[论文解读] Understanding Semantic Web and Ontologies: Theory and Applications

Mohammad Mustafa Taye|arXiv (Cornell University)|Jun 23, 2010

Semantic Web and Ontologies参考文献 11被引用 78

一句话总结

本文对语义网和本体论提供了基础性概述，解释了本体论如何通过标准化词汇和语义描述，作为支撑机器可理解数据的核心机制。文章阐述了本体论的理论基础及其在语义网中实现服务发现、标注和组合自动化的实际应用。

ABSTRACT

Semantic Web is actually an extension of the current one in that it represents information more meaningfully for humans and computers alike. It enables the description of contents and services in machine-readable form, and enables annotating, discovering, publishing, advertising and composing services to be automated. It was developed based on Ontology, which is considered as the backbone of the Semantic Web. In other words, the current Web is transformed from being machine-readable to machine-understandable. In fact, Ontology is a key technique with which to annotate semantics and provide a common, comprehensible foundation for resources on the Semantic Web. Moreover, Ontology can provide a common vocabulary, a grammar for publishing data, and can supply a semantic description of data which can be used to preserve the Ontologies and keep them ready for inference. This paper provides basic concepts of web services and the Semantic Web, defines the structure and the main applications of ontology, and provides many relevant terms are explained in order to provide a basic understanding of ontologies.

研究动机与目标

• 阐明语义网的理论基础及其从机器可读的网络向机器可理解的网络演进的过程。
• 定义本体论作为语义网中表示共享、通用知识核心基础设施的角色。
• 解释本体论如何实现对网络服务的自动化标注、发现、发布和组合。
• 为该领域的新研究者提供本体论关键术语、结构和应用的全面介绍。
• 为数据建立一个共同的语义基础，以支持异构系统间的数据推理与互操作性。

提出的方法

• 本文采用对语义网和本体论模型的概念性与理论性分析，重点聚焦于其结构与功能组件。
• 将本体论定义为对共享概念化的正式、显式规范，强调其在提供数据发布通用词汇和语法方面的作用。
• 文章解释了本体论如何支持数据的语义描述，通过标准化表示实现机器推理与推断。
• 讨论了本体论与网络服务的集成，通过语义标注实现服务的自动化发现与组合。
• 该方法具有说明性和教育性，通过定义和图示性解释来传达核心概念，而无需正式建模或实现。
• 本文借鉴了人工智能与知识表示领域的既定标准与原则，以构建讨论框架。

实验结果

研究问题

• RQ1 本体论如何实现将当前网络转变为机器可理解的语义网？
• RQ2 支持语义互操作性的本体论的核心结构与功能组件是什么？
• RQ3 本体论在多大程度上能够实现网络服务的自动化发现、标注与组合？
• RQ4 本体论如何为语义网上的数据发布与推理提供通用词汇和语法？
• RQ5 支撑语义网背景下本体论设计与应用的基本理论原则是什么？

主要发现

• 本体论通过实现共享知识与通用词汇的正式表示，成为语义网的基础框架。
• 语义网通过基于本体论的语义标注，使数据具备机器可理解性，从而扩展了当前网络。
• 本体论通过提供机器可处理的描述，促进了服务发现、发布与组合等自动化流程。
• 通过本体论实现的数据语义描述支持推理与推断，增强了数据的互操作性与可重用性。
• 本体论与网络服务的集成，使得基于语义匹配的服务动态、自动化组合成为可能。
• 本文确立了本体论在保持语义完整性以及支持分布式系统间可扩展、互操作的数据交换方面至关重要。