基于知识关联的知识组织方式

3.2.2　基于知识关联的知识组织方式^［10-13］

知识关联反映了知识元素间的关系和约束，只有在对知识元素的内涵进行深刻理解的基础上，才能产生知识关联。因此，从某种意义上说，知识关联的抽象程度更高，更能接近知识的本质。以知识关联为基础的知识组织则是在相关领域中提取大量知识元素，并对其进行分析与综合，形成关联网络。这种组织方式中的知识元素相对简单，但知识元素间的联系却非常庞大和复杂，而且在组织过程中可能会改变知识元素间的原有联系，提供新知识。这种方式产生的知识结构多为分布式或多维式。

根据知识体系中知识关联的特性，可将其分为静态知识关联和动态知识关联两大类。

1.静态知识关联

静态知识关联主要指知识元素间的结构关系，这种关系较少改变，且与具体的业务应用没有直接的联系，因此具有稳定性、独立性和通用性。从结构上分析，静态知识关联包括知识元素间的继承关系、组分关系、实例关系等。动态知识关联是从语义的角度去观察概念与概念之间的联系。

(1)继承关系

继承关系也就是知识元素之间的分类关系，即一般与特殊的关系。以概念结点表达的知识元素为例，继承关系可以从两个角度表述:

如果概念A具有概念B的全部属性和行为，而且具有自己特有的某些属性和行为，则称A为B的特殊概念或下层概念，B叫做A的一般概念或上层概念。

如果概念A的全部实例概念都是B的实例概念，而且B中存在不属于A的实例，则A是B的特殊概念，B是A的一般概念。

从本质上说，这两种表述是等价的。从集合论的观点看，特殊概念的对象实例集合是一般概念对象实例集合的真子集;而一般对象的特征集合则是特殊概念特征集合的真子集。下层概念自动具有上层概念的可继承的属性和行为。

一般概念与特殊概念之间的关系也被称为“a-kind-of”(简记为“AKO”)关系，这种关系是可传递的，即若概念A继承概念B，B又继承C，则A也继承了C的可继承属性和行为。继承又分为单继承和多继承，如果概念只有一个上层概念，则被称为单继承，如果一个概念有两个或两个以上的上层概念，则称之为多继承。单继承反映的是一个层次结构，而多继承则是一个网状结构。在受限的系统分析如一个给定业务系统分析时，人们可以将问题的大部分简化为单继承，但在知识处理中，多继承普遍存在于概念之间。如对“计算机”这个概念，我们既可以说它是一种商品，又可以说它是一种工具，因此它可以同时继承“商品”、“工具”的特征。这种多继承反映了事物本身的多面性。

(2)组分关系

组分关系也就是知识元素间的组成关系，即整体和部分的关系，也被称为“has-a”关系。以概念为例，组分关系表示某个概念是由另外一些概念组成的，客观世界中，整体和部分的关系广泛存在于事物之间。如:

●物理上的整体事物和它的一个部分，如汽车与发动机、人体与消化系统;

●团体(组织)与成员，如班级与学生;

●空间上是包容关系，如教室与桌椅;

●抽象事物的整体与部分，如学科与分支学科、法律与法律条文、文章与段落、工程方案与方案细则;

●具体事物和它的某个抽象的方面，如人员与人员的身份。

对客观世界中的这种组分的关系，人们并不是孤立地去考察，而是以一个全局的观点把知识元素和其组成部分看成是一个功能大于各个部分的整体。组分关系也可以看做是一种层次关系。例如，整体概念包含了部分概念，而部分概念本身也是包含其他部分概念的整体概念，如对人来说，组成部分有眼、耳、鼻、手……而对其中的部分如手，又可分为手指、手掌等。

组分关系允许不同的用户从不同的角度来考察事物，如对自行车来说，它由车轮、车闸、齿轮和车架这几部分组成。一个车轮设计师可以只专注于车轮的特性，而不用去关心齿轮或车闸;而对一个做市场的职员来说，他要尝试为整个自行车定一个价格，因而他就可以通过引用自行车概念来引用属于自行车的可用数据。

(3)实例关系^［14］

实例关系也叫类的实例化，是指知识元素所表示的类型和其实例对象之间的关系，也被称为“Is a Instance of”(简记为“ISA”)关系。

类概念和实例概念间的关系就属于实例关系，实例概念主要是把类概念的属性填上适当取值而得到的。以“病毒”和“CIH病毒”这两个概念为例来说，“CIH病毒”是“病毒”这个概念实例化的结果，是在“病毒”的属性中填入相应的值。如CIH病毒的设计者是“陈盈豪”，它的特点是“传播隐蔽、速度快”等。

实例关系同继承关系有着密切的联系。从某种意义上可以认为继承关系是一种不完全的实例关系，它只是对自己的某些属性进行了实例化，而保留了一些属性没有去实例化。比如说，“文件型病毒”这个概念同“病毒”之间是一种继承关系。即对文件型病毒来说，它本身还是一种抽象，可包含很多实例。而“CIH病毒”则是一种很具体的文件型病毒了，它就不再具有实例概念了。

2.动态知识关联

知识元素之间除了具有静态的结构关联外，还具有更为普遍、更为复杂的动态知识关联。动态知识关联与知识元素本身的内涵有密切的联系，表达了知识元素之间的作用和相互依赖，是一种语义依存关系。例如“教师教学生”，“司机驾驶汽车”，“杀毒软件清除病毒”，等等。

动态知识关联的类型很多，这里列出一些常见类型:

●作用者关联，行为的发出者，类似于一般所说的施事者。

●对象关联，作用的对象、操作的内容、变化的属性等。与行为关联的对象可以不止一个。

●目的结果关联，可以认为是行为作用的另一种对象关联。

包括目的、结果、效应以及达到的新状态等。

●方法关联，包括方式、工具、技术路径、制造材料等。

●原因关联，行为发生的原因。

●条件关联，行为发生的条件。条件可以是一些概念的属性值表示的一种状态条件，包括时间条件、空间条件等，也可以用序列行为表示前提条件。

●环境关联，包括所处地、范围限定等。

以概念为对象分析，这些关联一般都是通过概念的行为关联的。例如:接受行为是外界施加给概念的行为，称承受行为的概念为对象，对象与施加的行为之间是对象关联。行为可以改变对象实例的属性值，使之成为另一个概念的实例，称另一个概念为目的概念，它与行为概念的关系是结果关联。行为所用的方法或工具称为方法概念，行为与它的关联为方法关联。

基于知识元素的组织方式和基于知识关联的组织方式从不同的侧面描述知识体系结构，但在实际知识系统中，两者之间并没有非常明确的界限，甚至会结合起来应用，以全面地反映知识体系结构。随着计算机硬件和数据存储模式的发展，知识组织所能处理的数据规模和复杂度也在不断提高。本体、语义Web等技术方法的实现使知识单元与知识关联的数量和深度都得到了提高，能够更有效地满足联想、判断、比较、推理、分析和学习等新兴知识处理功能的需要^［15］。