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情境建模方法和支撑工具的研究与实现

作　者: 司媛媛
导　师: 吴刚
学　校: 上海交通大学
专　业: 软件工程
关键词: 情境情境建模本体建模工具
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 98次
引　用: 1次
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内容摘要

情境感知是普适计算引发的新的研究领域,也就是通过传感器及相关的技术使计算机系统能够“感知”到当前的情境,动态调整自己的行为,为用户提供相应的信息和服务。作为自适应计算的重要基础,情境感知技术被广泛应用在普适计算、Internet计算等不同领域。但由于每个应用系统所处的情境都不尽相同,导致了我们描述、管理和应用情境信息的困难性,所以我们应该进行抽象的情境建模以简化情境感知的复杂性。合适的情境建模方法和良好的建模支撑工具是实现情境建模的重要基础,目前可选的情境建模方法和建模支撑工具有很多,随着W3C组织对本体描述语言(OWL)的推广,基于本体的情境建模方法和Protégé建模软件已成为主流的建模方法和建模工具。尽管建模工具有很多,但大多数工具都面向专业人员和所有领域,不能够面向特定的情境领域,非专业用户需要大量的专业知识学习之后才能够使用,易用性相对比较差。本文概述比较了几种常见的情境建模方法,重点描述了基于本体的情境建模方法。从支持的语言、可扩展性和推理能力等方面分析比较了几款主流的建模工具,说明了已有的建模软件存在的局限性。重点分析了基于本体进行情境建模的相对优势,叙述了构建本体模型的常用技术,如OWL本体描述语言和操作本体原语的相关API等。接着,文中给出了一种设计情境本体的基本思路,将分层思想应用于情境本体的构建中,使得用户在构建新的本体时,可复用已有的顶层本体或领域本体,以达到快速建模的目的。本文根据这种分层思想进行情境本体建模的思路,设计实现了一个支持OWL的情境本体建模工具,此工具除可通过树状结构图管理本体各要素之间的关系外,还提供用户通过画层次结构图的方式管理本体的各要素,方便非专业人员通过简单的操作对情境进行建模,改进了建模工具的易用性。文中阐述了此工具功能、设计和实现的详细过程,并验证了工具的建模能力和与主流建模工具的兼容性。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-14
  1.1 研究背景  9-11
  1.2 问题的提出  11-12
  1.3 研究目标  12
  1.4 研究内容  12-13
  1.5 论文结构  13-14
第二章相关技术研究  14-23
  2.1 情境及情境建模方法  14-16
    2.1.1 “键-值”模型  14
    2.1.2 标记模型  14-15
    2.1.3 面向对象模型  15
    2.1.4 空间模型  15-16
  2.2 本体与构建本体的技术  16-18
    2.2.1 关于本体  16
    2.2.2 基于本体的情境模型  16-17
    2.2.3 OWL 及其它本体描述语言  17-18
  2.3 现有本体建模工具简介  18-20
  2.4 相关API 分析  20-22
    2.4.1 PROTéGéOWL API  20-21
    2.4.2 OWL API  21
    2.4.3 JENA API  21-22
  2.5 本章小结  22-23
第三章情境本体设计  23-27
  3.1 设计情境本体的基本思路  23-24
  3.2 顶层本体和领域本体设计  24-26
  3.3 本章小结  26-27
第四章个性化情境本体建模工具  27-54
  4.1 需求分析  27-36
    4.1.1 类  28-30
    4.1.2 对象属性  30-32
    4.1.3 数据属性  32-34
    4.1.4 个体  34-36
  4.2 系统设计及实现  36-53
    4.2.1 界面设计  36-40
    4.2.2 系统结构设计  40-44
    4.2.3 类设计  44-52
    4.2.4 系统实现  52-53
  4.3 本章小结  53-54
第五章工具建模能力和兼容性验证  54-57
  5.1 建模能力验证  54-55
  5.2 兼容性验证  55-56
  5.3 本章小结  56-57
第六章总结与展望  57-59
参考文献  59-61
致谢  61-62
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  62-64

情境建模方法和支撑工具的研究与实现

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