语义Web的逻辑基础

韦丽红

（呼伦贝尔学院 计算机科学与技术学院，内蒙古 呼伦贝尔 021001）

语义Web的逻辑基础

韦丽红

（呼伦贝尔学院 计算机科学与技术学院，内蒙古 呼伦贝尔 021001）

在网络信息遍布全球的时代，我们需要依靠网络进行及时的信息交流，传播消息，寻找材料等.在当今快节奏的生活中，网络的存在使得人们的生活能有序地安排、进行.而在信息量激增的当今社会，网络数据庞大，人们如何能准确、快捷地从大量的数据信息里找到所需的信息，如何便捷地进行经验、信息交流等活动是当今网络平台需要解决的问题.而针对网络平台的优化问题，现业内已经有很多转接着手对其进行研究，并提出了语义W eb.本文借鉴专家对语义W eb的研究成果，结合网络平台的现状，浅析语义Web如何更好的为网络平台服务，并分析实现语义Web的逻辑基础.

语义W eb；逻辑基础；描述逻辑

1 前言

语义Web对很多人来说是既熟悉又陌生的词汇，熟悉是因为我们每天都依靠网络进行人与人之间的交流、信息传播、商业活动等，网络就像空气一样，无处不在；而我们又对语义Web比较陌生，这是因为语义Web是在原有的网络基础上提出的，没有真正投入实践，语义Web能更有益于人们的生活.希望通过笔者对语义Web的相关知识所作的浅要分析解释，能让人们更加了解现在网络平台的发展状况.

2 网络平台的现状

在传统的网络平台上，网络逻辑主要以静态描述逻辑为本体，进行网络活动，但是随着时代的发展以及网络活动的多样化，静态描述逻辑越来越难以满足网络活动的要求，这是由于网络活动不再仅仅以静态的形式进行信息交流.这将会造成静态描述逻辑本体知识库出现不一致现象，而不一致的静态描述逻辑本体在网络活动中起不到任何作用，甚至还严重影响了本体的完善.在互联网的实际应用当中，传统的信息知识表达方式也存在不足问题，传统的信息知识表现方式有：框架、语义网络、逻辑及法则.这些知识表现方式承载了先前的网络技术，但是很难表现知识点之间交、并、非、包含、从属等概念关系，缺少灵活性，仅仅是依靠节点或链式办法把知识联系起来，这将难以表达其属性之间的关系.本文在阐述语义Web的逻辑基础时，将针对不一致性问题及信息知识的表现方式提出解决方案.

3 针对网络平台问题提出解决方案

3.1 针对不一致问题的解决方案

针对这一问题首先要对出现描述逻辑文本不一致问题进行研究，找到其出现的原因.一般出现文本不一致问题的原因是逻辑的描述跟文本不一致，造成此种现象的主要原因是陈旧的网路逻辑描述更新速度慢，而且不全面.而知识多样化使得相关的关系连接也变得更加复杂，仅仅靠传统的关系连接描述逻辑很难顺利进行知识信息的交流、传播.这就需要采用一种新型的逻辑——动态的描述逻辑，来实现静态和动态知识连接同时将表现方式有效地统一为一个完整的描述逻辑框架.动态描述逻辑对动态信息关系具备明确的语义特点，能够明确知识逻辑之间的语义，提供可行的推理服务，还能对动态的活动过程以及实行系统进行语义表达和逻辑推理.

3.2 改进信息知识表达方式的方案

在专家系统中常用的知识表达方式,如：框架、语义网络、逻辑、法则等，都存在一些硬性的问题，使得信息知识之间的联系表达不够全面、系统，知识的循环使用也受到限制.针对灵活性问题，采取包含从属的框架特征，可以使知识的循环使用、表达方式更加灵活；而对于知识关系属性，则需要统一的、系统的语义来定义知识关系间的属性，即使再复杂的知识连接关系也要遵循相应的定义进行有序连接；针对逻辑不严谨现象，可采用OWL的描述逻辑，因为OWL DL是以描述逻辑为语义基础，并且还依赖于XML，这就能更加便捷地进行资源共享和知识循环利用活动.完备的OWL DL描述逻辑系统，使得网络活动能够有效地进行智能化推理，这也使得语义Web的实现向前迈进了一大步.

4 语义Web的逻辑基础

针对上文的相关方案的创新知识，将在下文段中做浅要的分析注释，目的是更加顺利地实现方案的可行性同时让读者能够理解语义Web是什么、有什么作用.

4.1 语义Web的理解及作用

语义Web是一种对万维网的优化创新的设想，其主要研究目标是拓展现在的万维网，使网络平台的知识信息之间关系更统一、健全.语义Web的主要任务是为Web提供静态的信息、知识、数据，同时也为复杂的动态信息知识进行服务，最终实现为人们提供处理静态与动态信息知识的服务，实现其价值.通过信息语义能使得信息被计算机理解，同时益于人与计算机之间建立相互理解的渠道.

4.2 语义Web的语义表达

要实现语义Web的目标不是一蹴而就的事情，需要长时间的细致研究.而研究语义Web的首要任务是处理语义Web的语义表达的问题，更准确的讲就是需要解决语义Web中信息知识关系的表达和本体一致问题.当前可用于研究语义Web的两种重要的信息知识表达语言有：XML和RDF；XML作为一种标记语言，具有重要的特征，功能强大且使用方便，让网页能包含更多有价值的信息知识，而RDF是通过主语、动词及宾语的一些三元组表达信息知识的意思，并组成了Web的整体.并且RDF通过RUI对信息知识进行逻辑编排，让知识在网络平台中具有使用价值并且能按照一定的语义表达规则进行传播，构成语义Web中部分定义关系.

4.3 语义Web的逻辑基础

有了可行性的语义表达，使得信息知识在网络中能形成有用的数据.而要想使这些数据能在网络中正确地传播就需要相关的逻辑基础，对信息知识的语义表达进行逻辑编排，实现计算机自动化推理识别，并进行信息传播、交流等活动.而动态描述逻辑具备更有效处理静态和动态活动关系的功能，而且能比较完整的统一逻辑系统框架，实现语义Web的语义表达并描述逻辑共同作用于信息知识的传播，所以其可作为语义Web的逻辑基础.而动态描述逻辑是在描述基础上提出的，这就需要先从描述逻辑进行分析.

4.3.1 描述逻辑

4.3.1.1 描述逻辑的基础内容

描述逻辑能形式化地表达信息知识，是一阶描述逻辑的一个子集，有符合知识定义的语义，并具备较强的语义表达能力.而一个简单的描述逻辑系统由四个部分构成：语义表达概念和关系的构造、TBox包含断言、ABox实例断言、TBox和ABox上的推理体制.正是由于这四个部分使得描述逻辑系统具有很强的语义表达和逻辑推理能力.其中概念和关系是描述逻辑的最基本的两个元素，概念用于表达一个领域的子集，关系则表示其领域中各个子元素间所包含的一种二元的联系关系.而在这个领域中的一个信息知识数据库（二元关系）K=由TBox T和A构成，而TBox是构成有限个包含断言的集合，T和A都是描述逻辑的概念；ABox是构成有限个实例断言的集合.一般规定，TBox表达的是区分领域性质的有限集合，能引人概念的名称且对概念间的包含关系进行声明.ABox是用于确定个体属性或个体间关系的实例断言的有限集合，其能准确表征出个体与概念之间的从属关系或是两个个体间具备的关系.

4.3.1.2 描述逻辑的算法

上述的概念与关系只是描述逻辑的基本算法，只能满足简单的信息知识交流，要实现复杂信息知识关系间的联系还需要构造复杂的算法.一般描述逻辑包括如下算法：交、并、非、存在、全称量词.在简单的算法上，可以采用算法嵌套关系构造新的复杂的算法，也可以增加算法的约束条件.以此达到复杂信息知识关系的联系.

4.3.2 动态描述逻辑

4.3.2.1 动态描述逻辑的基础内容

相对于描述逻辑，动态描述逻辑功能更加强大.而动态描述逻辑同时也包含了描述逻辑的基本内容，并在此基础上增加对动态活动的描述逻辑.在语义定义上增加了个体常量、个体变量、动态的动作变元、状态变元等概念，构成内涵丰富的动态描述逻辑概念.在动态描述逻辑中，概念的定义更细分化，考虑的可能性更多，如：个体关系不再只是包含、从属等关系，也可能是无关关系；在概念中个体关系也不仅仅只是两两信息知识点之间的关系，而是对两个个体常量、两个个体变量及动态动作之间的复杂的关系.这使得动态描述逻辑系统拥有更全面的、有价值的概念基础，为语义Web的实现准备了概念理论基础.动态描述逻辑中表达概念与个体关系变得越加复杂，从而它们所构成的领域也变得更加复杂，同样的这领域中的TBox包含断言集合与ABox实例断言集合也愈加复杂.

4.3.2.2 动态描述逻辑的算法

在描述逻辑的算法中仅仅是对静态信息知识关系搭建连接桥梁，静态的活动操作起来不很费力就能实现.而在动态描述逻辑中，单单靠以上的算法是无法成功实现Web的信息知识有效传输等活动.由于动态描述逻辑除了静态个体常量，还有动态的个体变量，这就需要另想办法，采用新的算法实现个体常量与个体常量之间建立关系、个体常量与个体变量之间搭建关系以及个体变量与个体变量之间构建联系关系.这新的算法就需要用到运动概念、动作变量、动态变量等相关的语义知识.规定在静态个体之间沿用描述逻辑的算法，而对于个体常量与个体变量之间则需要动态的算法，还需要分为两个方面：一是动态个体连接静态个体的算法，二是静态个体找寻动态个体的算法；针对动态个体之间关系的算法就需要动作相关的动作算法.除此之外，在Web中，信息知识的流量非常大，仅仅依赖个体间的关系连接，会推延信息知识交流的时间，进而影响人们的生产、生活节奏.所以还需建立一个能够同时处理大量信息的算法，先将这些同步调处理的大量信息统一到一个有限的集合里，再通过动态算法对集合的整体信息进行处理，这样就能节省大量的时间.

4.3.2.3 动态描述逻辑的一致性及动作推理

对于动态描述逻辑中的一致性推理：只有在对任意的动作个体变元的动作实例通过动作算法后，才能使得已知集合与推导出的集合都保持一致.证明一致性时，只需对任意的动作实例进行检验，验证已知集合与导出集合是否已知即可.

对于动作推理，动态描述逻辑通过添加对动态活动的动作方式，这与传统的逻辑推理不一样，其主要任务是推断动作在信息知识的连接中是否可行，动作间是否相互抵触及其包含从属关系.采取多种办法，进行多次试验，以达到对动态描述逻辑的一致性与动作准确性的推理验证.

5 总结

本文分析了网络平台存在的问题，针对问题提出解决办法——语义Web,并对其逻辑基础进行浅要的分析，以达到优化网络平台的目的.而我们既要学会充分利用Web带给我们的便利，也要学会对Web进行优化更新.借鉴传统的网络语义知识，对新的语义Web进行大胆设想，并进行研究分析，提出可行的的方案为网络平台制造更加便捷的知识连接体系.

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TP391

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1673-260X（2014）02-0016-03