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基于各项行业实践案例，知识图谱应用系统可定义为“通过整合知识与业务逻辑实现特定功能及应用的软件系统”。根据知识范围及应用范围的不同，可将知识图谱应用系统分为通用知识图谱应用系统和领域知识图谱应用系统。
（1）通用知识图谱应用系统：面向通用应用场景，以通用知识图谱作为主要知识来源，并通过知识与业务逻辑整合实现特定功能及应用的软件系统。例如，基于百科知识库的检索系统等。
（2）领域知识图谱应用系统：面向一个或者多个领域应用场景，以领域知识图谱作为主要知识来源，并通过知识与业务逻辑整合实现特定功能及应用的软件系统。例如，基于医学知识图谱的诊疗辅助系统等。
根据知识图谱应用系统中功能定位的差异，可以将其架构划分为7个模块，包括数据接入与预处理模块、业务应用模块、知识图谱构建模块、业务整合模块、应用交互模块、系统运维模块、安全保护模块，以覆盖知识图谱构建各个环节。知识图谱应用系统架构如图2.1所示，其中，斜纹底部分主要面向知识图谱构建前环节，白色底部分主要面向知识图谱构建环节，灰色底部分主要面向知识图谱构建后应用环节。
图2.1 知识图谱应用系统架构
1.数据接入与预处理模块
数据接入与预处理模块主要是对外部数据进行采集、接入和必要的处理，以使数据满足后续知识获取的要求，处理环节包括数据清洗、数据转换、基础自然语言处理等。
接入的数据源包括以下几个方面。一是结构化数据，如存储于关系型数据库中的业务数据等。二是满足一定的文档结构要求和语法规则，但存在非结构化数据和结构化数据混杂情况的半结构化数据，如百科数据等。三是文档、图片、视频、音频等非结构化数据。此外，由于数据来源需区分公开数据和私有数据，因此，处理过程中存在处理权限、内容保护、数据溯源等问题。
2.业务应用模块
业务应用模块为待与知识图谱进行集成的业务系统或模块，通常存储着重要的业务数据，可以提供业务数据处理、业务数据调用、业务功能调用和结果反馈、任务管理等细分功能。由于应用场景、应用需求的差异，知识图谱应用系统可能涉及多个业务应用模块或子系统。
3.知识图谱构建模块
知识图谱构建模块将根据应用需求、知识特点等因素构建相应的知识图谱。其需要具备知识图谱构建过程中技术路径中各环节的相应功能，包括知识表示、知识建模、知识获取、知识融合、知识存储、知识计算、知识溯源、知识演化、知识质量评估、知识管理等。另外，根据具体的应用需求可对知识图谱构建模块进行拓展，增加其他功能子模块。如定制化图模型模块、图数据迁移备份子模块等。
该模块可以是独立开发或采购具有知识获取、检索、关系推理、可视化和维护等基本功能的知识图谱构建工具/系统。此外，部分厂商也可基于其拥有的知识图谱，以接口等形式提供知识查询或计算结果调用等服务，用户企业可以在其上进行二次开发或集成，形成新的产品或服务。
4.业务整合模块
业务整合模块主要负责将业务系统、知识图谱构建模块、数据接入与预处理模块等按照业务逻辑和系统设计进行集成和能力封装，以实现知识图谱应用系统目标。能力封装中涉及的共性基础能力包括各领域知识图谱提供的基础能力，如提供语料库、语义引擎、语义模型、基础图谱及本体模型等。
5.应用交互模块
应用交互模块主要负责对外提供可视化交互应用或可以被调用的服务，包括 UI、App、API、SDK等形式。
该模块可提供本体管理、知识管理、众包标注、知识编辑、知识审核、协作管理、权限管理、图谱划分、缓存管理、查询分发、访问控制、版本管理等功能，以及数据可视化、语义检索、智能搜索、智能问答等知识应用能力。通过该模块，可实现基于知识图谱的各类复杂应用和管理。
6.系统运维模块
系统运维模块主要负责对知识图谱应用系统各模块进行监控和运维。其中，知识图谱的运营和维护贯穿知识图谱生命周期的每一个环节，通过参与者及时的反馈与管理者的人工介入来保证知识图谱具有较高的可表达性、可解释性、可移植性和可维护性等特性。此外，该模块还需负责完成整个系统上线后的运维管理和运行状态监控。
7.安全保护模块
安全保护模块主要负责对知识图谱应用系统各模块进行全面的用户管理和权限控制等。此外，该模块负责系统安全监测和安全管理，如数据加密、传输控制等。