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基于领域知识的解题方法语义化档案系统的研究

国际大学生程序设计竞赛(ACM/ICPC)是美国计算机协会(ACM)主办的全球性的程序设计比赛。每所参赛学校为了获得更优异的成绩,都会培养优秀的学生去参加ACM比赛。现在随着Internet技术的发展,Web空间里也有许多关于ACM程序设计的解题方法,但是对于很多参赛选手在训练时却很难充分利用这些资源。 究其原因:1)现有的Web空间的解题方法还仅仅是一个“信息”的容器,其内容只适合给参赛选手浏览,而不具备机器所能理解的语义。机器在进行资源查找的时候,能够得到的语义信息相当有限。2)现有的Web空间的解题方法的描述比较片面,参赛选手往往由于得不到完整... 国际大学生程序设计竞赛(ACM/ICPC)是美国计算机协会(ACM)主办的全球性的程序设计比赛。每所参赛学校为了获得更优异的成绩,都会培养优秀的学生去参加ACM比赛。现在随着Internet技术的发展,Web空间里也有许多关于ACM程序设计的解题方法,但是对于很多参赛选手在训练时却很难充分利用这些资源。 究其原因:1)现有的Web空间的解题方法还仅仅是一个“信息”的容器,其内容只适合给参赛选手浏览,而不具备机器所能理解的语义。机器在进行资源查找的时候,能够得到的语义信息相当有限。2)现有的Web空间的解题方法的描述比较片面,参赛选手往往由于得不到完整的信息而不能彻底地解决问题,并造成机器在传递语义信息时也有所疏漏。3)现有的Web空间的解题方法相互之间没有联系,造成参赛选手不能有序地去把握所有方法之间的差异,机器传递语义时也不具备结构性。 针对以上问题,本文提出基于领域知识的解题方法语义化档案系统,并选取了大量的题目及相关解题方法作为应用的实例研究。本文与现有Web空间的解题方法最大的区别在于,将解题方法语义化,并对解题方法建立联系,来帮助参赛选手训练。 论文首先将本体论纳入领域知识的模型分析中去,通过对解题方法原理的分析得到领域知识的本体模型。这个模型符合人脑对程序设计解题方法所反映的概念化的模型,适用于整个ACM程序设计的领域,领域中程序设计方法可以通过这个模型表现出来。通过这个模型,将解题方法抽象化,并可以对所有的解题方法的模型进行整合。 其次,论文提出了面向ACM领域的解题方法语义化档案系统的结构,该结构整合了语义化的解题方法。通过形式概念分析对解题方法建立概念格,这个概念格直观地描述出语义化的解题方法之间的联系。并且又利用了形式概念分析的理论和网络流中最小费用最大流理论为背景,创新地提出解题方法相似度的概念。解题方法相似度是用来描述各种解题方法的相似程度。通过概念格和解题方法相似度,参赛选手可以对自己解决和未解决的程序设计问题有个整体到局部的认识。 最后本文基于上述理论描述了解题方法语义化档案系统的实例应用系统。通过实例应用来验证和检验本文的研究工作。

目录概览

基于领域知识的解题方法语义化档案系统的研究 目次

封面

文摘

英文文摘

声明

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第一章绪论

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1.1研究背景和意义

1.1.1解题方法所属领域

1.1.2解题方法资源研究现状缺陷

1.1.3语义Web与本体论的引进

1.1.4解题方法语义化档案系统的提出

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1.2研究问题及技术路线

1.2.1语义化解题方法的模型

1.2.2语义化解题方法的形式概念格

1.2.3语义化解题方法的概念相似度

1.2.4解题方法语义化档案系统的应用

1.3论文主要工作

1.4与其他相关课题描述

1.5论文组织结构

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第二章相关理论技术

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2.1 OWL语言与本体建模

2.1.1 OWL本体模型的元模型

2.1.2 OWL本体模型的实例模型

2.2形式概念分析

2.3语义距离与语义相似度

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2.4网络流最小费用最大流

2.4.1网络流相关概念

2.4.2求解原理

2.5本章小结

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第三章解题方法语义化

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3.1解题方法语义化的概念

3.1.1解题方法语义化的目的

3.1.2解题方法语义化的原理

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3.2解题方法语义化的本体模型

3.2.1输入方法模型

3.2.2输出方法模型

3.2.3算法处理模型

3.2.4初始化处理模型

3.2.5数据结构模型

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3.3解题方法提取原理

3.3.1解题记录模型

3.3.2提取解题方法的两种方法

3.4本章小结

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第四章解题方法的联系与应用

4.1解题方法的联系

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4.2解题方法形式概念格

4.2.1解题方法形式背景

4.2.2构造概念格算法

4.2.3构造概念格算法举例

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4.3解题方法相似度的计算

4.3.1属性距离与相似度的计算

4.3.2解题方法相似距离与相似度算法

4.3.3解题方法相似度举例

4.4本章小结

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第五章解题方法语义化档案系统

5.1解题方法档案系统基本构架

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5.2解题方法语义化档案实例应用系统

5.2.1形式背景样例

5.2.2分类应用与举例

5.2.3推荐应用与举例

5.2.4样例出题

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5.3使用软件及技术

5.3.1 Protégé

5.3.2 Redland RDF Application Framework

5.3.3 Net/C#/C++

5.3.4解题方法模型的建立

5.4本章小结

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第六章结束语

6.1研究工作的总结

6.2研究工作的创新之处

6.3研究工作的未来展望

参考文献

附录1网络流最小费用最大流算法代码

攻读学位期间的研究成果目录

致谢

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