关于本体编程的实现

临近期末，我有一门课程的期末项目是做一个教育领域的本体应用系统，所以最近经常思考本体在这样一个系统中所起的作用，以及该如何实现。（本体是否只能在web环境下发挥作用，使用本体描述一个独立系统的模型是否值得？）

假设要做的是选课系统，很容易看出系统里应该有这些对象：课程、学生、教师，它们之间互有联系。现在的问题是，本体、Java类和数据库各扮演怎样的角色？我目前想到的方法有以下几个：

1. 在本体（owl）里建立这些类和关系，在Java里建立同样的Bean类，运行时系统把本体里的individuals转换为Java类的实例，也就是在内存里得到一个Java实例的集合，选课的各种操作就是对这个集合的修改，退出系统时再进行反向转换，把修改反映到本体里。在这样的实现方法中，本体实际上扮演了数据库的角色，所以当数据（individuals）很多的时候，效率会很成问题。（Protege的owl编辑工具提供了从本体生成EMF模型代码的功能，虽然目前还是alpha版，这也许将成为同步两种模型的不错选择。）
   
   
2. 对上面的方法进行修改，让本体不保存individuals，对Java实例集合的修改最终反映到关系数据库里（利用hibernate不会很困难），运行时系统直接从数据库里取得数据转换为Java实例。这样的实现可以解决效率问题，但和传统应用区别不大，本体的作用几乎为零。
   
   
3. 另一种比较极端的做法是只用本体维护类和individuals，Java方面没有任何与应用有关的模型，系统一开始把本体读入内存以rdf图的方式存在，选课操作转换为对此图的修改（利用Jena等API）。这个方法存在两个问题，一是效率，二是Java代码的可读性下降，这就相当于直接使用JDBC而不是hibernate对数据库操作的区别。

在solo项目里我使用的是第一种方式，各方面效果还可以接受，但本体的作用发挥得很不够。这是很重要的方面，因为如果和传统项目没有区别，辛辛苦苦引入本体又是为了什么，特别是对本体推理的功能，我想最关键的问题还是要找出最适合应用的本体，定义本体的确是一门学问。

Update：IBM Alphaworks也提供了一组本体工具（包括Orient、EODM和RStar），对EMF的支持应该不错。今天初步试了一下Orient，它只支持RDF(S)，而不支持OWL，所以无法满足课程项目的要求，Orient的目前版本还有一些小bug，除已知的那些以外，我把.ontology文件输出为ecore模型总是不成功，而输出为rdf是可以的。

Update：推荐一个关于本体和模型驱动的幻灯片，主要内容是介绍应该如何利用UML的可视化编辑功能和元模型的扩展功能来构造本体，这里面介绍了相当多的相关概念（其中很多我甚至没听说过），以及它们出现的原因，比较有利于我们理清思路。