燕春兰 汤小琴

(重庆三峡学院经济与管理学院，重庆 404100)

互联网上有关电子商务的教学资源非常丰富，但是这些资源缺少统一的知识表示，使得资源管理难度大，各教学系统之间很难实现相互操作.我们将电子商务的课件、习题、实验、问答等相关教学资源统一，利用本体技术对这些资源进行建模，开发出一个基于语义技术的电子商务教学资源检索系统，并对其系统结构进行了分析.

1 本体和本体语言

1.1 本体定义

本体本是哲学的范畴，即一切现实事物的本质或基本特征.随着计算机科学的发展，计算机界用“本体”这个词表述和界定由格鲁伯提出的“本体是概念化的明确的规范说明”这个事物，于是“本体”一词又成为了一个计算机科学的名词.

1993年，格鲁伯提出本体是概念化的明确的规范说明.1997年，Borst定义本体是共享概念化的形式化的规范说明.1998年Studer等人在前面两种定义的基础上，提出本体是一个共享概念的形式化的、明确的规范说明.该定义也是目前被广泛引用的定义.

1.2 本体语言

Web本体语言(OWL)是一种可用于描述网络文档和应用之中所固有的那些类及其之间关系的语言.OWL语言由三种子语言组成，OWL-Lite，OWL-DL，OWL-Ful，每种子语言都是因不同的需求而设定的.子语言的特征是由它的描述能力来分类的，其中，OWL-Lite描述能力最弱，OWL-Full描述能力最强，OWL-DL的描述能力介于中间，同时，OWL-Full可以视为是OWL-DL的一个扩展.OWL-Lite在语法上是最简单的语言，一般用于只有一个简单的类层次和定义的约束比较简单的情况.OWL-DL是建立在描述逻辑基础上的，描述能力比OWL-Lite强得多.描述逻辑是第一顺序逻辑的决定性部分，可以进行自动推理.因此，可以自动的计算分类层次，并且检查本体的一致性.

1.3 本体工程方法

在整个本体工程方法论的发展过程中，学者根据实际工程提出了很多成熟的方法论.然而这些方法论只是针对某些特殊的应用领域，目前还没有一个广泛适用的统一的方法论.TOVE法[4]是开发TOVE工程本体(商业和公共企业建模的综合本体)的经验总结.该方法是基于本体评价的本体建模方法.METHONTOLOGY[5]主要用于构建化学本体.ENTERPRISE[6]主要用于企业本体建模的方法总结.IDEF5法[7]是用于描述和获取企业本体所采用的一种结构化本体开发方法，该方法使用图表语言和细节说明语言，获取关于客观存在的概念、属性和概念间的关系，并将之形式化，作为知识本体的主要框架.七步法[8]由斯坦福大学开发，主要用于领域本体构建，是一种较为实用的本体开发方法，但缺少检查和评估以及用户的反馈环节.

2 构建电子商务教学资源的本体模型

本文从实际需求入手，利用斯坦福大学开发的“七步法”，构建电子商务教学资源本体.步骤如下:

2.1 课程本体

课程本体描述的是相关课程的概念和属性，并定义了五个概念，分别是课程类、课程创建者、课程内容、课程背景和课程结构.为了描述这些概念之间的关系，我们还定义了5个对象的属性.这些对象的属性如下:对象属性“BelongTo”描述的是课程和课程类之间的关系，域是课程，范围是课程类；“PriorTo”是一个传递属性，它描述了前课程学习之间的关系，其域和范围都是课程；“RelatedContent”介绍了相关课程和内容之间的关系，其域是课程，范围是内容；“RelatedContest”介绍了相关课程和上下文内容之间的关系，其域是课程，范围是上下文；“RelatedStructure”描述了课程和结构之间的关系，其域是课程，范围是结构.

2.2 内容本体

内容本体描述的基本概念(如电子商务或网络营销)，以及这些概念之间的关系.例如，网络营销策略是网络营销的一部分，也是电子商务的一部分.因此，电子商务的内容本体的描述，至少包括“is-part-of”关系，而且这些关系是传递的.

使用这种方法，自动学习机构可以推断，网络营销策略的知识可以在电子商务本体中找到.当学生检索网络营销知识，系统将自动在电子商务本体中搜索.根据以上的分析，我们在建立内容本体的时候定义一个“Know ledgePoint”类和四个对象的属性:“ConeptOf”，“SubConeptOf”，“Pre”和“Next”.“ConeptOf”和“SubConeptOf”具有相互传递的关系，它们描述了这些知识点之间的关系；“Pre”和“Next”彼此之间也是反比的关系，“Pre”描述了直接前面的关系，“Next”描述了这些知识点之间的直接后继关系，它们的域和边界都是知识点本体.在论文中的相反关系的属性，是为了方便系统设计.

2.3 上下文本体

上下文本体描述的是学习材料的概念以及概念之间的关系.学习材料的文本可以分为实例、介绍、联系、相关资源、常见问题解答等.上下文本体描述的学习材料可以根据用户的喜好来检索.比如，如果一个用户需要更深入的了解一定的主题，他可以搜索这个主题的实例.当系统推断到这个事实，系统就会在上下文本体中检索出相关的文本.最终结果就是，当用户检索一个特定的主题的时候，他们不仅获得了这个主题的解释，同时还获得了这个主题的实例，系统可以在这方面为用户提供更好的服务.在上下文本体中有6个概念，上下文、实例、相关资源、介绍、练习和常见问题解答.上下文本体和这些概念之间的关系是父类与子类的关系，可以通过计算机语言OWL通过“SubClasssOf”来描述.

2.4 结构本体

结构本体用来定义这些学习材料之间的逻辑结构.因为网络学习是一个由用户自己安排的学习环境，有必要将这些学习材料划分成模块，但是这些模块之间的关系应该由结构本体来定义.在结构本体中，结构关系通常是“前一个”、“后一个”、“hasPart”、“isPartOf”、“要求”、“isBasedOn”等，我们还可以定义这些关系中的关系.例如，我们可以定义“hasPart”和“isPartOf”是反比关系.这是方便结构本体的检索.根据本文的需要，我们设计一个简单结构本体，定义五个概念，EduResource，创造者，Flash，视频和文档.我们另外定义两个对象属性，“PrevResource”和“NextResource”，来表示基于以上五个概念的这些教学材料的逻辑结构.“PrevResource”和“NextResource”之间是相反的关系，并且描述了材料的优先级，它们的域和边界都是教学资源.Flash，视频和文档是教学资源的子类.结构本体还定义了创建者类中的数据类型属性，创建者类与在课程本体中的创建者类一样.

构建电子商务的本体，我们使用由斯坦福大学开发的本体编辑器软件Protégé，这个软件采用的是由万维网联盟推荐的建模语言OWL.我们存储本体采用的是基于OWL的文件格式.

3 电子商务教学资源本体模型的应用

电子商务教学资源应用系统是一个基于语义的检索系统.其系统的体系结构采用三层结构，即:表示层、逻辑层和存储层.如图1所示:

图1 电子商务教学资源应用体系结构图

3.1 表示层

表示层是用户与系统之间的交互接口，用户一般通过Web浏览器来查询本体、检索本体.系统还可以通过Web浏览器来将本体可视化.由于本体描述语言OWL是基于XML句法，那么我们应用现成的Web技术就可以实现用户与本体数据的交互.

3.2 逻辑层

该层主要是将用户与本体存储层的数据之间的事务独立出来，通过一些独立的组件来处理这些事务.在软件工程领域，我们称为中间件.在该层中，我们主要有三个独立模块，分别是本体查询模块、本体推理模块和本体管理模块.管理模块主要实现本体数据的插入与删除.查询模块主要处理本体数据的查询事务.输出模块主要实现本系统与其他系统之间的数据交换和返回用户与底层数据之间的交互结果.

3.3 存储层

该层主要实现本体数据的持久化的保存功能.如今，本体数据的保存主要有两种情况，一是通过关系数据库来实现，二是通过文件来实现.我们在本系统中由于采用了OWL语言来描述电子商务教学资源本体，我们采用文件形式来保存.

未来的工程项目包括兴建更多的子领域本体的电子商务教学资源，更有效和持久性存储的本体模型的方法可以是未来的另一个研究重点.

[1]T.R.Gruber.“A Translation Approach to Portable Ontologies”Knowledge Acquisition.vol. 5，pp:199–220，1993.

[2]W.Borst. Const ruction of Engineering Ontologies.PhD thesis，Institute for Telematica and Information Technology，University of Twente，Enschede，The Nether lands，1997.

[3]R.Studer，R.Benjamins，and D.Fensel.Knowledge engineering: Principles and methods. Data and Knowledge Engineering，vol.25，pp:161-198，1998.

[4]TOVE. Gruninger，M. and Fox，M.S. Methodology for the Design and Evaluation of Ontologies，Workshop on Basic Ontological Issues in Knowledge Sharing，IJCAI-95，Montreal，1995.

[5]METHONTOLOGY.Fernandez，M.，Gomez-Perez，A.and Juristo，N. METHONTOLOGY: Form Ontological Art Towards Ontological Engineering，AAAI-97 Spring Symposium on Ontological Engineering，Stanford University，March 24-26th，1997.

[6]ENTERPRISE. M.Uschold. Ontologies Principles，Methods and Appl ications.Knowledge Enginneering Review， Vol.11，1996.

[7]IDEF5 Method Report.ht tp://www.idef.com/pdf/ Idef5.pdf，1994.

[8]Natalya F Noy，Deborah L.Mcguinness. Ontology Development 101:a Guide to Creating Your First Ontology. http://protege.stanford.edu/ publications/ontology- development/ ontology101. pdf，2002.