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1、复旦大学 硕士学位论文 基于本体的Web站点建模 姓名：葛亮 申请学位级别：硕士 专业：计算机软件与理论 指导教师：施伯乐 20040430 摘要 基于本体的W e b 站点建模 【摘要】 近年来，W e b 站点的设计和维护是软件产业中的一个研究热点，随着W e b 站点复杂性的日益增加，W e b 站点的开发迫切需要良好的方法和过程指导，于是 软件工程领域提出W e b 工程的概念，开始研究如何在W e b 站点的开发中应用软 件工程的技术，实现W e b 站点的工程化开发，其中最核心的研究内容之一就是 W e b 站点建模。 另一方面，语义W e b ( S e m a n t i cW
2、 e b ) 和本体( O n t o l o g y ) 的提出，要求 W e b 站点上的数据应该是计算机能读懂的( M a c h i n eU n d e r s t a n d a b l e ) ，核心思想 就是把W e b 站点上数据隐含的语义显式地、形式化地表达出来，使这些数据能 够被计算机理解和自动处理。 本文借鉴W e b 工程领域的研究成果，并顺应W e b 向语义W e b 发展的趋势， 提出了一个基于本体的W e b 站点模型( O n t o l o g y B a s e dW e bS i t eM o d e l ，简称 O n t o W S M ) 。O
3、n t o W S M 是一个四层的W e b 站点模型，在抽象的层次上描述了一 个W e b 站点各个方面的特征：( 1 ) 语义模型，描述W e b 站点上数据所蕴含的概 念或语义；( 2 ) 结构模型，描述W e b 站点上数据本身的结构；( 3 ) 导航模型， 描述W e b 站点的导航特征，即W e b 站点上的数据之间是怎样链接的；( 4 ) 表现 模型，描述W e b 站点上的数据的表现形式。 O m o W S M 不仅使W e b 站点的工程化开发成为可能，而且利用O n t o W S M 开 发出的W e b 站点可读性强，易于维护，并且是符合语义W e b 标准的语义W
4、 e b 站 七 【关键字】 W e b 工程：W e b 站点建模；语义W e b ：本体 A b s t r a c t A b s t r a c t O n t o l o g y b a s e dW e bS i t eM o d e l i n g R e c e n t l y , d e s i g n i n ga n dm a i n t a i n i n gW e b s i t e sp o s t sc h a l l e n g e sf o rt h es o f t w a r e i n d u s t r y W i t ht h ec o m p l
5、e x i t y o fW e bs i t e si n c r e a s e ds i g n i f i c a n t l y , g o o dm e t h o d sa n d p r o c e s s e s a r er e q u i r e dt og u i d et h ed e v e l o p m e n to fW e bs i t e s A sar e s u l t ，W e b E n g i n e e r i n gw a se s t a b l i s h e da san e wd i s c i p l i n et oh a n d
6、 l et h ei s s u e si nt h eW e b s i t e d e v e l o p m e n t ，a n d W e bs i t em o d e l i n gb e c o m e sav e r yi m p o r t a n to n e M e a n w h i l e ，S e m a n t i cW e ba n dO n t o l o g yr e q u i r et h ed a t ao nt h eW e bt o b e m a c h i n eu n d e r s t a n d a b l e ，w h i c hm
7、e a n st h a tt h ei m p l i c i ts e m a n t i c so fd a t as h o u l db e e x p l i c i t l ya n df o r m a l l ye x p r e s s e d o nt h ew e bs ot h a td a t ac a nb es h a r e da n d p r o c e s s e d a u t o m a t i c a l l yb yc o m p u t e r s T a k i n gb o t hW e be n g i n e e r i n ga n
8、dS e m a n t i cW e b i n t oa c c o u n t ，i nt h i sp a p e rw e p r o p o s ea l lo n t o l o g yb a s e dW e b s i t em o d e l ，O n t o W S Mw h i c he n a b l e sam u l t i l a y e r e d h i i g h - l e v e ld e s c r i p t i o n o faW e bs i t ec o n s t r u c t i o n F r o mt o p t o d o w n
9、 w a r d ，t h e s e m a n t i cl a y e re l a b o r a t e st h es e m a n t i c so ft h ed o m a i no fd i s c o u r s e ，t h es t r u c t u r a l l a y e rc h a r a c t e r i z e st h es t r u c t u r eo fi t s d a t ac o n t e n t ，t h en a v i g a t i o nl a y e rd e s c r i b e s l i n k a g e s
10、 ，t h ep r e s e n t a t i o nl a y e rd e p i c t st h er e n d e r i n g f o ri t sc o n t e n t T h eO n t o W S Mn o t o n l ym a k e s i tp o s s i b l et oa p p l ye n g i n e e r i n gm e t h o d o l o g i e si n W e bs i t e d e v e l o p m e n tb u t a l s o i m p r o v e st h er e a d a b
11、i l i t ya n dm a i n t a i n a b i l i t y o fa r e s u l t i n gW e bs i t e M o r e o v e r ，t h ew e b s i t e sg e n e r a t e df r o mO n t o W S Ma r es e m a n t i c W e bs i t e so nS e m a n t i cW e b K e y w o r d s W e b E n g i n e e r i n g ，W e bs i t em o d e l i n g ，S e m a n t i
12、cW e b ，O n t o l o g y 2 1 绪论 1 绪论 1 1 研究背景 迄今为止，W e b ( W o r l dW i d eW e b ) 的飞速发展令人目不暇接。W e b 已经取 代了许多传统的交流模式，成为了众多行业竞相选用的信息发布媒介和分布式应 用集成平台。W e b 的迅捷实时性促使传统应用逐步跨向现今的基于W e b 的应用。 W e b 应用是当前基于W e b 信息系统的主要表现形式，其特征是通过W e b 浏 览器或H T T P 用户代理访问实现服务。它一般由瘦客户端( W e b 浏览器) ，表达 层( w 曲服务器) ，应用层( 应用服务器)
13、以及数据服务层( 数据库) 组成。它 所承担的任务不仅是简单的基于W e b 的数据发布，也包括了信息系统的构建和 复杂的应用逻辑。 W e b 站点和W e b 应用是同一事物通过不同视角的观察的结果。W e b 应用是 W e b 站点从外在功能角度的概括，W e b 站点是W e b 应用的实际存在形式和实现 技术。W e b 站点分为静态W e b 站点和动态W e b 站点。静态W e b 站点的全部页面 内容都来自事先生成的文件。动态W e b 站点的一部分页面内容通过服务器端的 即时计算得到，即所谓的动态页面( D y n a m i cW e bP a g e ) 。本文的研究
14、对象主要 是以数据为中心的动态W e b 站点，即W e b 站点的功能主要是管理和动态发布和 某一领域相关的数据，并向用户提供数据内容的查询功能。 随着W e b 站点内容的不断增加，其规模也在不断庞大。大规模W e b 站点的 开发中出现了很多需要解决的问题， 大规模W e b 站点的开发需要规范的开发方法支持，简单的W e b 页面编 辑工具，如微软的F r o n t P a g e 已经不能满足大型W e b 站点的开发需要， 而且，依赖于个人能力的开发方法经常导致W e b 站点开发的失败，W e b 站点的维护十分困难。 W e b 站点上的数据内容通常是非结构化的数据，而且这些
15、数据通常和面 向表现的H T M L 标记混杂在一起。对数据内容的管理和维护非常困难， 而且，W e b 站点的外观一旦要改变，就会涉及W e b 站点的数据内容， 常常是“牵一发而动全身”。 由于W e b 站点的最终表现是页面，内容表达粒度过于精细，导致了由 W e b 站点的设计转换为W e b 站点的实现容易，而从W e b 站点的实现却 很难看出W e b 站点的设计思想。 目前，W e b 站点上数据内容的语义通常是隐含的，例如： J o eB l a c k ，通过人为的理解，我们可以知道J o eB l a c k 1 绪论 是一名学生，但是，对于计算机来说， 标记并没有任何的
16、意义， 也就是说S t u d e n t 的含义是隐含的，需要人为的解释，计算机不能自动识 别。 针对上述的前三个的问题，W e b 工程( W e bE n g i n e e r i n g ) 的概念应运而生。 W e b 工程方法借用传统软件工程领域思路，采用结构化或面向对象技术，以模型 驱动的开发方法开发W 曲站点，相关的研究和系统有O O H D M ，A r a n e u s 和 W e b C o m p o s t i o n 等方法。它们均根据W e b 站点的开发特点，提出自己了的一套 模型，指导w 曲站点的开发，实现W e b 站点构建过程的工程化，使W e b 站点更 加易于维护，本文将在下一章分析这些方法的优缺点。 上面提到的最后一个问题与语义W e b ( S e m a n t i cW e b ) 和本体( O n t o l o g y ) 有关，O n t o W e b b e r 方法正是结合W e b 工程和本体解决上述问题的一个解决方案， 本文将在下一章作具体分析
