本體模塊化

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本體模塊化（Ontology Modularization ）

　　本體模塊化是指模塊化本體是本體模塊和模塊之間連接的集合，本體模塊之間通過介面連接，模塊化本體中單個模塊的更新不影響組成本體的其他模塊，也不影響模塊化本體整體的知識表示。

　　用某種本體描述語言（例如 OWL）定義的本體，用於描述數據層中數據的語義內容。對於不同的資源 擁有者可能採用不同的本體描述語言。

　　SuOrez—Figueroa等 認為本體網路開發中需要考慮的模塊化方法包括以下三個方面：

　　(1)模塊化本體設計，即構建獨立、自包含組件的本體；

　　(2)模塊化現有本體，涉及本體模塊抽取、本體分解為模塊、隱藏本體中模塊；

　　(3)重用本體模塊。關註於模塊化現有本體的活動和方法論指導，創建模塊作為大規模本體的子組件。

　　Aquin指出本體模塊化對應於包括模塊化本體設計和模塊化現有本體各種不同的任務。本體模塊化的兩個主要活動：在設計階段確定模塊或者模塊化現有的非模塊化本體。前者稱為模塊化先驗，後者稱為模塊化後驗。

　　林鬆濤 認為本體模塊化特指按照適當的原則將一個待建模的複雜領域自頂向下逐層的分解為若幹個相對獨立但又相關聯的所謂“子領域”．對每個子領域進行獨立的建模，形成所謂的“本體模塊”；將若幹個本體模塊按某種方法組裝起來，即形成該領域的模塊化本體。

　　模塊化的思想來源於軟體工程，是指將軟體設計成清晰和良好的結構以支持軟體的維護和重用。本體模塊化理論剛剛起步，不同研究人員根據對本體模塊的理解和應用背景，給出了本體模塊的不同定義和稱謂，例如，本體視圖（ontology view）、模塊（module）、塊（block）、本體段落（ontology segment）等。　

　　一般來講，模塊化本體應該具有以下特點：

　　（1）模塊化本體語義的正確性和完整性：由模塊組成的系統，必須準確提供組成系統的各個模塊的信息，各個模塊能夠獨立表達各自的語義。

　　（2）組合性（Compositionality）：在單獨模塊或幾個模塊中成立的邏輯屬性，在集成之後的系統中也應該是成立的。模塊化系統的這種組合性對類似一階邏輯那樣的不可判定邏輯很有意義，因為可以從更小粒度的理論入手嘗試證明屬性的正確性。對可判定的邏輯而言，組合性對推理性能很有幫助。當前，一些大型本體的規模遠遠超出推理機的推理能力。

　　（3）有向性（Directionality）：系統應當允許模塊之間有向的信息流動，使得一個模塊可以在使用而不影響另一個模塊。典型的例子是，領域本體使用頂層本體的知識時，領域本體的改變不能對頂層本體產生影響。

　　（4）可理解（Comprehensibility）：模塊的可理解性是為了支持系統的可維護性。基礎模塊的可理解性可以通過控制辭彙表的規模和結構、公理集的複雜性達到；組合模塊的可理解性，應該可以通過其模塊的組合方式實現。

　　（5）穩定性（Stability）：當模塊化本體中的某個模塊更新（即演化），或添加某個新模塊的時候，系統應當保持穩定。對系統結構而言，添加新模塊不會破壞原有模塊之間已經建立的結構關係。

　　本體模塊化的思想來自於軟體模塊化，因此與軟體工程中的模塊化機制有很多相同或相似的性質，例如模塊的獨立性、模塊之間的信息共用和信息隱藏等等。軟體工程中的模塊化理論值得本體領域研究的借鑒，理解軟體工程中的模塊化機制，對理解本體模塊化的概念有很大的好處。上述模塊化本體的特點，目前很難實現。當前的本體模塊化研究，主要是本體分解和模塊抽取，考慮從本體中獲取本體模塊，很少涉及模塊的組合問題。

　　實現模塊化本體主要有兩種主要的語言途徑。一種是基於非經典語義的邏輯語言擴展，如分散式描述邏輯，E-連接和基於包的描述邏輯；另外一種途徑是基於經典描述邏輯語義，但限制對外部符號的使用以保證各模塊可安全的合併。