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第二节
本体的组成要素

本体的定义虽然有诸多表述,但有关它的必要条件基本能在定义中得到体现。本体作为知识组织的重要手段具有以下要素。

1.概念(concept)

概念原本是思维科学的一个术语,是“思维的基本形式之一,反映客观事物的一般的、本质的特征”。在本体中,概念扮演着非常重要的角色,是人与机器交互的桥梁:(1)概念是人类对现实世界理解的表意符号;(2)概念是机器操作的主要对象;(3)在人类和机器之间,需要建立一个数学模型使得人类能理解并控制机器的运作,而概念又是数学模型主要的构成元素。本体中,概念又称为类(class),是相似术语所表达的概念的集合体。以下是一些类的例子:

人,所有人的集合

个体,代表所有个体的类

类,代表所有类的类

疾病,代表所有疾病的类

一个本体的类本质上分为两种:外延的和内敛的。当一个类的特点仅仅由其成员决定时,这个类就是外延的。具体来说,类甲仅仅在以下条件成立的情况下是外延的:存在任一类乙,类乙的成员与类甲完全相同,则类乙与类甲相同。如果某个类不满足这种情况,则它是内敛的。虽然外延的类不仅在哲学上少有疑问,而且在算数上表现更好且更易被理解,它们却不允许一丝一毫的差别,而这些差别是本体中需要存在的。举例来说,一个本体可能需要区分所有拥有肾的生物的类和所有拥有心脏的生物的类,即使这些类正好拥有相同的组成。

重要的是,一个类能包含其他类或被其他类所包含。举例来说,心血管疾病包含心瓣膜疾病,则心瓣膜疾病中的任一成员是心血管疾病的成员之一。包含关系被用来创造类的层次,一般由像事物这样最普遍的类位于顶层,而那些具体的类如二尖瓣疾病等位于底层。

一个分类(partition)是一些有关系的类以及决定事物被分到哪个类的相关规则的集合。举例来说,疾病被分为二十三类:细菌感染、真菌病、病毒性疾病、寄生虫病、消化系统疾病、耳鼻咽喉疾病、神经系统疾病等等。分类规则决定某个具体的疾病被分到各个疾病类下。

如果分类规则保证单种疾病不会同时属于两种、三种或四种疾病类,则这个分类被称为脱节分类(disjoint partition)。如果分类规则确保每个上层类中的具体个体至少属于一个分类的实例,则这个分类被称为彻底分类(exhaustive partition)。

2.关系(relation)

本体中的关系表示概念之间的一类关联,其中典型的二元关系如概念之间的is-a关系,它形成了概念之间的逻辑层次分类结构。

3.属性(attribute,slot有时也称为role或property)

概念的属性是指概念的一些描述方面,具有限制类中的概念和实例的功能,属性是区分类的标准,属性具有继承性,一个属性必须具有相应的属性值,在概念层上设有属性值。例如,概念“疾病”有属性“病因”。

4.公理(axiom)

本体中公理是公认的事实(或推理规则),是用来知识推理的。

5.函数(function)

函数是关系的特定表达形式。函数中规定的映射关系,可以使得推理从一个概念指向另一个概念。

6.概念的个体实例(individual instance of concept)

概念的个体实例是逻辑层次最低的概念,它的外延只有自身,因此称为概念的个体实例,也简称实例。实例是本体中的最小对象。它具有原子性,即不可再分性。如果某个实例还可以再进行划分,那么它就是一个类,而不是实例。实例可以代入函数中去进行运算,而函数的运算结果一定是另外一些实例或者是类。类包含实例,而每个实例都有不属于其他实例的属性,这是区分不同实例的唯一标识。 BQ+O599f7ys9eYZrY3ph6xJ4yevkAyOncePXU/Bp3aobcM975vs+7EgXk5h7rdYZ

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