其層次結(jié)構(gòu)關(guān)系；本課題需要對(duì)于領(lǐng)域行為模型進(jìn)行構(gòu)造與推理，作為領(lǐng)域應(yīng)用邏輯描述的一部分，但是缺少基礎(chǔ)行為理論作為支持，必須從哲學(xué)、心理學(xué)等范圍著手，構(gòu)造行為描述模型。動(dòng)態(tài)概念描述的研究在國(guó)內(nèi)外尚未展開(kāi)，參考文獻(xiàn)較少，本課題希望擴(kuò)展本體的語(yǔ)義表達(dá)能力，用本體來(lái)描述領(lǐng)域中行為

20、和動(dòng)作，以及它們之間的關(guān)系。領(lǐng)域業(yè)務(wù)邏輯建模與使用的研究工作，無(wú)論從領(lǐng)域應(yīng)用邏輯建模，還是從領(lǐng)域信息化過(guò)程的角度，或者從軟件工程、知識(shí)工程應(yīng)用的角度，在國(guó)內(nèi)外，剛剛處于探索階段，尚未有成熟的理論或工具、產(chǎn)品推出；不過(guò)，其理論和應(yīng)用價(jià)值已經(jīng)被許多組織和高校研究單位所意識(shí)到，并開(kāi)始積極的從事于該領(lǐng)域的研究工作。如國(guó)際上的卡內(nèi)基-梅隆大學(xué)軟件工程研究所（CMU-SEI）和W3C組織，在這方面一直積極活躍地進(jìn)行卓越的研究工作。預(yù)期應(yīng)用模型為領(lǐng)域平臺(tái)和工具建設(shè)提出一種可行的技術(shù)模式。通過(guò)這種方式建設(shè)的領(lǐng)域信息化會(huì)具有如下預(yù)期意義：第一：能夠?qū)崿F(xiàn)領(lǐng)域應(yīng)用邏輯和程序控制邏輯在設(shè)計(jì)和應(yīng)用上分離。在設(shè)計(jì)時(shí)使用本

21、體描述領(lǐng)域內(nèi)業(yè)務(wù)邏輯模型，使用過(guò)程庫(kù)描述具體領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)過(guò)程；領(lǐng)域的規(guī)則和過(guò)程獨(dú)立于應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)，領(lǐng)域過(guò)程的產(chǎn)生，來(lái)自于領(lǐng)域模型，而非固定到應(yīng)用程序中。領(lǐng)域應(yīng)用邏輯，交給領(lǐng)域知識(shí)專家處理，而非程序員。從這種意義上說(shuō)，應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)，被分成兩個(gè)層次，上層是面向業(yè)務(wù)領(lǐng)域的過(guò)程生成，在一定程度上，獨(dú)立于計(jì)算機(jī)；下層應(yīng)用代碼的開(kāi)發(fā)是對(duì)上層業(yè)務(wù)過(guò)程的支持，提供虛擬的運(yùn)行環(huán)境，它在一定程度上獨(dú)立于業(yè)務(wù)過(guò)程的設(shè)計(jì)。業(yè)務(wù)建模、需求和代碼的分離，與自動(dòng)裝配，是軟件工程的一個(gè)大膽的假設(shè)，在這里存在現(xiàn)實(shí)的影子。這一體系結(jié)構(gòu)在領(lǐng)域信息化中的應(yīng)用，保證了業(yè)務(wù)過(guò)程建設(shè)和維護(hù)的靈活性；促使領(lǐng)域知識(shí)建模和領(lǐng)域應(yīng)用開(kāi)發(fā)的

22、分離，能夠形成領(lǐng)域本身的技術(shù)體系。如下圖所示：第二、增強(qiáng)了領(lǐng)域應(yīng)用系統(tǒng)的可集成、靈活、擴(kuò)展、融合等性能。領(lǐng)域業(yè)務(wù)邏輯庫(kù)是面向領(lǐng)域的，是領(lǐng)域行為、概念和資源及其語(yǔ)義關(guān)系的描述，推理機(jī)根據(jù)這些概念及其語(yǔ)義關(guān)系進(jìn)行推理，構(gòu)造出業(yè)務(wù)行為過(guò)程。在理想的情況下，由于應(yīng)用邏輯業(yè)務(wù)邏輯構(gòu)造得豐富、完備與簡(jiǎn)練，系統(tǒng)的用戶對(duì)領(lǐng)域內(nèi)的請(qǐng)求，領(lǐng)域應(yīng)用邏輯知識(shí)庫(kù)能構(gòu)造出業(yè)務(wù)行為過(guò)程，并能夠在過(guò)程庫(kù)的支持下，通過(guò)和用戶的交互，得到有效的應(yīng)答，完成用戶請(qǐng)求。這里以有限的領(lǐng)域內(nèi)模型構(gòu)造，完成無(wú)限的領(lǐng)域內(nèi)操作。這一特點(diǎn)使得業(yè)務(wù)目標(biāo)和代碼的關(guān)系變得松散。在領(lǐng)域應(yīng)用上的實(shí)現(xiàn)，增加了領(lǐng)域平臺(tái)的組裝、定制和擴(kuò)充能力的特性。5、工作基礎(chǔ)

23、與工作條件在學(xué)校的支持下建立的“面向領(lǐng)域的知識(shí)工程實(shí)驗(yàn)室”，為該領(lǐng)域的研究工作提供具備完善的軟件、硬件以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，為數(shù)名對(duì)該領(lǐng)域有著強(qiáng)烈興趣的教師，提供了科研、教學(xué)以及承建相關(guān)軟件開(kāi)發(fā)等工作的支撐平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)室教師團(tuán)隊(duì)一直深入研究信息化過(guò)程的原理、原則，探索基于領(lǐng)域的應(yīng)用邏輯建模和描述，摸索應(yīng)用邏輯和程序控制邏輯之間的分離與轉(zhuǎn)化關(guān)系,熱衷于探索可行的技術(shù)模式，實(shí)現(xiàn)面向領(lǐng)域的業(yè)務(wù)建模以及相應(yīng)的領(lǐng)域平臺(tái)與工具建設(shè)，構(gòu)造面向具體的領(lǐng)域的技術(shù)體系。在科研教學(xué)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)室取得了不錯(cuò)的成果，一直和國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域保持聯(lián)系，資源成果共享，保持同步發(fā)展。本實(shí)驗(yàn)室研究工作也獲得同行認(rèn)可。在以往的研究中，實(shí)驗(yàn)室成

24、員掌握了大量的技術(shù)、工具與方法；尤其在行為建模領(lǐng)域，設(shè)計(jì)了行為建模模型，并在教學(xué)管理平臺(tái)的設(shè)計(jì)中，開(kāi)發(fā)了演示模型，這一點(diǎn)充分體現(xiàn)了思想和技術(shù)的可行性。如下是在教學(xué)管理平臺(tái)的設(shè)計(jì)中所構(gòu)造的技術(shù)應(yīng)用模型（如下圖）：a、用戶首先把“請(qǐng)求” 通過(guò)Client Agent提交給“應(yīng)用邏輯推理機(jī)”；b、“教學(xué)推理應(yīng)用”推理“教學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用邏輯庫(kù)”，從邏輯庫(kù)中獲取用戶請(qǐng)求的“業(yè)務(wù)過(guò)程”（完成用戶請(qǐng)求的行為動(dòng)作序列，及其概念參數(shù)集合）；c、然后把“業(yè)務(wù)過(guò)程” 提交給下一層應(yīng)用：“OWL-S生成應(yīng)用”，它通過(guò)對(duì)“業(yè)務(wù)過(guò)程”分析描述，把業(yè)務(wù)過(guò)程編譯成“OWL-S文件”；“OWL-S文件”是基于以已經(jīng)發(fā)布于Int

25、ernet上的web service為原指令的控制結(jié)構(gòu)文件，用它描述用戶請(qǐng)求的業(yè)務(wù)過(guò)程；d、最后把“OWL-S文件”提交給OWL-S執(zhí)行虛擬機(jī)，虛擬機(jī)利用后臺(tái)教學(xué)服務(wù)網(wǎng)格上發(fā)布的web service和用戶交互，執(zhí)行“業(yè)務(wù)過(guò)程”；從而完成用戶請(qǐng)求。本系統(tǒng)充分利用業(yè)務(wù)應(yīng)用邏輯庫(kù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行探索、開(kāi)發(fā)，逐步構(gòu)造、完善應(yīng)用環(huán)境，摸索各個(gè)環(huán)節(jié)的建模規(guī)范和中間產(chǎn)品，最終實(shí)現(xiàn)應(yīng)用環(huán)境的協(xié)調(diào)運(yùn)行。應(yīng)用模型可以通過(guò)由點(diǎn)到面的過(guò)程增加應(yīng)用邏輯庫(kù)和web service應(yīng)用來(lái)為教學(xué)環(huán)境提供一個(gè)松散的、可擴(kuò)充的、初步構(gòu)成了以教育領(lǐng)域內(nèi)業(yè)務(wù)建模為中心的教學(xué)支撐平臺(tái)。其中，這里的“web servic

26、e”是應(yīng)用的領(lǐng)域內(nèi)“原子操作指令”庫(kù)，它以網(wǎng)格應(yīng)用的形式被部署的網(wǎng)絡(luò)上，來(lái)支持有用戶請(qǐng)求應(yīng)用邏輯庫(kù)生成的用戶業(yè)務(wù)過(guò)程的執(zhí)行，它把領(lǐng)域應(yīng)用邏輯和程序控制邏輯有效結(jié)合起來(lái)，共同完成用戶請(qǐng)求。后繼的研究，一則需要尋求理論上的論證與支持，從數(shù)理邏輯上論證邏輯轉(zhuǎn)換的完整性，二則構(gòu)造更完善的應(yīng)用領(lǐng)域邏輯模型、及其應(yīng)用模型和應(yīng)用實(shí)例，開(kāi)發(fā)過(guò)程支持工具等。6、預(yù)期研究結(jié)果及其利用研究結(jié)果的計(jì)劃和今后發(fā)展思路鑒于當(dāng)前領(lǐng)域信息化過(guò)程中的問(wèn)題，以及可用的知識(shí)工程相應(yīng)原理、技術(shù)與工具。本課題首先試圖從程序邏輯區(qū)分出領(lǐng)域應(yīng)用邏輯和程序控制邏輯，界定兩種邏輯的結(jié)構(gòu)關(guān)系，論證從應(yīng)用邏輯向程序控制邏輯自動(dòng)推理的可能。而后構(gòu)造

27、領(lǐng)域應(yīng)用邏輯描述模型，并研究其應(yīng)用模型。最后，結(jié)合這兩種模型的設(shè)計(jì)，在林業(yè)管理平臺(tái)中予以實(shí)現(xiàn)，從而構(gòu)造一種軟件體系結(jié)構(gòu)模型，該模型在具體領(lǐng)域中的應(yīng)用，能夠促使領(lǐng)域內(nèi)知識(shí)建模和領(lǐng)域應(yīng)用開(kāi)發(fā)的分離，形成領(lǐng)域信息化本身的技術(shù)體系。從而又為領(lǐng)域平臺(tái)和工具建設(shè)提出一種可行的技術(shù)模式。最后驗(yàn)證預(yù)期的效果。主要包括如下研究?jī)?nèi)容：1、 領(lǐng)域業(yè)務(wù)邏輯和程序控制邏輯的內(nèi)涵和關(guān)系的分析論證，構(gòu)造一種新的軟件設(shè)計(jì)技術(shù)和思想。該思想體現(xiàn)了在領(lǐng)域信息化過(guò)程中，把業(yè)務(wù)建模從軟件設(shè)計(jì)中獨(dú)立出來(lái)，構(gòu)成領(lǐng)域信息化的核心環(huán)節(jié)。主要以學(xué)術(shù)論文體現(xiàn)成果。2、 領(lǐng)域業(yè)務(wù)邏輯建模模型，用本體思想和方法設(shè)計(jì)領(lǐng)域應(yīng)用邏輯描述模型，并實(shí)現(xiàn)基于O

28、WL描述。主要以學(xué)術(shù)論文，兼顧后繼實(shí)例開(kāi)發(fā)體現(xiàn)成果。3、 應(yīng)用模型設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)并論證由領(lǐng)域應(yīng)用邏輯模型向程序控制邏輯推理、轉(zhuǎn)化的可能性和可行性。主要以學(xué)術(shù)論文，兼顧后繼實(shí)例開(kāi)發(fā)體現(xiàn)成果。4、 應(yīng)用實(shí)例設(shè)計(jì)。依附具體領(lǐng)域，根據(jù)領(lǐng)域邏輯描述模型，描述領(lǐng)域業(yè)務(wù)邏輯；使用如上應(yīng)用模型，設(shè)計(jì)具體的應(yīng)用工具或管理平臺(tái)。5、 歸納整個(gè)技術(shù)體系模型，論證潛在的優(yōu)勢(shì)，分析把程序邏輯分成領(lǐng)域應(yīng)用邏輯和程序控制邏輯的設(shè)計(jì)思想和方法。在取得上述成果的同時(shí)，推廣該項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)模型的使用，引起領(lǐng)域信息化思想和技術(shù)方法的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)具體應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室承建項(xiàng)目的范圍和特點(diǎn)，將會(huì)首先在林業(yè)管理信息化平臺(tái)和工具中

29、得到應(yīng)用。7、參考文獻(xiàn)1 崔光佐，陳飛，陳虎，郭九苓，王勝清，李樹(shù)芳，OntoEdu：一種基于本體的教學(xué)支撐平臺(tái)，CETA年會(huì)會(huì)議論文，2003, 238-2462 Gruber.T.R. The Role of Common Ontology in Achieving Sharable, Reusable Knowledge Base. Morgan Kaufmann, San Mateo, CA, 1991.3 John F.Sowa.Knowledge Representation.Logical, Philosophical and Computational Foundations.

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