工学基于本体的软件体系结构模式管理.pptx

基于本体的软件系统结构基于本体的软件系统结构模式管理模式管理报告人：胡静报告人：胡静内容提要内容提要n语义网和本体介绍语义网和本体介绍n知识管理知识管理n软件体系结构和设计模式软件体系结构和设计模式n基于本体的知识管理研究基于本体的知识管理研究n基于本体的软件体系结构的模式管理基于本体的软件体系结构的模式管理语义网和本体简介语义网和本体简介nWeb与与Semantic WebnWeb是供人访问的是供人访问的n其设计的目的是用户直接阅读与处理，因此在信息表其设计的目的是用户直接阅读与处理，因此在信息表达和检索方面存在缺陷达和检索方面存在缺陷nWeb在人的操作下存储和交换信息在人的操作下存储和交换信息nWeb的语言基础是的语言基础是HTML，其数据和表示共存一体，其数据和表示共存一体，且提供的链接缺乏语义且提供的链接缺乏语义nSemantic Web试图让机器自动访问试图让机器自动访问nSemantic Web试图使机器代理存储和交换信息试图使机器代理存储和交换信息HTMLn数据和表示共存一体数据和表示共存一体n信息量巨大信息量巨大n元数据单一而且固定元数据单一而且固定n信息易于表示和发布信息易于表示和发布n不易于进行信息检索不易于进行信息检索 Heiner Stuckenschmidt Intelligent Systems Group,Center for Computing Technology,University of Bremen Tel.:[phone] Email:heinertzi.de语义网体系结构语义网体系结构RDF+RDF Schemau描述网上的资源及其类型，描述网上的资源及其类型，为网上资源描述提供一种通为网上资源描述提供一种通用框架和实现数据集成的元用框架和实现数据集成的元数据解决方案数据解决方案uURI标识网上的对象（资源标识网上的对象（资源和链接），和链接），RDF和和RDFS对对这些对象进行陈述这些对象进行陈述u保证了资源和链接可以有类保证了资源和链接可以有类型型语义网体系结构语义网体系结构(续续1)Ontology vocabularyu描述各资源之间的联系描述各资源之间的联系u揭示了资源本身以及资源之间揭示了资源本身以及资源之间更为复杂和丰富的语义信息。更为复杂和丰富的语义信息。u实现了信息的结构和内容分离实现了信息的结构和内容分离u对信息进行完全形式化的描述，对信息进行完全形式化的描述，使网上信息具有计算机可以理使网上信息具有计算机可以理解的语义解的语义u定义了概念之间的关系，因此定义了概念之间的关系，因此可以对字典的变迁提供支持。可以对字典的变迁提供支持。关系描述和语义描述关系描述和语义描述n资源描述框架语言资源描述框架语言RDF处理元数据的基础处理元数据的基础n描述元数据以及元数据之间的关系描述元数据以及元数据之间的关系n在应用程序之间交换机器可理解的网络数据。在应用程序之间交换机器可理解的网络数据。n强调让计算机自动处理网络资源强调让计算机自动处理网络资源n资源描述框架模式资源描述框架模式RDFSnRDF提供了一个领域无关的机制来描述元数据，需要提供了一个领域无关的机制来描述元数据，需要RDFS来描述领域相关的语义。来描述领域相关的语义。nRDFS描述类与它的子类之间的关系，可以定义某个特定领描述类与它的子类之间的关系，可以定义某个特定领域的分类方法域的分类方法nRDFS定义了类的性质定义了类的性质RDF模型模型nRDF模型的组成模型的组成n通过性质（通过性质（property）和值（）和值（Value）来描述资源以及资源之）来描述资源以及资源之间的关系类似于传统的间的关系类似于传统的对模型和对模型和E-R图。图。nRDF语句的组成：三元组语句的组成：三元组p,s,o。nP：谓词：谓词(predicate)对应性质对应性质(property)，箭头表示，箭头表示nS：主体：主体(Subject)对应资源对应资源(Resource)，椭圆形节点表示，椭圆形节点表示nO：客体：客体(Object)对应文本对应文本(Literal)，矩形节点表示，矩形节点表示S SO OP Phttp:/http:/北大网络实验室北大网络实验室创建者创建者北大网络实验室是资源北大网络实验室是资源http:/http:/的创建者的创建者RDF模型（续模型（续2）资源资源http:/http:/的创建者名为的创建者名为“北大网络实验室北大网络实验室”，电子，电子邮件为邮件为“”http:/http:/北大网络实验室北大网络实验室创建者创建者http:/ Schema&XMLnRDFS只是增强了只是增强了RDF对资源的描述能力对资源的描述能力nXML Schema定义了定义了XML的数据结构的数据结构语义知识的推理过程语义知识的推理过程词语、符号（词语、符号（SymbolsSymbols）事物（事物（ThingsThings）红色红色！概念（概念（ConceptsConcepts）红色是一种颜色，和红色是一种颜色，和形状无关形状无关联想（联想（EvokeEvoke）指向（指向（Refer toRefer to）以性质为中心的以性质为中心的RDFShttp:/doc.org/doc1http:/doc.org/doc1天龙八部天龙八部作者作者金庸金庸DC:TitleDC:Titlenamenamehttp:/pcr.org/per1http:/pcr.org/per1typetypetypetype文档文档人人作者作者domaindomainrangerangetypetype性质性质SubClassOfSubClassOf资源资源SubClassOfSubClassOfSubClassOfSubClassOf本体简介本体简介n本体和语义信息模型本体和语义信息模型n信息模型用于描述组织内的信息资源以及这些资源信息模型用于描述组织内的信息资源以及这些资源的相互关系的相互关系n利用信息模型进行信息资源管理的目的和重点应该利用信息模型进行信息资源管理的目的和重点应该放在被管理的数据所代表的语义上。放在被管理的数据所代表的语义上。n从知识共享的角度看，本体可以看作是一种概念化从知识共享的角度看，本体可以看作是一种概念化的显示说明，是对客观存在的概念和关系的描述。的显示说明，是对客观存在的概念和关系的描述。本体定义本体定义n哲学语言学哲学语言学n研究实体存在性和实体存在的本质等方面的通用理研究实体存在性和实体存在的本质等方面的通用理论论n人工智能领域人工智能领域n给出构成相关领域词汇的基本术语和关系，以及利给出构成相关领域词汇的基本术语和关系，以及利用这些术语和关系构成的规定这些词汇外延的规则用这些术语和关系构成的规定这些词汇外延的规则的定义的定义n不仅包含显示定义的术语，还包含运用规则推导出不仅包含显示定义的术语，还包含运用规则推导出的术语。的术语。n计算机领域当前研究的本体计算机领域当前研究的本体n本体是共享概念模型的形式化规范说明本体是共享概念模型的形式化规范说明本体定义的含义本体定义的含义n概念化概念化n通过抽象出客观世界中一些现象的相关概念而得到通过抽象出客观世界中一些现象的相关概念而得到概念模型，其所含义独立于具体的环境状态。概念模型，其所含义独立于具体的环境状态。n明确明确n使用的概念及使用这些概念的约束都有明确的定义使用的概念及使用这些概念的约束都有明确的定义n形式化形式化n本体是计算机可读的本体是计算机可读的n共享共享n本体中体现的共同认可的知识，反映的是相关领域本体中体现的共同认可的知识，反映的是相关领域中公认的概念集。中公认的概念集。本体定义的含义（续）本体定义的含义（续）n本体的目标本体的目标n获取、描述和表示相关领域的知识，提供对该领域知识获取、描述和表示相关领域的知识，提供对该领域知识的共同理解。的共同理解。n确定该领域内共同认可的词汇，并从不同层次的形式化确定该领域内共同认可的词汇，并从不同层次的形式化模式上给出这些词汇和词汇间相互关系的明确定义。模式上给出这些词汇和词汇间相互关系的明确定义。n本体的特性本体的特性n静态性：反映的是概念模型，没有涉及动态的行为静态性：反映的是概念模型，没有涉及动态的行为n动态性：内容和服务对象是不断变化的，针对不同的领动态性：内容和服务对象是不断变化的，针对不同的领域，可以定义和构造不同的本体域，可以定义和构造不同的本体描述逻辑的体系结构描述逻辑的体系结构n描述逻辑（描述逻辑（Description Logic）的体系结）的体系结构构n表示概念和关系的构造集表示概念和关系的构造集nTbox术语集（概念术语的断言集合）术语集（概念术语的断言集合）nAbox术语集（个体的断言集合）术语集（个体的断言集合）nTbox和和Abox上的推理机制上的推理机制n不同的描述逻辑系统的表示能力和推理机制不同的描述逻辑系统的表示能力和推理机制由于对这四个组成部分的不同选择而不同。由于对这四个组成部分的不同选择而不同。n概念概念n概念概念解释为一个领域的子集解释为一个领域的子集示例：学生，已婚者：示例：学生，已婚者：x|Student(x)，x|Married(x)n关系关系n关系关系解释为指该领域上的二元关系解释为指该领域上的二元关系示例：朋友，爱人：示例：朋友，爱人：|Friend(x,y)，|Loves(x,y)描述逻辑的体系结构（续描述逻辑的体系结构（续1）n描述逻辑的知识库描述逻辑的知识库K=,T即即Tbox，A即即AboxnTbox：n包含内涵知识，描述概念的一般性质。由于概念之间存在包包含内涵知识，描述概念的一般性质。由于概念之间存在包含关系，含关系，Tbox知识形成类似格的结构，这种数学结构是由知识形成类似格的结构，这种数学结构是由包含关系决定的，与具体实现无关包含关系决定的，与具体实现无关n引入概念的名称引入概念的名称n声明包含关系的公理声明包含关系的公理nAbox：n包含外延知识（又称断言知识），描述论域中的特定个体。包含外延知识（又称断言知识），描述论域中的特定个体。n概念断言概念断言表示一个对象是否属于某个概念表示一个对象是否属于某个概念n关系断言关系断言表示两个对象是否满足一定的关系表示两个对象是否满足一定的关系描述逻辑的体系结构（续描述逻辑的体系结构（续2）描述逻辑的推理功能描述逻辑的推理功能n归约（归约（Subsumption）n判断一个概念是否为另一个概念的子集判断一个概念是否为另一个概念的子集n主要用于概念的自动分类。主要用于概念的自动分类。n相容（相容（Satisfiability）n判断一个概念与已有的概念集（本体）是否相容判断一个概念与已有的概念集（本体）是否相容n主要用于进行概念集合的一致性检测主要用于进行概念集合的一致性检测本体描述语言本体描述语言nOWL(Web Ontology Language)语言设计原则语言设计原则n保持对保持对RDFS兼容性兼容性n保证强大的语义表达能力保证强大的语义表达能力n保证描述逻辑的可判定推理保证描述逻辑的可判定推理nOWL的语义的语义n概念及其关系的分类化、层次化结构概念及其关系的分类化、层次化结构nsubClassOf、subPropertyOfn概念间的同义、反义等语义关系概念间的同义、反义等语义关系nsameClassAs、samePropertyAs、inverseOf、enquivalentTon概念间的逻辑组合关系概念间的逻辑组合关系nintersectionOf、unionOf、complementOf、one ofn对关系约束进行描述对关系约束进行描述nDomain、range、toClass、hasValue、cardinalityQ、maxCardinality、minCardinality、cardinalityQn对概念及其关系的公理定义对概念及其关系的公理定义ndisjointWith、uniqueProperty、unambiguousProperty、transitiveProperty内容提要内容提要n语义网和本体介绍语义网和本体介绍n知识管理知识管理n软件体系结构和设计模式软件体系结构和设计模式n基于本体的知识管理研究基于本体的知识管理研究n基于本体的软件体系结构的模式管理基于本体的软件体系结构的模式管理知识管理简介知识管理简介n知识管理研究涉及多个学科领域，除信息技知识管理研究涉及多个学科领域，除信息技术以外，还涉及管理科学、组织文化、人力术以外，还涉及管理科学、组织文化、人力资源、社会科学、经济学、决策科学等领域。资源、社会科学、经济学、决策科学等领域。n信息技术乃至计算机科学是知识管理得以实信息技术乃至计算机科学是知识管理得以实现的重要基础。现的重要基础。n相关技术包括人工智能、知识工程、信息检相关技术包括人工智能、知识工程、信息检索、数据挖掘、工作流、统计分析、智能索、数据挖掘、工作流、统计分析、智能AGENT、互联网、互联网、XML等等数据、信息与知识数据、信息与知识n数据，通常是指具体、客观的事实和数字数据，通常是指具体、客观的事实和数字;它们没有经过分析、处理，是产生信息的基它们没有经过分析、处理，是产生信息的基本原材料。本原材料。n信息，是有组织的数据，是对数据进行分析信息，是有组织的数据，是对数据进行分析处理后所获取的有意义的消息；信息中包含处理后所获取的有意义的消息；信息中包含了数据的上下文，被用于有限的时间和范围了数据的上下文，被用于有限的时间和范围内。内。n知识，是结合了经验、背景上下文和解释的知识，是结合了经验、背景上下文和解释的信息，包含了对信息的理解，使信息具有实信息，包含了对信息的理解，使信息具有实践中的可操作性。践中的可操作性。知识管理的各个阶段知识管理的各个阶段知识库知识库（你知道有什么（你知道有什么）文件文件系统系统数据数据库库知识共享知识共享（你知道没有什么（你知道没有什么）联机联机检索检索搜索搜索引擎引擎知识发现知识发现（你不知道没有什么（你不知道没有什么）文件文件挖掘挖掘数据数据挖掘挖掘挖掘挖掘引擎引擎知识管理知识管理n知识管理包括知识组织和知识创新，这两个方面知识管理包括知识组织和知识创新，这两个方面是交替循环进行的是交替循环进行的n知识管理内容知识管理内容知识创新的知识创新的SECI模型（隐性知模型（隐性知识和显性知识互相转换的识和显性知识互相转换的4个阶段个阶段n社会化（社会化（socialization）阶段：社会化共享经验的过程，师）阶段：社会化共享经验的过程，师徒相传是典型的个人间分享隐性知识的形式，隐性知识是高徒相传是典型的个人间分享隐性知识的形式，隐性知识是高度个人化的（隐性到隐性）度个人化的（隐性到隐性）n外化外化(externalization)阶段：把隐性知识表达出来成为显性阶段：把隐性知识表达出来成为显性知识，即隐性知识的显性化（隐性到显性）知识，即隐性知识的显性化（隐性到显性）n组合组合(combination)阶段：显性知识组合形成更复杂更系统阶段：显性知识组合形成更复杂更系统的显性知识体系的过程（显性到显性）的显性知识体系的过程（显性到显性）n内化内化(internalization)阶段：把显性知识转变为隐性知识，阶段：把显性知识转变为隐性知识，成为企业的个人与团体的实际能力的过程（显性到隐性）成为企业的个人与团体的实际能力的过程（显性到隐性）知识管理体系知识管理体系n知识生产管理：知识生产管理：n知识管理的源泉知识管理的源泉n知识组织管理：知识组织管理：n合理的安排知识的存储形式合理的安排知识的存储形式n知识传播管理：知识传播管理：n知识管理的一个重要目的就是知识共享，这就是知识传播的知识管理的一个重要目的就是知识共享，这就是知识传播的任务。任务。n知识应用管理知识应用管理n使适当的人员在适当的时候能快捷的查询到以适当样式表达使适当的人员在适当的时候能快捷的查询到以适当样式表达的知识，去帮助解决工作实践中遇到的问题的知识，去帮助解决工作实践中遇到的问题n人力资源管理人力资源管理n管理处于人脑中的隐性知识，即把人作为一种智力资源进行管理处于人脑中的隐性知识，即把人作为一种智力资源进行管理。管理。知识过程模型知识过程模型过程模型过程模型阶段阶段1阶段阶段2阶段阶段3阶段阶段4阶段阶段5阶段阶段6Despres and Chauvel产生产生映射映射/绑定绑定存储存储共享共享/传递传递重用重用演进演进Gartner Group产生产生组织组织获取获取访问访问应用应用Davenport and Prusak产生产生编码编码传递传递Nissen获取获取组织组织规范化规范化发布发布应用应用综合综合产生产生组织组织规范化规范化发布发布应用应用演进演进内容提要内容提要n语义网和本体介绍语义网和本体介绍n知识管理知识管理n软件体系结构和设计模式软件体系结构和设计模式n基于本体的知识管理研究基于本体的知识管理研究n基于本体的软件体系结构的模式管理基于本体的软件体系结构的模式管理软件体系结构技术的发展过程软件体系结构技术的发展过程nRedwine和和Riddle回顾了几个软件技术的回顾了几个软件技术的发展成熟过程，给出了发展成熟过程，给出了6个典型阶段个典型阶段nBasic research:System structure for specific problems,catalogs of style(1985-1994)nConcept formulation:Early formalization and classification,architecture description languages,views,architecture evaluation,workshops(1992-1996)nDevelopment/extension:Acme,taxonomies,journals,and conferences(1995-2000)软件体系结构技术的发展过程软件体系结构技术的发展过程nRedwine和和Riddle回顾了几个软件技术的发展成回顾了几个软件技术的发展成熟过程，给出了熟过程，给出了6个典型阶段个典型阶段nInternal enhancement/exploration:Architectural-pattern design guides,formal analysis,tactics,books,linking architecture to quality attributes(1996-2003)nExternal enhancement and exploration:UML,Rational Unified Process,object-oriented frameworks,built-in infrastructures,component-based software engineering,company-specific lifecycle models(1998-present)nPopularization:Production-quality supported commercialized versions of technology,standards,university and industry courses,attention to role of a architect,professional organizations(2000-present)软件体系结构中的定义软件体系结构中的定义(1)n软件体系结构（软件体系结构（software architecture）n是对子系统、软件系统是对子系统、软件系统组件组件以及它们之间相互以及它们之间相互关系关系的描述。的描述。子系统和组件一般定义在不同的子系统和组件一般定义在不同的视图视图内，以显示软件系统的内，以显示软件系统的相关相关功能属性和非功能属性功能属性和非功能属性。系统的软件体系结构是一件人。系统的软件体系结构是一件人工制品。这是工制品。这是软件设计软件设计活动的结果。活动的结果。n组件（组件（component）n是软件系统的一个封装部分。组件有一个接口。对于系统的是软件系统的一个封装部分。组件有一个接口。对于系统的结构，组件就像积木一样。在编程语言层次，组件可表示为结构，组件就像积木一样。在编程语言层次，组件可表示为模块、类、对象或是一组相关函数。模块、类、对象或是一组相关函数。n关系（关系（relationship）n表示组件之间的连接。关系可能是静态的，也可能是动态的。表示组件之间的连接。关系可能是静态的，也可能是动态的。静态关系可以直接用源代码显示，它们负责在体系结构内放静态关系可以直接用源代码显示，它们负责在体系结构内放置组件。动态关系处理临时的连接和在组件间的动态交互。置组件。动态关系处理临时的连接和在组件间的动态交互。从源代码的静态结构中是不易看出动态关系的。从源代码的静态结构中是不易看出动态关系的。软件体系结构中的定义软件体系结构中的定义(2)n视图（视图（View）n代表一个软件体系结构的部分方面，这个部分方面专门显示代表一个软件体系结构的部分方面，这个部分方面专门显示一个软件系统的特定属性。一个软件系统的特定属性。n功能属性（功能属性（functional property）n用来处理系统功能性的特定方面，并且通常与特定的功能需用来处理系统功能性的特定方面，并且通常与特定的功能需求相关。功能特性可以通过特定的功能使用户可看到应用程求相关。功能特性可以通过特定的功能使用户可看到应用程序，也可以通过它的实现来描述，例如用来计算功能的算法。序，也可以通过它的实现来描述，例如用来计算功能的算法。n非功能属性（非功能属性（Non-functional Property）n非功能属性：定义了未被功能属性描述覆盖的系统特性。非非功能属性：定义了未被功能属性描述覆盖的系统特性。非功能属性通常解决与一个软件系统的可靠性、兼容性、开销、功能属性通常解决与一个软件系统的可靠性、兼容性、开销、易用性、维护或者开发有关的方面。易用性、维护或者开发有关的方面。软件体系结构中的定义软件体系结构中的定义(3)n软件设计（软件设计（software design）n是以系统的软件体系结构为目标的软件开发者所执是以系统的软件体系结构为目标的软件开发者所执行的活动。我们所关心的是在给定的功能属性和非行的活动。我们所关心的是在给定的功能属性和非功能属性内指定软件系统的组件和组件之间的关系。功能属性内指定软件系统的组件和组件之间的关系。n对于系统的高层结构子划分，传统的做法是使用对于系统的高层结构子划分，传统的做法是使用“软件体系结构软件体系结构”、“软件体系结构设计软件体系结构设计”或者或者“粗粗粒度设计粒度设计”这样的术语；而对于更详细的计划，则这样的术语；而对于更详细的计划，则使用术语使用术语“设计设计”或者或者“详细设计详细设计”。“软件设计软件设计”和和“软件体系结构软件体系结构”分别表示构造一个软件系统分别表示构造一个软件系统的整体活动以及由此得到的人工制品。的整体活动以及由此得到的人工制品。模式系统概述模式系统概述n模式系统将一个个单独的模式捆绑在一起模式系统将一个个单独的模式捆绑在一起n模式系统描述它的组成模式怎样与系统中其模式系统描述它的组成模式怎样与系统中其他模式相联系，这些模式怎样实现，以及怎他模式相联系，这些模式怎样实现，以及怎样支持用模式进行软件开发。样支持用模式进行软件开发。n软件体系结构的模式系统是一个软件体系结软件体系结构的模式系统是一个软件体系结构模式的汇集，包括模式在软件开发中实现、构模式的汇集，包括模式在软件开发中实现、组合和实际使用的指南。组合和实际使用的指南。模式系统必须满足的要求（模式系统必须满足的要求（1）n应该包括足够的基本模式。应该包括足够的基本模式。n可以支持我们细化系统的模式，可以帮助我们用具体的程序可以支持我们细化系统的模式，可以帮助我们用具体的程序设计语言来实现软件体系结构的模式。设计语言来实现软件体系结构的模式。n应该统一描述它所有的模式。应该统一描述它所有的模式。n描述的形式必须既捕获模式的本质又对其细节进行准确叙述。描述的形式必须既捕获模式的本质又对其细节进行准确叙述。这种形式必须能进一步支持模式与其他模式进行比较这种形式必须能进一步支持模式与其他模式进行比较n应该揭示模式间的各种关系。应该揭示模式间的各种关系。n模式系统必须能够识别什么样的模式是通过模式细化得模式系统必须能够识别什么样的模式是通过模式细化得到的，什么样的模式是通过模式揭示得到的，模式可以到的，什么样的模式是通过模式揭示得到的，模式可以和哪些模式相结合以及可以使用什么样的可选模式和哪些模式相结合以及可以使用什么样的可选模式模式系统必须满足的要求（模式系统必须满足的要求（2）n应该组织它的组成模式。应该组织它的组成模式。n用户应该可以很快找到能帮助他们解决具体用户应该可以很快找到能帮助他们解决具体设计问题的模式，并且他们可以根据不同的设计问题的模式，并且他们可以根据不同的模式试探不同的解决方法。模式试探不同的解决方法。n应该支持软件系统的构造。应该支持软件系统的构造。n模式系统应该说明怎样应用并实现它的组成模式系统应该说明怎样应用并实现它的组成模式模式n应该可以自行演化。应该可以自行演化。n随着技术的不断发展，模式系统也逐步发展。随着技术的不断发展，模式系统也逐步发展。现有的模式可能现有的模式可能“死亡死亡”。软件过程概述软件过程概述n体系结构模式体系结构模式n从混沌到结构从混沌到结构 n分布式系统分布式系统 n交互式系统交互式系统 n适应性系统适应性系统 n设计模式设计模式 n结构化分解结构化分解（整体（整体-部分模式部分模式）n工作的组织工作的组织（主控（主控-从属模式从属模式）n访问控制访问控制（代理模式（代理模式）n管理管理（命令处理器模式（命令处理器模式、视图处理程序模式、视图处理程序模式）n通信（转发器通信（转发器-接收器模式接收器模式、客户机、客户机-分配器分配器-服务器模式服务器模式）n惯用法惯用法 n特特定定程程序序设设计计语语言言中中的的低低层层模模式式。描描述述如如何何用用给给定定语语言言的的特特征来实现组件的特定方面或组件之间的关系。征来实现组件的特定方面或组件之间的关系。模式分类法（模式分类法（1）n分类标准分类标准n模式类别（模式类别（Pattern Category）n问题类别（问题类别（Problem Category）n模式类别模式类别n体系结构模式、设计模式和惯用法体系结构模式、设计模式和惯用法 n问题类别问题类别n从混沌到结构、分布式系统、交互式系统、适应性从混沌到结构、分布式系统、交互式系统、适应性系统、系统、n结构化分解、工作的组织、访问控制、管理、通信、结构化分解、工作的组织、访问控制、管理、通信、资源处理（有助于管理共享组件和对象的模式）。资源处理（有助于管理共享组件和对象的模式）。模式分类法（模式分类法（2）n“四人帮四人帮”（Erich Gamma,Richard Helm,Ralph Johnson,and John Vlissides）编写的）编写的Design Pattern中中的分类图式：的分类图式：n目的：反映出模式干什么目的：反映出模式干什么n创建模式关系到对象的创建创建模式关系到对象的创建n结构模式处理类或对象的组成结构模式处理类或对象的组成n行为模式刻画类或对象相互作用的方式和分配职责行为模式刻画类或对象相互作用的方式和分配职责n范围，规定这种模式主要适用于类还是对象。范围，规定这种模式主要适用于类还是对象。n类模式处理类及其子类之间的关系。这种关系通过继类模式处理类及其子类之间的关系。这种关系通过继承建立，因此它们是静止的承建立，因此它们是静止的在编译时固定。在编译时固定。n对象模式处理对象关系，这种关系在运行时改变并且对象模式处理对象关系，这种关系在运行时改变并且具有动态性。具有动态性。内容提要内容提要n语义网和本体介绍语义网和本体介绍n知识管理知识管理n软件体系结构和设计模式软件体系结构和设计模式n基于本体的知识管理研究基于本体的知识管理研究n基于本体的软件体系结构的模式管理基于本体的软件体系结构的模式管理基于本体的知识管理的结构基于本体的知识管理的结构提供信息内容的建模方法、语言和工具。提供信息内容的建模方法、语言和工具。给出一致赞同且为机器理解的共享本体，给出一致赞同且为机器理解的共享本体，使知识工作者和人机之间对于流通的信使知识工作者和人机之间对于流通的信息有共同的理解基础。息有共同的理解基础。u本体接口用来在系统刚建立时创建初本体接口用来在系统刚建立时创建初始本体，以及浏览系统中的本体定义始本体，以及浏览系统中的本体定义u本体讨论模块包括对初始本体的讨论本体讨论模块包括对初始本体的讨论和对使用中的本体的修改，以形成一个和对使用中的本体的修改，以形成一个大家共同认可的本体大家共同认可的本体u本体进化模块负责对本体实现动态的本体进化模块负责对本体实现动态的修改修改u本体定义库用于存储最终形成的本体本体定义库用于存储最终形成的本体的定义的定义基于本体的知识管理的结构基于本体的知识管理的结构建立了基于本体的知识集成机制，对各建立了基于本体的知识集成机制，对各种异构的知识源进行结构化集成种异构的知识源进行结构化集成u对未清晰表达出来的知识进行转换的对未清晰表达出来的知识进行转换的知识转换模块知识转换模块u对对Web页面等知识实行知识提取的知页面等知识实行知识提取的知识抽取模块识抽取模块u用于对转换和抽取的知识进行标注的用于对转换和抽取的知识进行标注的知识标注模块知识标注模块u标注后形成的知识项存储于知识库标注后形成的知识项存储于知识库基于本体的知识管理的结构基于本体的知识管理的结构使知识工作者以各种便捷的方式从知识使知识工作者以各种便捷的方式从知识库中准确的获取所需要的知识库中准确的获取所需要的知识u知识推送使用用户视图中的信息进行知识推送使用用户视图中的信息进行主动推送主动推送u知识查询通过查询重写模块对查询语知识查询通过查询重写模块对查询语句优化后执行对知识库的高效查询句优化后执行对知识库的高效查询内容提要内容提要n语义网和本体介绍语义网和本体介绍n知识管理知识管理n软件体系结构和设计模式软件体系结构和设计模式n基于本体的知识管理研究基于本体的知识管理研究n基于本体的软件体系结构的模式管理基于本体的软件体系结构的模式管理基于本体的软件体系结构的模式管理基于本体的软件体系结构的模式管理n模式的描述模式的描述n现有的描述方法现有的描述方法n基于本体的描述方法基于本体的描述方法n模式的提取方法模式的提取方法n基于文法的提取方法基于文法的提取方法n基于语义上下文的提取方法基于语义上下文的提取方法n模式的评价方法模式的评价方法n模式的查询和推荐规则模式的查询和推荐规则现有的模式描述方法现有的模式描述方法n名称名称n模式的名称和一个简短的摘要模式的名称和一个简短的摘要n别名别名n模式的其他名称，如果知道的话模式的其他名称，如果知道的话n例子例子n用来说明问题存在和需要模式的一个真实世界的例子用来说明问题存在和需要模式的一个真实世界的例子n语境语境n模式可以应用的情形模式可以应用的情形n问题问题n模式解决的问题，包括其相关强制条件的讨论模式解决的问题，包括其相关强制条件的讨论n解决方案解决方案n以该模式为基础的基本解决方案原理以该模式为基础的基本解决方案原理n结构结构n模式结构方面的详细规格说明，包括每个参与组件和一个模式结构方面的详细规格说明，包括每个参与组件和一个OMT类类图。图。现有的模式描述方法现有的模式描述方法n动态特性动态特性n描述模式运行期间行为的典型场景描述模式运行期间行为的典型场景n实现实现n实现模式的指南实现模式的指南n已解决的例子已解决的例子n针对解决没有包括在针对解决没有包括在“解决方案解决方案”、“结构结构”、“动态特性动态特性”和和“实现实现”小节中的例子的一些重要方面所进行的讨论小节中的例子的一些重要方面所进行的讨论n变体变体n模式变体或特例的简短描述模式变体或特例的简短描述n已经使用已经使用n从已存在的系统中给出模式使用的例子从已存在的系统中给出模式使用的例子n效果效果n模式提供的优点和模式存在的潜在不足模式提供的优点和模式存在的潜在不足n参见参见n参考那些解决相似问题的模式，并且参考另一些模式，它们有助参考那些解决相似问题的模式，并且参考另一些模式，它们有助于我们细化正在描述的模式于我们细化正在描述的模式形式化模式的利与弊形式化模式的利与弊n现有的描述方式是非形式化的，仅适用于指现有的描述方式是非形式化的，仅适用于指导程序员对设计模式进行选择，不支持模式导程序员对设计模式进行选择，不支持模式工具的开发工具的开发n但由于我们遇到的问题通常是非形式化的，但由于我们遇到的问题通常是非形式化的，形式化的解决方案会使得对模式的可适用性形式化的解决方案会使得对模式的可适用性降低。降低。基于本体的描述方法基于本体的描述方法n基于本体的描述方法是对设计模式的形式化基于本体的描述方法是对设计模式的形式化描述，可以支持模式工具的开发。描述，可以支持模式工具的开发。n用本体对设计模式进行描述的可行性用本体对设计模式进行描述的可行性nAt knowledge level：本体和设计模式都关注于体：本体和设计模式都关注于体系和框架。系和框架。nVocabularies and Meanings：都是基于共同的词：都是基于共同的词汇，使得开发者在此基础上进行交流、编写文档和汇，使得开发者在此基础上进行交流、编写文档和确定软件设计中的可选项。确定软件设计中的可选项。nTaxonomies and Structures：使用：使用UML描述的设描述的设计模式可以方便的被本体进行描述。计模式可以方便的被本体进行描述。基于本体的描述方法实现模式系统基于本体的描述方法实现模式系统n使用本体对基本的使用本体对基本的23种设计模式以及它们之间的种设计模式以及它们之间的关系进行描述。（足够的基本模式、统一的描述、关系进行描述。（足够的基本模式、统一的描述、揭示模式间的各种关系）揭示模式间的各种关系）n通过对本体之间的语义关系，可以实现对本体的通过对本体之间的语义关系，可以实现对本体的分类，以及构建对场景和视图的描述（组织其组分类，以及构建对场景和视图的描述（组织其组成模式、支持构造系统）成模式、支持构造系统）nRational 公司的公司的Philippe Kruchten 提出了一个提出了一个4+1 的视的视图模型，即由逻辑视图、进程视图、物理视图、开发视图再图模型，即由逻辑视图、进程视图、物理视图、开发视图再加上用来解释体系结构描述的用例或场景。加上用来解释体系结构描述的用例或场景。n设计一定的上下文规则，基于本体描述的语义规设计一定的上下文规则，基于本体描述的语义规则，可以实现系统的构造，并支持系统的自行演则，可以实现系统的构造，并支持系统的自行演化化AbstractFactory模式的描述模式的描述AbstractFactory的本体描述的本体描述基于文法的模式检测基于文法的模式检测基于上下文的模式提取基于上下文的模式提取n以上方法的一个缺点是只关注于构成设计模以上方法的一个缺点是只关注于构成设计模式的那部分代码，而忽略了其他代码。式的那部分代码，而忽略了其他代码。n提取模式的上下文信息，有如下好处：提取模式的上下文信息，有如下好处：n可以完整设计模式使用的场景可以完整设计模式使用的场景n对设计模式的提取更加的准确对设计模式的提取更加的准确n可以根据上下文对设计模式进行评价可以根据上下文对设计模式进行评价n可以根据上下文对设计模式进行推荐可以根据上下文对设计模式进行推荐模式的评价方法模式的评价方法n在体系结构层次上有两类评估技术：在体系结构层次上有两类评估技术：n询问技术：生成一个体系结构