基于ＯＷＬ－Ｓ的高校畢業生就業平臺分析

摘 要：基于語義的思想，應用OWL-S設計了一種新型的高校畢業生就業支持平臺，稱為StuEmp。StuEmp 的特點是以畢業生就業本體為核心，具有可擴充、自組裝和可定制等性能，而且可隨著用戶的使用不斷深化其知識庫，從而擴充系統平臺的功能。對StuEmp在理論上進行了模型分析，認為StuEmp能實現高校畢業生就業各方面的要求。實例分析表明，StuEmp 在技術上是可行的，而且具有目前畢業生就業支撐平臺所沒有的多種優點。

關鍵詞：本體； OWL-S；語義Web；StuEmp

中圖法分類號：TP311文獻標識碼：A

文章編號：1001—3695(2007)02—0286—03

高校畢業生就業平臺是教育信息化的基本組成部分，主要完成省教育廳上報畢業生生源和畢業生就業方案，以及省教育廳對生源和就業信息的各種統計功能，向外發布學生就業信息，實現與企業的互動功能，擴大學生的就業率指標。加強學校與企事業單位的交流，改變以往高校、畢業生、就業單位之間信息封閉、信息不對稱的狀態。

StuEmp系統基于Web Services的應用開發，從上到下自動組裝，實現應用服務的開發自動化。系統可根據用戶定義的不同要求、不同設備，生成不同的用戶界面，實現個性化操作。

1 Web服務本體

1.1 本體概述

本體(Ontology)的概念來源于哲學和人工智能領域。哲學中本體是客觀存在的一個系統的解釋或者說明，研究的是世界上各種實體以及它們是怎么關聯的科學，關心的是客觀現實的抽象本質。現在，Ontology已經超越了哲學范疇，而是與信息技術（如面向對象系統、Web）及人工智能有著密切的關系。一個Web本體可能包含了類、屬性及其實例的描述，是一種知識表示，支持上下文推理。由于對跨系統的知識重用和分享興趣的增加，導致對Ontology的興趣大增，在知識分享問題上，不同系統描述各自領域時可使用本體描述不同的概念和術語。

Ontology為知識庫的建立提供一個基本的結構和一套概念及術語來描述某一領域，并且獲取該領域的本質概念結構， 這些都是通過Ontology分析完成的。 然后，知識庫就可以運用這些術語來表達現實或者虛擬世界中的正確知識， Ontology分析就是明確知識的結構。知識處理較為可行的方案是由Berners-Lee 提出的語義Web 結構[1]，分為七層，如圖1所示。

本體一方面是知識處理的基礎；另一方面也給人們提供了一種更為規范、更為系統的思維方法，這種方法正在被各行各業的技術人員所采用。

1.2 系統涉及的Web服務

Web Services是獨立的、模塊化的應用程序，能夠在網絡（一般是WWW）上被描述、發布、查找和調用。Web 服務的基本框架[2]如圖2所示。

圖1 語義Web結構圖圖2 Web 服務的基本框架圖

Web服務架構中分為三種角色，即服務提供者（Service Provider）、服務調用者（Service Consumer）和服務注冊、登記（Service Register）。

Web Services作為Web技術的最新發展成果，它的出現及推廣將變革現有的Web應用模式。但WSDL提供的是面向人理解的語義化描述。為了使用一個Web Services軟件實體，需要一個計算機可解釋的服務描述，而語義網標志語言的目標之一就是創建這些描述被定制和共享的框架。Web站點應該使用一個基本類和屬性集合來聲明及描述服務，這一點可以在OWL的Ontology架構下完成，OWL-S承擔了這一使命。從而解決了目前Web上廣泛存在的信息格式的異構性、信息語義的多重性以及信息關系的匱乏和不統一。

由于本體具有豐富的語義和廣泛的關系，它將變革現有的Web Services，使之成為Intelligent Web Services，使Web實現從自動化到智能化的轉換成為可能。

1.3 Web服務頂級知識本體（OWL-S）

OWL-S[3]是基于OWL[4]語言的Web服務本體，定義了一組核心語言構件，用于對Web服務進行邏輯化描述，所生成的描述文件能直接被機器所理解，從而支持代理程序基于邏輯語義實現對Web服務的自動發現、調用、組合及監控。作為描述Web服務的知識本體，OWL-S的目標是能夠對一個Web服務進行邏輯描述，這個描述至少包括三個方面的內容：

（1） 該Web服務做什么。例如服務實體、服務可以實現的功能，以及服務的性能參數。這方面的描述通過ServiceProfile來實現。基于這些描述，服務請求實體（人或者代理程序）可以發現滿足特定功能需要的服務，可以確定需要滿足哪些條件才能調用該服務。同時，服務請求代理也可以遵循ServiceProfile來描述自己的服務需求。

（2） 該Web服務如何執行，包括服務執行的先后順序、過程流程等。這些方面的描述通過ServiceModel來實現，服務請求代理利用ServiceModel可組合多個服務完成復雜任務，同時在執行過程中，可以利用ServiceModel來協調參與各方面的動作。

（3） 如何實際調用Web服務，描述具體的綁定信息。例如服務地址、通信協議及消息格式等。這方面的描述通過ServiceGround來實現。

2 高校畢業生就業平臺

高校畢業生就業平臺建立在高校畢業生就業管理系統的基礎上，再加上部分語義功能。針對高校畢業生就業這一服務領域，以高校畢業生、用人單位、教育決策者為服務對象，運用本體論構建語義級的信息內容模型，實現異構系統之間語義級的信息共享規范；引入智能服務中介和個性化信息服務技術，并深入研究針對畢業生就業領域的數據挖掘和決策支持技術；最后，綜合考慮安全性和服務效率，構建一個集智能化就業服務、協同辦公和決策支持為一體的綜合服務平臺。實現就業服務的個性化，辦公過程的協同化、決策過程的智能化和科學化、信息管理的動態化、數據表示的可視化。

本文將基于本體的思想提出一種新的畢業生就業平臺的系統結構。該結構以畢業生本體為核心，采用語義Web 系統構架。以Web的本體OWL-S為基礎，實現服務的自組裝。與其他平臺結構相比，StuEmp 具有可擴充、高度復用和可定制的特點。

2.1 StuEmp總體結構

StuEmp 的結構分為三層，即本體概念與發布層、概念描述層和代碼模塊層，如圖3所示。

本體概念與發布層包括兩部分，即畢業生本體和組裝發布功能。接收用戶提出的請求，利用本體查詢語言，根據畢業生本體得出用戶請求功能的概念描述，然后按照所得的概念描述裝配成滿足用戶需求的畢業生就業平臺。概念描述層主要保存本體中涉及的各種概念描述，為系統組裝提供支持。代碼模塊層主要包括本體中包含概念的具體模塊實現，這些實現不同于一般的程序模塊。該層的模塊要求具有URI 的性質，該模塊的功能可從網絡上通過URI 直接調用實現。

圖3 StuEmp總體結構

（1）本體概念與發布層。該層主要包括四部分：網站門戶、設備無關接口、組裝與發布、OWL-S。其中系統門戶網站是用戶使用的界面，該界面是由設備自適應接口（智能代理）[7]根據用戶的設備平臺動態生成的。該門戶網站界面具有設備自適應和用戶可定制的特點。

（2）概念描述層。該層的主要功能是對畢業生本體中的概念進行較為精確、全面的描述，即對于畢業生工作有關的基本概念進行定義。同時對概念之間的關系進行具體描述，如調用關系、參數傳遞等。

（3）代碼模塊層。該層主要是對概念描述層中的基本概念進行實現，并以URI 方式提供給組裝發布層使用。該部分中模塊代碼的結構要進行特別設計，這些模塊必須能以URI 的方式與其他模塊一起形成一個更大的有機系統，而且該系統也必須可作為URI 方式使用。也就是說，這些代碼模塊的設計要用于支持畢業生本體中的模塊對應的概念組合。如何設計這些基本服務模塊，完成系統要求的基本功能是系統的關鍵。

2.2 就業平臺的自適應本體構架

就業平臺的自適應本體構架共分為五個層次，分別為操作界面層、系統層、服務或資源行為層、復合操作或復合資源層、原子代碼或原子資源層，如圖4所示。

圖4 就業平臺的自適應模型圖

原子代碼為最基本的操作層，每個原子操作（Operation）都是一個發布的Web Service。原子操作的使用是可重復的。在一個系統中只要適合需求，那么一個原子操作可能會是多個動作的組成成分之一。復合操作是系統的具體化行為，一個復合操作是一個動作，是一個具體的任務。每個操作是由動作驅動的，它由若干的操作組成。復合操作是原子代碼通過OWL-S控制構件（如Sequence，If-Then-Else，Choice，Repeat-While，Repeat-Until等規范過程）組合成的操作。服務主要由動作組成，它們一般對應系統中的子系統模塊，可根據用戶請求的功能描述，自動組裝而成。操作界面為自適應型的，是與用戶所使用的設備相適應的，根據用戶要求動態生成。

2.3 就業平臺模型分析

高校畢業生就業平臺的模型如圖5所示，將學生本體、概念描述層及模塊實現看成是知識庫。該庫中的概念描述以及模塊是指系統中的基本概念。StuEmp系統由Ontology的文檔和推理機得到所需要的知識，推理機根據要求調用OWL-API計算推理，得到基本動作描述，再通過組裝運算可以產生與就業系統有關的操作，系統中的概念都是基本StuEmp中可定義的，其概念所表示的操作即可組裝完成，根據用戶輸入，產生相應操作和個性化的操作界面。系統推理機的推理計算可表示為

OperateOWLS=

可以看出，相關的操作是由用戶輸入、推理規則、知識庫本體三者為基礎推理計算生成的。

圖5 就業平臺模型

3 系統實現

StuEmp系統是一個龐大的工程，涉及的知識面廣且技術內容多，因此該系統的實現需要大量的人力和時間。我們正在從事這些方面的研究，并逐漸將其應用于就業平臺信息化建設上。由于該工程只是在開發階段，還未全部完成，以下只是以部分設計為例來進行簡單的原理和設計說明。

在StuEmp系統中，Web本體OWL-S描述可采用人工組裝和自動組裝兩種方式。人工組裝方式應用Protégé插件OWL-S Editor[5]手動組裝生成OWL-S描述文件，StuEmp系統再根據OWL-S描述文件調用相應的服務模塊。

3.1StuEmp 中的OWL-S描述

StuEmp中的OWL-S描述文件，利用Protégé 的OWL-S Editor插件，由Web服務的WSDL類型文件轉換生成。其中生成的OWL-S描述文件的原子過程GetNextID的部分描述如示例1所示。

示例1 Web服務過程GetNextID的描述文件片段如下：

3.2 OWL-S調用Web服務的程序實現

在系統平臺設計過程中，智能高校畢業生就業平臺盡可能利用原有的高校畢業生就業管理的Web服務，如GetNext-ID()，GetStdName()等Web服務過程。原有就業系統的Web服務在 Microsoft .NET平臺下開發，系統中的服務過程GetNextID(string ls_id)主要功能是得到下一個ID號。OWL_S實現的具體GetNextID()內容略。

StuEmp系統程序代碼設計不通過傳統Web服務的代理類，而是通過OWL-S API，組裝完成對服務的直接調用。應用OWL-S API調用Web服務可跨越不同的系統開發平臺，調用過程的示意性代碼如示例2所示。

示例2一個調用Web服務的示意性代碼

4 實現環境

高校畢業生就業系統平臺基于的操作系統環境為Windows 2000，后臺數據庫為SQL Server 2000，系統集成開發工具為JBuilder 2005，推理語言采用HP的Jena 2.2，本體的描述采用Protégé外加 OWL-S Editor 編輯器。本體語言采用OWL規范，用MIND[5]（馬里蘭大學信息及網絡動態實驗室）開發的OWL-S 1.1 實現語義Web服務的相關調用執行 。

5 結束語

StuEmp平臺是一個基于本體的高校畢業生就業系統，面向語義Web 環境設計的。StuEmp 在技術上是可行的，具有可擴充、自組裝和可定制的特點，而且隨著人們的使用及其對系統平臺認識程度的增加可不斷深化其知識庫，而知識庫的維護只需要小的開銷。與現有的常規畢業生就業平臺相比，StuEmp 具有多種特點。由于系統龐大，我們只是完成了一個StuEmp 的簡化系統。但該系統的試驗證明，這種模型和方法是可行的，而且具有較大的發展潛力。基于自組裝的StuEmp 模型實現實用的系統平臺將是下一步的研究目標。

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