学习型知识元数据库链接理论研究，本文主要内容关键词为：理论研究论文,学习型论文,链接论文,数据库论文,知识论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
20世纪70年代后期有科学家指出，知识的控制单位将从文献深化到文献中的数据、公式、事实、结论等最小的独立的知识元。但是值得注意的是，任何知识都不是绝对独立的，总是和其他知识有着千丝万缕的联系。正是由于这些关联与联系的存在，并通过链接理论的指导而产生了一个知识网络，同时借助于网络与计算机技术的发展，使得我们考虑在网络环境下创建一个平台，将知识的控制单位从文献深化到文献中的数据、公式、事实、结论等最小的独立的知识元，并开展知识元服务的设想，具有充分的可行性。本研究认为建立知识元的关联链接关系，是开展知识元检索查询服务的保证。所以，本文将通过对知识元的关联与链接理论的讨论，力图在学习型知识元数据库建设的实践中进一步完善知识元链接理论。
按照学科专业、课程、文献及文献中的数据、公式、事实、结论等最小独立知识元划分层次，并通过相关链接理论，以层次与模块的形式，将书本文献、数据库文献、网络文献通过知识元链接建立知识网络，并实现知识元模块的层次检索及知识元对各类文献的直接标引，达到基于网络集成各类文献的目的，是本研究课题的研究路线与目标。同时认为，知识元之间及知识元与相关信息间的链接产生的知识增值，将远远超过引文索引、关键词标引的贡献，将对情报学的发展产生巨大影响。由此可见，知识元的关联与链接问题，无疑是讨论学习型知识元数据库建设研究中需要解决的一个重要问题。本文在讨论学习型知识元数据库层次划分、知识元的定义与确定标准原则的基础上，对知识元关联链接及与其他相关信息关联链接理论进行探讨。主要解决以下几个问题：知识元的定义和确定标准原则；知识元数据库的层次化与模块化结构；知识网络研究的发展过程与知识元链接理论分析。
1 知识元的定义和确定标准原则
要讨论知识元的层次划分、关联链接问题，必须首先考虑知识元的定义与确定标准原则。
1.1 知识元的定义
知识是由一个个独立的知识元素按它们之间的逻辑关系排列而成，我们将这种独立的知识元素称为知识元，将逻辑依存关系称为知识关联链接关系。为了简化问题避免理论上的混乱，本文认为一个相对独立的，能够准确表达知识的内涵和外延，对一个知识进行完整描述的知识单元就是知识元。按着这个定义，将更有利于将知识进行层次化模块化处理。所以，一个学科、一个专业、一本文献(课程)、一组数据、一个公式、事实、结论都可以成为一个知识元。其中学科蕴涵专业；专业蕴涵文献(课程)；文献蕴涵数据、公式、事实、结论，而对于不能再分解的数据、公式、事实、结论等，则称之为最小知识元。知识元之间有上下层关联关系、平行关联关系、相关关联关系。
由于知识元是一个相对独立的知识模块，因此具有相对独立地进行扩展和更新的特性。
按学科专业层次形成完整的知识网络、知识结构，将明确体现最小知识元在知识网络中的位置、反映各学科层次的学科交叉关系。
1.2 确定知识元的标准与原则
根据知识元的定义得知，知识元是一个相对独立的知识单元。且可由他们之间的层次和内容关联关系链接形成一个知识网络。为了今后知识元数据库的进一步发展和能够不断更新，也为了方便读者的使用，各层次知识元的划分应遵循国家标准和一定的规律标准。本文采用了1992年11月1日国家技术监督局发布的中华人民共和国学科分类与代码国家标准，进行学科专业的划分；采用中国图书馆分类法进行文献(课程)划分；最小知识元的划分参考已经形成了一定规律标准的文献章节进行划分。
知识元确定原则应该是，迎合用户如何利用知识元数据库寻找解决问题的知识、如何用知识解决问题的文献利用思路，尤其是迎合大学教师、学生的教学、学习中利用文献的思路。而按学科、专业、文献(课程)、最小知识元的数据库结构及层次检索方法，既满足了标准化的要求，又迎合了读者寻找解决问题的知识、用知识解决问题的文献利用思路，将极大地提高知识检索的准确性、全面性、便利性。
2 知识元数据库的层次化与模块化结构及其特点
本研究的知识元数据库采用以层次化检索为主、关键词检索为辅的检索策略，实现精确的信息的检索。所以，为了实现合理的知识元链接和精确的信息检索，本文将研究讨论知识元数据库的层次化与模块化结构问题。
2.1 知识元数据库层次与模块结构
知识元数据库层次的划分遵循标准化的原则。大体分以下四个基本层次：按中华人民共和国学科分类与代码划分的学科专业层次、按中国图书馆分类法划分的课程文献层次、参考已经形成了一定规律标准的文献章节进行划分的最小知识元层次、各知识元与其他知识内容交叉关联链接层次；与其他知识内容交叉关联链接层次包括：知识元间的交叉关联层次、与相关文献链接层次(图书、期刊、论文、会议录、标准、专利、年鉴、资料等)、与多媒体链接层次(相应知识元的声像信息)、与网络信息链接层次等四个辅助链接层次。
学习型知识元数据库层次结构框架图(见图1)。
图1 学习型知识元数据库层次与模块结构链接框架图
2.2 层次与模块化结构及其检索功能特点
知识元数据库层次划分遵循标准化、模块化、层次化的原则，并符合读者使用的链接习惯，在此基础上实现知识元的链接。
知识元数据库的层次化与模块化结构为共建共享提供了方便条件，按层次与模块进行数据库的分工制作集中使用，使这一庞大、复杂的工程在局部模块上得以轻松实现。
层次化与模块化结构的层次检索功能将大大简化系统的复杂性，并具有检索的直接性，可通过直接点击具体检索目标，实现最高的检索精度。读者按层次内容目录选择所需学科专业、课程文献的知识单元，实现以学习和文献调研为目的的知识元检索与服务。
层次与模块化结构的知识元网络信息检索与链接具有信息导航的作用，通过知识元模块的网络信息搜索及对网络信息按所需层次与模块进行分割，将大大提高网络信息的利用效果，实现知识管理的进一步革命。因此，首先建立一个基本的、一体化的知识网络平台，然后再进一步利用网格核心技术，实现用户可以自由地进行网络知识的集成，是本研究的努力方向和步骤。
3 知识网络研究发展过程与知识元链接类型、规律分析
知识元链接理论研究所要达到的目的就是：在实践中指导完成知识元间的相关连接、知识元与其他相关网络信息(技术应用、产品开发、科研论文、行业发展)的链接、知识元与其他多媒体声像教学片的链接、知识元与参考文献目录的链接、知识元与专题数据库(专利、年鉴、法规、资料等)的链接，建立一个全面的知识集成网络并实现精确的知识检索与利用。
3.1 知识网络研究的发展过程
自知识产生以来人们就梦想通过各种方式方法来超越时间和空间的障碍，使人类更方便地获得知识、拥有知识、驾驭知识。为此科学家们作出了不懈的努力，在知识关联及知识网络的研究方面不断取得新的成就。
普赖斯(D.Price)1965年在研究了科学论文之间的引证与被引证关系后，形成“引证网络”之说，并根据网络分析的原理进而提出了能明确科学研究前沿的定量模型，在40年前就睿智地发现了知识的这种关联关系。
布鲁克斯在1980年发表的《情报科学基础》(The Foundation of Information Science)探索知识的关联的一组论文中首次提出了“认识地图”(Cognitive)的概念。认为：目前图书情报工作者利用分类法和索引法对文献的标引分类都不是组织知识，而是组织文献，按这种方式建立起来的系统只能向用户提供文献线索，而不能提供原始文献，因此提出了按“认识地图”来组织知识的设想。按这一设想首先分析文献中的逻辑内容，然后找出人们进行创造和思考的相互影响和关联的结点，按知识的逻辑结构找出人们思维的相互影响的连接点，像地图一样把它们直观标示出来，展现知识的有机结构。
认知心理学家E.加涅在对知识本质的研究中指出：在过去，人们研究知识本质重视两大类型知识表征的差异而忽视它们之间的联系，即只重视陈述性知识和程序性知识的表征差异，而忽视了陈述性知识和程序知识二者之间的联系。进而研究认为两大类型知识的关系是产生式镶嵌在命题网络之中，共同构成“知识网络”。
近年，随着知识网络研究的不断深入发展，人们又提出了语义网络、概念网络及其本体(Ontology)概念，为知识管理研究提供了更加扎实的理论基础。同时，CNKI期刊全文数据库等全文期刊数据库实现了引文关联、相关关联链接，为读者利用期刊全文数据库提供了极大的方便，但仅仅实现了程序性知识之间的关联链接。而本研究主要的努力方向正是弥补这一不足，实现陈述性知识和程序性知识的关联链接。本文继承了以往的研究成果，将两大类知识即陈述性知识和程序性知识，归结为基础性知识和应用性知识，提出以基础知识为出发点，通过与应用知识的关联关系建立知识网的知识管理提案，基于本体概念的学习型知识元网络结构数据库。力图通过学习型知识元数据库的建立，实现知识的全面整合，为读者提供更加完美的无拒绝、无障碍、全方位的优质情报信息服务。
3.2 知识元链接类型分析
建立知识网络与知识元链接所要讨论解决的理论问题之一，就是揭示知识元之间关联关系的规律。本文将通过对知识关联的类别的分析，揭示这关联关系的规律，实现准确的链接。
从知识结构整体上讲，分为陈述性知识和程序性知识关联链接。陈述性知识具有说明性的内容，如：概念、定理，也就是所谓的知识点；程序性知识是运用知识解决问题的方法、步骤、思路，对知识的掌握运用起到了关键性的作用。众所周知的理论必须与实践相结合才能进行知识创新和寻找解决问题的规律，决定了陈述性知识与陈述性知识的密切关联。陈述性知识和程序性知识通过工作记忆为中介相互作用，陈述性知识进出工作记忆的过程是提取和存储，程序性知识进出工作记忆的过程是匹配和执行。在程序性知识执行过程中，需要陈述性知识为其提供利用某个生产式的必要条件，这是陈述性知识对程序性知识的作用。同样，程序性知识也作用于陈述性知识，并依靠这种作用使知识重组和不断创新。由此决定了两者的关联关系及链接方法、方式。用户首先通过知识元数据库学习具有理论性的陈述性知识，然后转化为实践性的以生产式表征的程序性知识；再由陈述性知识转化而来的程序性知识反过来为陈述性知识的更新服务。体现了知识学习过程的循环往复、不断提高的规律。按照这一规律实施知识元的关联链接，是学习型知识元数据库的链接原则之一。
从知识的存在形式上讲，分为显性知识与隐性知识的关联链接。知识管理的基本职能就在于显性知识和隐性知识之间互动构成知识的转化，并为这种转化创造一种环境。人们通过显性知识的学习及实践，产生诸如经验之类的隐性知识，同时隐性知识通过数据挖掘、归纳总结又可以转化为显性知识，在这种转化过程中使知识得到不断创新，形成知识转换的无限循环。在学习型知识元数据库中，具体实施表现之一就是将形成文献的知识元与专家经验及其学术论文的链接，这种链接将由数据库管理人员不断转换与更新，向用户提供显性的知识元服务。当然知识元数据库本身就是一个通过知识元标引将隐性知识转化为显性知识的系统。
从知识的关联关系上讲，分为引证关联链接、逻辑关联链接、顺序关联链接。引证关联链接：通过引证关联链接，引用相关结论、文献，对该知识元的推理、叙述、描述进行论证。逻辑关联链接：按逻辑关联关系进行知识元的链接。顺序关联链接：按时间、进程顺序对事物或现象进行知识的分解，并在各知识元节点之间建立关联链接。
从具体实践讲，有层次链接、参考文献链接(与相关图书、期刊、论文、会议录、标准、专利、年鉴、资料等的链接)、多媒体链接(相应知识元的声像信息)、知识元间的相关链接、网络信息导航链接。
3.3 知识元关联与链接的规律与特性
3.3.1 隐含关联中的学科交叉互补性(知识元关联的隐含性)
A与C两个知识元模块同时被B知识元模块所引用关联，则A与C知识元模块之间的关系为共引关系。利用知识元间的共引关系，是一种揭示知识元间隐含关联关系的有效办法。通过揭示知识元之间的隐含关系有利于发现新知识，为知识的创新提供一个新的途径，也为知识管理研究开创了新的研究方向。这种隐含关联关系表现形式为：两类知识元具有学科交叉的互补性，并且各自是相对独立的、并属于非相关的学科。如图2所示。
图2 隐含关联中的学科交叉互补性与相对非相关的独立性
由于B同时与A、C产生关联，使得A与C发生隐含关联关系；A与B、B与C是学科交叉的互补关联，反映了学科之间相互交叉、相互渗透的关系。这一关联关系特性对于知识元模块的设计和确定具有现实的指导意义。
3.3.2 知识元及其之间关联的稳定性与动态性
知识关联具有相对的稳定性和绝对的动态性。成熟的基础知识构成知识元及其关联相对的稳定性，而知识的不断更新使得知识元及其关联具有绝对的动态性。知识元数据库体系中，各层次知识元关联具有特定的构成因素、内容结构、层次、功能，构成知识单元网络体系。在知识不断发展、更新的作用下，知识单元网络体系构成因素、内容结构、功能、层次、知识元的关联及关联度都将发生转化，形成知识的重组。这种转化与重组将对知识元数据库的数据建设与维护提出了更高的要求。
4 知识元链接研究的目标展望
2002年国家社会科学基金立项了《知识标引与检索中的知识链接方法研究》课题，使该项研究有了不断的发展。本研究提出的知识元数据库建设方案，力图通过知识元的层次与模块化结构、知识元链接理论，实现包括网络文献在内的所有文献的总集成。同时，通过这一方案的实施可使知识的共建与共享上一个新的台阶。因此，本研究的路线是：首先建立一个基本的、一体化的知识网络平台，然后再进一步利用网格核心技术，实现用户可以自由地进行网络知识集成的目标。所以基于知识元网络信息检索与链接的理论的进一步研究完善，将是今后的一个重要课题。