[摘要]　面向信息資源管理和數字圖書館建設領域，討論知識網格的有關問題。指出知識網格是網格、語義網和語義網格發(fā)展的有機融合和必然趨勢；分析知識網格的基本內涵，揭示知識網格內容與功能方面的5個特征；對知識網格研究進行了定位，認為數字型客觀知識是知識網格中主體知識，領域本體是知識網格中的知識組織體系，網格是知識網格中領域本體資源的整合器；提出立足整體、抓住核心、面向應用的知識網格研究思路，并給出當前知識網格研究需要解決的幾個主要問題。
　　[關鍵詞]　知識網格　語義網格　領域本體
　　[分類號]　G250.73
　　
　　1、引 言
　　
　　近年來，隨著網格、語義網、語義網格的深入研究和研究內容的交匯融合，知識網格開始受到多學科的特別關注。首先切入知識網格的是計算機領域的研究者，他們從自身的學科角度出發(fā)，為我們描繪了一幅共享知識的美好藍圖。由于研究伊始，這幅藍圖還是混沌而模糊的。知識網格到底是什么，它究竟應該是什么模樣，在知識網格的概念、功能、模式等基本問題上，還沒有一個具體清楚的說法。本文面向信息資源管理和數字圖書館建設領域，對知識網格若干基本問題、知識網格研究的定位和研究體系等進行初步討論。
　　
　　2、知識網格：網格／語義網／語義網格的有機融合
　　
　　知識網格是網格、語義網和語義網格發(fā)展的有機融合和必然趨勢。
　　網格內涵雖然異常豐富，但其核心要旨是構筑在互聯(lián)網上的一種新興的基礎設施或是一組新興的集成技術，凡是能夠超越傳統(tǒng)的Web技術，完成以往所不能完成的集成互聯(lián)網資源與服務的技術，都可稱之為網格技術。網格經歷了三代發(fā)展，其功能也有個逐步演化的過程，從大規(guī)模數據處理發(fā)展至關注信息層處理和面向服務的方法，由強調網格服務與Web服務的差別，轉向充分兼容和利用Web服務。2002年Globus聯(lián)盟等發(fā)布的開放性網格服務架構OGSA(Open GridServices Architecture)，到2004年新的網格服務標準草案WSRF(Web Services Resource Framework，Web服務資源框架)的誕生，標志著網格與Web服務的徹底融合。目前第三代網格實際是網格與Web服務的兼容體，強調網絡、硬件、軟件資源、信息資源與服務的共享能力。
　　萬維網創(chuàng)始人Tim Burners-Lee描述的語義網內涵似乎比網格要確定些，其基本思想是在萬維網信息中加入計算機可理解的具有語義的元數據，他給出的語義網體系模型，確立了本體在萬維網資源組織中的核心和主干地位，在理論和邏輯上使萬維網由數據網、信息網進化到知識網成為可能。
　　網格和語義網是構建于互聯(lián)網歷維網之上的兩條平行而獨立發(fā)展的技術路線，強調的重點有所不同。網格側重于集成技術，但集成的是沒有(缺乏)語義的資源對象；語義網側重解決資源語義問題，然自身難以實現各種異構語義資源的集成與共享。綜合兩者的優(yōu)勢，語義網格應運而生。
　　David De Roure等于2001年提出語義網格(Semantic Grid)概念，將其定位為未來e―Science的基礎架構。此后，全球網格論壇(GGF)成立了的語義網格研究組，其目標即研究語義網技術如何應用干網格，該組織將語義網格界定為當前網格的延伸，是語義網技術在網格中的應用，語義網格的優(yōu)勢在于它比網格具有更豐富的語義，比語義網具有更強的數據計算能力。英國曼徹斯特大學Norman paton給出的著名圖示清晰地表明了語義網格、語義網、網格和Web之間的關系。(見．圖1)
　　簡單說，語義網格是語義網和網格(Web服務)的融合與優(yōu)勢互補，它以具有語義的領域本體為基礎，通過網格的集成能力實現萬維網異構語義資源的互操作。然而，語義網格雖能共享萬維網的語義資源，但難以從知識資源中發(fā)現更深入、細致的知識。由此，走向知識網格成為必然。
　　
　　3、知識網格基本內涵
　　
　　2001年，Fran Berman提出知識網格(Knowledge Grid)概念，認為知識網格的主要研究內容是集成知識，利用網格、數據挖掘、推理等技術從大量在線數據集中抽取和合成知識，使搜索引擎能夠智能地進行推理和回答問題，并從大量數據中得出結論。在此基礎上，人們對知識網格的理解不斷發(fā)展，例如，文獻提出了基于數據挖掘的知識網格，文獻認為知識網格是一個高層次的系統(tǒng)來提供以網格為基礎的知識發(fā)現服務，通過網格技術從巨大的數據組中進行數據挖掘和知識發(fā)現，支持知識發(fā)現過程的所有階段。文獻認為，知識網格是一個智能互聯(lián)環(huán)境，它能使用戶或虛擬角色有效地獲取、發(fā)布、共享和管理知識資源，并為用戶和其他服務提供所需要的知識服務，輔助實現知識創(chuàng)新、協(xié)同工作、問題解決和決策支持。上述界定，除描述了知識網格的基本內涵，還給出了知識網格一個應用特征，即知識發(fā)現和知識服務。雖然對這一應用功能的研究目前不甚清晰，但這一功能定位是被知識科學領域所認可的。
　　目前對于知識網格尚無統(tǒng)一的認識，但依據上述研究成果，根據語義網格的邏輯發(fā)展以及不斷拓展的知識需求，我們可以這樣理解知識網格：首先，知識網格不是空中閣樓，它存在于現有的理論、方法和技術之上，是一種高層次的知識組織與共享的理念；其次，知識網格是建構于萬維網之上的一種知識互聯(lián)的智能環(huán)境，它不僅提供異構語義資源的共享能力，還具有基于語義資源的知識服務的應用能力。
　　現在學術界對知識網格和語義網格的概念尚無明確的劃分，筆者以為，知識網格和語義網格的功能、目標基本一致，都是立足于萬維網知識的處理與共享，沒有本質性區(qū)別，可視為相同概念。知識網格的稱謂通俗而規(guī)范，可替代語義網格概念。
　　基于上述認識，知識網格的概念可以界定為：知識網格是一種建立在萬維網之上的知識共享環(huán)境。它以網格／語義網為基礎架構，實現異構語義資源的整合與獲取，并提供基于語義資源的知識服務。其本質是萬維網知識資源和知識服務的協(xié)同與共享。圖2展示了知識網格的構建。
　　
　　4、知識網格特征
　　
　　4.1知識網格特征的多層次性
　　文獻描述了知識網格5方面特征，即：在單一語義入口使用全世界范圍的知識；智能的收集、融合和發(fā)送知識；單一語義映象；全球范圍的完全知識服務；知識的動態(tài)評估。
　　知識網格特征的展現是多角度的。首先，知識網格作為一個復雜系統(tǒng)，具有整體性、綜合性、結構性、動態(tài)性、層次性、演化性等系統(tǒng)的公有特征；其次，知識網格作為語義網格的延伸，應涵蓋、繼承語義網格(包括網格、語義網)一些基本特征；其三，知識網格還應具有一些自身的特性。下面主要從后兩點出發(fā)來闡述知識網格內容與功能方面的主要特征。
　　
　　4.2知識網格基本特征
　　4.2.1　知識網格是一種新的知識組織的理念和模式 知識網格的本質是知識的共享與協(xié)同，它將蘊涵在萬維網信息資源 中的“知識”看成是知識網格資源的主體，將對數字型客觀知識的組織、挖掘、提煉、傳播與共享作為自身的目標。技術的變革為實現這一目標提供了可能。通過新型的技術與方法，改變萬維網資源局部有序而整體無序的現狀，形成以知識組織體系為支撐的知識互聯(lián)與共享的大環(huán)境，促進知識的傳播與利用，已不再是遙遠的夢想。
　　4.2.2　知識網格以網格與語義網為基礎架構如前所述，網格和語義網基于萬維網，從不同角度整合萬維網的資源與服務；知識網格(語義網格)是兩者的有機融合，立足萬維網異構語義資源節(jié)點及服務的集成與共享；從網格、語義網到語義網格和知識網格，他們之間不是相互割裂、孤立存在的，而是繼承、融合、發(fā)展和延續(xù)的關系。
　　4.2.3　知識網格以信息組織成果為知識層基礎 作為新型知識組織模式的知識網格不可脫離現有信息組織成果。圖書情報界的數字圖書館以及企業(yè)、政府等相關信息機構積累的經過信息組織的元數據，既是用戶重要的信息來源，也是萬維網資源的主要組成部分。將不同元數據集合賦予語義所形成的語義資源，是知識網格的主體資源。
　　4.2.4　知識網格以領域本體為核心領域本體是知識網格知識層構建的核心。領域本體組織資源的基本思路，即是在信息資源集合層之上構建反映領域知識結構的本體概念模型，對資源進行基于語義的元數據標注，形成具有語義關聯(lián)的語義網節(jié)點。利用網格技術集成、整合這些異構的語義資源節(jié)點，知識網格方可實現。
　　4.2.5　知識網格以知識服務為最終目標知識服務是一種基于語義資源系統(tǒng)、以知識檢索與利用為目的的過程與方式，是知識網格主要應用目的。包括提供知識導航、知識檢索、知識發(fā)現等應用服務。知識導航即通過一定方式循著知識的語義關系瀏覽知識；知識檢索即能夠實現基于概念的智能化檢索；知識發(fā)現一般指從數據庫中發(fā)現有價值的知識，并表示為易于理解的模式或規(guī)則的特定過程有效知識發(fā)現的前提即是具備正確、完整和集成的數據源。知識網格中整合的具有語義關聯(lián)的資源系統(tǒng)，為知識發(fā)現提供了更好的資源與技術平臺。
　　4.2.6　知識網格以統(tǒng)一的門戶提供知識服務知識網格面對用戶的是一個單一的入口，在此能共享存儲于萬維網任意一地的知識�！敖y(tǒng)一的門戶”包括以下含義：一是構建在異構語義資源節(jié)點之上，依據公共標準協(xié)議，通過網格實現資源的整合與協(xié)調；二是能提供不同目的、不同層次的知識服務；三是以可視化、形象化、易理解的方式展示知識。
　　
　　5、知識網格研究定位
　　
　　知識網格的研究定位，即是知識網格的研究前提和研究基點。定位不同，研究的著眼點就不同，其結論和效用也不盡相同。研究知識網格，需要明確幾個基本問題，即知識網格中的知識、知識網格中的知識組織體系、知識網格中的網格。
　　
　　5.1　數字型客觀知識是知識網格中的主體知識
　　知識是知識網格中組織與管理的直接對象，也是知識網格研究的邏輯起點。研究知識網格，首先要對知識的邊界與范圍進行劃定。目前計算機界有一種認識，即將“知識流”中的主觀知識框進知識網格，這種觀點值得商榷。
　　知識包括客觀知識和主觀知識。客觀知識也稱顯性知識，是指經過不同程度的標引與描述，存儲于各類信息系統(tǒng)中的知識。其特征是以信息／知識的物化形態(tài)――文獻為載體，可通過技術手段進行任何形式的處理，易于交流與共享。主觀知識也稱隱性知識，是指人的諸如技能經驗、思維方法等方面的個性化知識，其特征是以個人的精神世界――大腦為載體，不可對其進行任何形式的處理，也難以交流與共享。
　　顯而易見，這兩種知識的表現形態(tài)和處理機制具有本質性差異，知識網格不可能“一網打盡”。知識網格以萬維網為基礎，蘊涵知識的數字型資源是萬維網的資源主體。因而知識網格中的知識應是客觀知識，是記錄于數字文獻中、能以數字化形式表現和獲取的客觀知識。如此，知識才可抽象為概念與關聯(lián)，賦予其元數據和語義，才能利用技術手段進行不同形式的組織與管理。對知識范圍進行必要的定位，是研究知識網格的前提條件。
　　需要指出的是，筆者不贊同將主觀知識納入知識網格研究范圍，并不是認為這類知識不重要。主觀知識進入知識網格的前提是：由隱性知識轉化為顯性知識。不過這種轉化工作是認知科學和人工智能的職能，而不屬知識網格的功能范圍。知識網格不可能“大包大攬”，代替、囊括知識領域的所有工作，其功能不可無限制延伸。
　　
　　5.2　領域本體是知識網格中的知識組織體系
　　知識組織體系是構建知識網格的綱領。知識網格的實質是實現萬維網資源的語義互聯(lián)，它的構建必須依賴于知識組織體系。沒有也不可能有脫離知識組織體系來實現所謂知識的“智能聚合”、“動態(tài)演化”的知識網格。知識組織體系的核心是描述與揭示概念及概念間的相互關系，它不僅表現為一套概念體系，還具有支持資源進行描述與組織的相關功能。在組織客觀知識的網格中，知識組織體系扮演著重要角色，是知識網格的綱領。一切關于知識網格的研究，都必須緊緊圍繞這個綱。
　　領域本體是知識網格中組織領域知識的知識組織體系。任何客觀知識都是某一領域的。領域本體是對某一領域的客觀知識基于語義的組織和管理的機制。知識網格由眾多的領域本體構成，針對不同領域的資源集合構建起的一個個不同的領域本體，是知識網格的資源基礎。離開了具體的、微觀的領域本體，知識網格就是空網。領域本體是知識網格的靈魂，研究知識網格，不能游離這個靈魂。
　　各領域的信息機構是領域本體的提供(或建設)主體。領域本體資源應由不同類型的信息機構和各學科專家共同承擔建設與研究，這些信息機構負有管理某一領域知識整個生命周期的職責，可保證資源長期、穩(wěn)定、方便地為之使用，這是知識網格可持續(xù)發(fā)展的保障，是知識網格研究所必須關注的。
　　
　　5.3　網格是知識網格中領域本體資源的協(xié)調／整合器
　　美國網格專家Ian Foster界定了網格應具備的三要素，即協(xié)同使用非集中控制資源，使用標準、開放、通用的協(xié)議和界面，得到非平凡的服務質量。這一界定揭示了網格與具體應用管理系統(tǒng)的區(qū)別，即網格建構在具體的異構資源系統(tǒng)之上，通過公共標準與協(xié)議整合異構資源及不同的服務。
　　在萬維網上，領域本體的表現形態(tài)是相對獨立的、具有語義的資源節(jié)點，是一個個提供具體應用的本地知識資源管理系統(tǒng)，需要利用網格技術進行協(xié)調與整合，提升為“格”，方能實現更大范圍內的知識共享。這樣的構建才能稱之為知識網格。簡單說，知識網格是網格技術和知識組織體系機制的融合，在知識網格中，網格起著協(xié)調，整合器的作用，即協(xié)調、集成、控制分布式語義網資源。
　　
　　6、知識網格研究內容
　　
　　6.1　知識網格研究思路
　　首先要立足整體。知識網格不純粹是一個技術框架，必須綜合理論、方法、技術與應用進行整體性和系統(tǒng)性研究；其 次要抓住重心。知識網格中最重要、使用最多、起支撐作用的不是計算資源、設備資源，而是知識資源。知識層的構成，知識層中基于領域本體的知識組織，應是知識網格的研究重心；第三要面向需求。知識網格研究要以明確的應用需求為牽引，以避免盲目性及隨意性。
　　
　　6.2　知識網格主要研究內容
　　跨學科性質及其高層次應用使得知識網格研究內容顯得廣泛而復雜；但研究基點無外乎以下三個：一是要研究知識網格的理論與方法，以使研究具有科學性和導向性；二是對知識網格的構成要素進行一體化研究，以使研究具有通用性和可行性；三是要研究知識網格的應用，以使研究具有針對性。目前知識網格研究需要解決的主要問題有：
　　6.2.1　知識網格基本理論問題主要研究知識網格的研究對象，核心概念，知識網格的目標、功能、特征等。
　　6.2.2　知識網格基礎 主要研究知識網格理論基礎(對知識網格具有啟示作用的理論觀點)，方法基礎(對知識網格具有直接指導作用的一般科學方法)，技術基礎(對知識網格具有重要支撐作用的相關技術)
　　6.2.3　知識網格體系結構 主要研究知識網格體系結構基本原理，基于領域本體的知識網格通用結構模型的構建。
　　6.2.4　知識資源空間模型 主要研究知識資源空間模型構建的內在機理、結構，以領域本體為核心的知識資源空間模型的構建。
　　6.2.5　領域本體的構建機制 主要研究領域本體構建方法、工具，領域本體進化、評價、共享等。
　　6.2.6　領域本體的學習與進化研究領域本體學習／進化的模式、方法、技術等。
　　6.2.7　基于領域本體的資源語義標注研究資源語義標注的方法、技術(包括知識／知識元抽取)，非規(guī)范資源的自動／半自動語義標引等。
　　6.2.8　領域本體資源的管理與共享研究知識網格環(huán)境下分布式語義資源的共享與管理體系的構建。
　　6.2.9　知識網格環(huán)境下的知識服務主要研究知識網格環(huán)境下基于領域本體知識服務的模式與運行機制。
　　6.2.10　應用案例研究學科知識網格的應用(以學術資源為基礎)，企業(yè)知識網格的應用(以企業(yè)資源為基礎)，電子政務知識網格的應用(以政務資源為基礎)。
　　
　　7、結語
　　
　　本文以現有研究為基礎，分析了知識網格的緣起，闡述了知識網格的概念與特征，討論了知識網格的研究前提，提出了現階段知識網格的主要研究內容。知識網格是一個多學科的研究領域，不能僅靠單一學科來構建，必須依靠計算機學科專家、圖書情報學科專家以及學科領域專家的通力合作與協(xié)同攻關。圖書情報機構的職責是對各類信息資源進行搜集、積累、傳遞、保存和管理，這是歷史賦予的使命。數字圖書館是基于圖書情報機構之上的一種數字化環(huán)境，對各類資源進行基于語義的知識組織，正是數字圖書館的研究對象和研究內容，經歷了20多年，歷經三個發(fā)展階段的數字圖書館，是知識網格中具有應用價值的東西。
　　要充分認識知識網格研究的長期性和艱巨性。從整體上看，網格與語義網技術還在發(fā)展，融合兩者的知識網格還處在研究探索階段，離現實及目標還有很大差距。知識網格不是在短期內就能實現的，其發(fā)展需要一個較長的時間。然而，知識網格無疑給信息資源管理和數字圖書館帶來新的理念與方法，為信息資源的知識組織提供了一個很好的方案，需要我們進行認真而深入的研究。

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