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1、语义桌面研究综述曾 苏1,2 马建霞1（中国科学院国家科学图书馆兰州分馆 兰州 730000）2（中国科学院研究生院 北京100190）摘 要 在分析现有桌面技术不足的基础上，引出了语义桌面的概念；然后，对语义桌面研究项目进行了详细阐述，进而提出了语义桌面的主要构成要素：个人心智模型、用户情景、用户界面、PIMO及语义桌面搜索；最后，分析了语义桌面的未来发展方向。关键词 语义桌面 语义网 本体Review of Research on Semantic DesktopZeng Su1，2 Ma Jianxia1 (Lanzhou Branch, National Science Library
2、, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, China) (Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)Abstract On the basis of analyzing the deficiency of existing desktop technology，the article introduces the concept of Semantic Desktop. Research projects on Semantic Desk
3、top are elaborated in detail and the inscapes of Semantic Desktop are also described，including personal mental models，user context，user interface，PIMO and semantic desktop search. At last, the authors give a prediction of this technology.Keywords Semantic Desktop Semantic Web Ontology1 语义桌面的产生背景随着计算
4、机技术和海量存储技术的发展，个人计算机上存储着大量的不同格式的文件，包括论文、电子邮件、通讯录、多媒体文件等。文件数量的不断增长和存储路径的逐渐细化，使得用户难以在第一时间找到所需要的文件。如何对这些存储在计算机上的个人信息进行有效管理，并揭示这些信息之间的语义联系，成为人们关注的重点问题。然而，现有的桌面技术无法满足用户的需求，具体体现在以下两个方面：首先，计算机无法获得很多关于文件内容方面的信息。假设用户下载了某一特定主题、某一特定作者的一篇文章，尽管该文章清楚的显示了其主题、作者、来源和版权信息，但计算机却无法获得这些信息或对其进行处理。这意味着计算机无法有效搜索、筛选或以其他方式处理文
5、献，也正是语义网关注的重点问题。其次，存储在计算机上的资料只能以与其格式相关的方式进行访问和分类处理。如电子邮件是与文件分开存储的，这两者与存储在日历程序中的任务、备忘录和日程表也是分开的，同时通讯录可能被存储在其他程序中。然而为了完成某一特定的任务，所有这些格式的信息可能是相关的和必要的。即使是相似格式的文档也需要用不同的程序存取，PDF、PostScript、MS Word文档都是用不同的程序打开的。语义桌面的出现可以看作是对现有用户界面存在问题的回应。语义桌面试图采用语义网技术来扩展操作系统的能力，从而实现对所有格式数据的处理以解决上述部分或全部问题。在数据集成基础上，改善用户界面或现有
6、程序的相关插件，给用户以集成的方式实现知识存储。“语义桌面”的概念最早由Stefan Decker提出，Leo Sauermann 2003年在其硕士论文1中对语义桌面进行了详细介绍。Leo Sauermann等人在文献2中将语义桌面定义为：语义桌面是一个满足个人存储文档、多媒体、消息等数字化信息的设备，这些信息是作为语义网资源来描述的，用URI标注，并可通过RDF图存取和检索；同时，语义桌面是对用户内存的扩大补充：通过使用本体，使得用户可以表达个人心智模式和实现信息与系统的互连；应用程序使用本体和语义网协议，实现信息存储、访问和通讯。2 语义桌面相关研究项目2.1 NEPOMUK - The
7、 Social Semantic DesktopNEPOMUK3（Networked Environment for Personalized, Ontology-based Management of Unified Knowledge）项目是欧盟FP6支持的，其目标是使得个体知识工作者更好地开发和利用个人信息空间，并且突破组织的界限在社会网络内维持富有成效的交流和沟通。NEPOMUK 汇集了研究人员、工业软件开发商及具有代表性的工业开发商，制定了一项全面的方案，为了实现个人桌面扩展成为一个协作式平台，支持横跨社会和组织关系的个人信息管理及分享交流。NEPOMUK实施方案就是Social S
8、emantic Desktop（SSD），包括以下技术和方法：l 支持知识生命周期，特别是基于Wiki语义工具扩展的个人思想的产生和交流、目标为导向的工作处理模型集成及元数据的共享、交流和一致性；l 个人信息空间相关信息管理，通过跨媒体、跨应用的链接和浏览相关信息条目，这些条目是基于标准语义网数据结构的和非嵌入元数据（un-intrusive metadata）生成支持的；l 社会网络和分布式搜索、存储环境下的知识交流，从而实现在大型分布式情况下建立、维护和使用跨空间关系。NEPOMUK项目的主要成果：l Social Semantic Desktop中间件的构造和实施，以开源软件的形式发布和
9、在语义网标准化进程中提交l 活跃的科学和用户社区，汲取NEPOMUK 的成果，并根据其需要继续扩展l 一套在SAP、PRC或Pasteur使用的参考解决方案，以及在他们应用领域获取的记录在案的经验和方法本身2.2 GnowsisGnowsis4是由DFKI的知识管理试验室开发的语义桌面环境，是参照NEPOMUK语义桌面框架的部分内容实施的。该项目是第一个研究语义桌面的项目，试图将用户桌面数据资源整合到一个统一的RDF图中，同时研究如何利用URI来区分不同的资源。Gnowsis系统在普通桌面应用程序的基础上，增加了语义网接口，使得用户操作个人电脑如同使用一个小型个人语义网。通过个人信息空间进行跨
10、应用的文档链接和浏览得以实现，电子邮件、文档、地址簿、相册、日程表等分散本地数据能很方便地链接起来，构建成一个个人语义网。数据结构没有发生变化，现有的应用得以扩展而未被取代。可以在Gnowsis的基础上构建语义网和进行知识管理，通过一个简单的网络门户即可访问桌面应用的结构化数据。2.3 IRIS Semantic DesktopIRIS Semantic Desktop 5是SRI International的CALO研究项目的知识仓储和用户界面。IRIS是一个语义桌面应用框架，使得用户可以创建一个横跨他们办公室相关信息对象的“个人地图”。IRIS包括一个实现自动化进程的机器学习平台，可提供“
11、控制台”视图、情景导航、涵盖一个可扩展办公室应用套件的基于关系的架构，包括日历、网络和文件浏览器、电子邮件客户端及即时消息客户端。IRIS项目的目标：l 支持基于本体的知识存储，对丰富语义结构建模，捕捉用户工作环境的各个方面l 支持个人知识资产的组织，提供给用户满足个性化需求的信息资源组织方式，与其他语义装置保持语义互操作性l 真正的满足日常工作需要，将第三方应用程序整合到IRIS中，提供一个功能齐全的用户体验邮件加密、垃圾邮件过滤、日历服务器、PIMs同步、嵌入式闪存等，而不是自己执行这些功能l 在JAVA中运行或者能轻松实现与JAVA整合，CALO项目的机器学习组件要在JAVA中运行，IR
12、IS目前只支持Windows平台，其目标是实现跨平台操作IRIS将有助于将研究界从重点关注离线数据处理，转移到关注用户反馈、核心数据类型存取及数据的具体应用情境上来。IRIS取自Integrate、 Relate、 Infer 、Share四个英语单词的首字母，也正体现了其特点6：l 整合（Integrate）：IRIS从多个、独立的应用程序中收割和统一数据，如浏览器、文件管理器、办公软件和聊天软件等；l 关联 (Relate)：IRIS以基于本体知识库的方式存储数据，对用户工作生活进行丰富描述和关联；l 推理(Infer)：IRIS有一个学习框架，支持在线学习算法（如聚类、分类、抽取、优先次
13、序、关联、总结、多种预测），从而实现对数据、事件的关联和推理。此外，通过观察用户活动，CALO学习算法可以从用户处得到反馈；l 共享(Share)：IRIS中由用户、CALO创造的知识，最终在特定的用户群体中共享，实现IRIS用户间的内容共享是未来要解决的问题。2.4 DeepaMehtaDeepaMehta7项目是由Matthias Staps 和Jrg Richter 于2000年2月发起的。DeepaMehta是一个知识管理的软件平台，知识是在语义网络中表示和协作处理的。DeepaMehta将跨学科研究与开放源码思想结合起来，旨在为工作流程和社会进程产生真正作用。其用户界面是在融合认知心
14、理学研究和个体知识构建流程基础上开发的，完全基于思维导图/概念地图的，而不是通过应用程序、窗口和文件来直接、单独地处理所有信息。 DeepaMehta是一个取代传统电脑桌面的网络化语义桌面，它将用户从处理应用程序、文件和路径中解放出来。取而代之的是，用户利用主题图管理任意类型的信息，主题可能为项目、邮件、网页、备忘录、文章、通讯录或会议记录，用户还可定义他们自己的主题类型。用户再也看不到老式的应用程序、窗口、和文件，而是现实世界主题间的丰富关系。DeepaMehta桌面并不会掩盖其他窗口操作，只是提供一个用户现实工作情境的可视化缓存。在DeepaMehta中，主题图不只是图形，而是逼真的，这也
15、正是其可作为邮件客户端、共享日历、公共地址簿和浏览器的原因。DeepaMehta项目预想实现以下目标8： l 从用户界面的角度消除机器的概念（应用程序、文件格式等）。让用户只面对他们自己日常工作和想法，允许用户完全控制桌面显示，从而在屏幕上展现他们的工作情景；l 打破“应用程序监狱”和从应用程序中解放数据，使得用户可以跨应用操作，实现在不同的工作情景下的信息对象重用；l 设计可容纳个人学习过程的用户界面l 设计允许软件开发者贡献专有领域应用逻辑的软件架构，无需用户直接面对应用程序；l 支持协作，允许工作组运行在共用资料库并建立共用的语义结构。同时，提供用户保护空间以鼓励创造；l 设计支持从“内
16、容创作、丰富内容结构、通过应用逻辑丰富结构化内容”整个流程的工作环境，并且允许工作环境每个阶段的持续变化；l 实现电脑开机直接进入DeepaMehta桌面，使其成为标准的用户界面和工作环境。2.5 其他相关项目微软的Information Bridge Framework 9也可以看作是研究语义桌面的框架，通过“Smart Tags”整合包括Office文档在内的传统数据资源，并且集成各种网络服务和其他数据资源。麻省理工大学计算机科学与人工智能实验室的Haystack10项目提出了一个较为完整的语义桌面方案：在用户理解信息的基础上，让用户独立管理个人计算机上的信息；集成包括文字处理、电子邮件客户端、图像处理、实时通讯等许多应用程序；提供一个从
