онтология

конспект лекций (шпаргалка) неясного происхождения

я пробовал найти источник, но не нашел, тщательно не искал, в идеале хотелось бы найти учебник если он есть

краткость и насыщенность нравится, поэтому пусть будет

Смотрите в комментариях источник.
===========

http://mei06.narod.ru/sem6/pz/shpora/lec7.htm

Лекция 7: ОНТОЛОГИЯ

Основные определения

Определение термина «онтология»  зависит от контекста и целей его использования
•          Онтоло́гия (от греч. οντοσ — сущее, то, что существует и λογος — учение, наука) — раздел философии, изучающий проблемы бытия, наука о бытии
•          Онтология – это формальная спецификация концептуализации, которая имеет место в некотором контексте предметной области  (Gruber, 1993).
       Концептуализация представляет собой описание понятий, а также всю информацию, имеющую отношение к понятиям (свойства, отношения, ограничения, аксиомы, утверждения), необходимую для описания и решения задач в избранной предметной области.
       Концептуальная модель - система концептов и отношений предметной области.
       Концепт - понятие, отражающее некоторый конкретный или абстрактный объект реального мира
       Формально онтология состоит из понятий (терминов, организованных в таксономию), их описаний и правил вывода.
               Таксономия (от греч. taxis - расположение, строй, порядок и nómos - закон), теория классификации и систематизации сложноорганизованных областей действительности

Определение онтологии

Онтология – это подробная спецификация структуры определенной проблемной области;
   Онтология включает в себя словарь (т.е. список логических констант и предикатных символов) для описания предметной области и набор логических высказываний, формулирующих существующие в данной проблемной области ограничения и определяющих интерпретацию словаря;
   Онтология предлагает словарь для представления и обмена знаниями по интересующей проблеме и набор связей и свойств, которые определены между имеющимися в ее словаре неделимымисущностями.

Аспекты интерпретации термина “онтология”

•          Философское понятие (какие свойства являются общими для всего сущего?)
•          Неформальная концептуальная система (базис для определенной БЗ)
•          Формальный взгляд на семантику (формализация семантических структур)
•          Спецификация концептуализации (в рамках ИИ-сообщества)
•          Представление концептуальной системы через логическую теорию (характеризуемую формальными свойствами или только ее назначением)
•          Словарь (используемый логической теорией)
•          Спецификация логической теории (метауровневая)
Онтология (в информатике) —
это попытка всеобъемлющей и детальной формализации некоторой области знаний с помощью концептуальной схемы. Обычно такая схема состоит из иерархической структуры данных, содержащей все релевантные классы объектов, их связи и правила (ограничения), принятые в этой области
Онтологии – базы знаний специального вида, которые могут «читаться» и пониматься, отчуждаться от разработчика и/или физически разделяться их пользователями. Это формально представленные знания на базе концептуализации (описания множества объектов и понятий, знаний о них и связей между ними) (Гаврилова, Хорошевский)

Модель онтологии

Формально онтология определяется как
                                       O = <X,R,F>, где
•          X - конечное множество понятий (концептов) предметной области,
•          R - конечное множество отношений между понятиями,
•          F - конечное множество функций интерпретации, заданных на концептах и/или отношениях.
                      При R=0 и F=0 онтология трансформируется в простой словарь. Пример – индексы поисковых машин

Модель онтологической системы

                                       Z=<O, P, M> , где
•          O – онтология верхнего уровня (метаонтология)
       (содержит общие понятия и отношения, не зависящие от предметной области - «объект», «свойство», «значение» и т.п.);
•          P – множество предметных онтологий и онтологий задач предметной области (с учетом предпочтений пользователя);
•          M – модель машины вывода данной онтологической системы (например, для изменения критериев релевантности поиска или критериев формирования репозитория).
      
Модель онтологической системы позволяет описывать взаимосвязь онтологий разных уровней

Классификация онтологий

•          метаонтология – содержит общие понятия и отношения, не зависящие от предметной области («объект», «свойство», «значение» и т.п.);
•          предметная онтология – содержит понятия, описывающие конкретную предметную область и отношения, семантически значимые для данной предметной области;
•          онтология задач (и методов) – содержит в качестве понятий типы решаемых задач, а отношения специфицируют декомпозицию задач на подзадачи;
•          прикладная онтология (онтология приложения) – описывает концепты, зависящие как от предметной области, так и от задач
•          сетевая онтология – используется для описания конечных результатов действий, выполняемых объектами предметной области или задачи.


Другие классификации:
•          по уровню детализации
•          по “природе” предметных областей
•          по степени разработки и сопровождения

Основные направления применения онтологий

•          Формализованное представление знаний
–         организация общей и предметной терминологии
–         описание предметных областей для совместного использования человеком и компьютером
–         индексирование, фильтрация и классификация формализованных знаний
–         приобретение, структурирование знаний и формирование новых знаний
•          Семантическая интеграция информационных ресурсов (Формирование единого сетевого пространства знаний)
•          Обеспечение возможности поиска нужной информации (индексирование, фильтрация и классификация формализованных знаний)

 
Практическое применение онтологий

•          Порталы
•          Системы автоматизированного сбора информации
•          Управление корпоративными информационными ресурсами
•          Обучающие системы
•          Мультимедийные энциклопедии и коллекции
•          Взаимодействие электронных бытовых устройств

Направления развития онтологий

•          совершенствование способов доступа к знаниям
•          развитие средств разработки онтологий
•          совершенствование методов автоматического вывода онтологий
•          развитие средств представления
•          развитие средств взаимодействия онтологий

Языки представления онтологий

•          традиционные языки спецификации онтологий (LOOM,  OKBC, OCML, Flogic, LBase)
•          специальные языки спецификации онтологий (Ontolingua, CycL, SHOE)
•          языки основанные на Web-стандартах (UPML, DAML, OIL, XODL, XML, RDF, RDFS, OWL)
                       Выбор языка зависит от целей разработки онтологии

OWL (Web Ontology Language) – язык Web-онтологий

Основное назначение OWL  – для использования приложениями, которые должны не только представлять информацию человеку, но и обрабатывать ее.
        OWL спроектирован для хранения и отображения большого количества разнородной информации и знаний, а также для поддержки семантики и связей между этими знаниями.
       OWL предназначен для описания классов и отношений между ними, которые присущи для Web-документов и приложений

Коллекции онтологий

•          (KA)2 (Knowledge Annotation Initiative of the Knowledge Acquisition Community) – Аннотация знаний сообществом приобретения знаний (разрабатываются онтологии организаций, проекта, личности, направления исследований, публикаций, событий, исследовательских продуктов, тсследовательских групп) Инструментарий – Ontobroker
•          SHOE (Simple HTML Ontology Extensions)) – осуществляет аннотацию Web-страниц семантической информацией
•          CYC – ориентация на создание мультиагентной базы знаний всех общих понятий, включая семантическую структуру терминов и связей между ними
•          TOVE (Toronto Virtual Enterprise Project)- предметно ориентирована на представление модели корпорации
•          Plinius – предназначена для полуавтоматического извлечения знаний в области химии

Критерии разработки онтологий (Gruber)

•          Ясность- онтология должна эффективно описывать смысл определяемых терминов.
•          Согласованность- онтология должна быть согласованной, определения и выводимые утверждения должны быть непротиворечивыми.
•          Расширяемость- онтология должна предусматривать возможность определения новых терминов без необходимости пересмотра существующих определений.
•          Минимум влияния кодирования- концептуализация должна быть специфицирована на уровне знаний вне зависимости от конкретного способа кодирования.
•          Минимальное онтологическое соглашение- для онтологии должен быть достигнут минимальный объем словаря, достаточный для описания знаний, которые предполагается совместно использовать.

Жизненный цикл онтологий

Планирование (задачи, ресурсы, сроки)
       Разработка
–         Спецификация – определяет цели создания, предполагаемое использование и потенциальных пользователей
–         Концептуализация – обеспечивает структурирование предметных знаний
–         Формализация – трансформирует концептуальную модель в формальную или вычислительную
–         Реализация – вычислительная модель программируется на соответствующем языке представления знаний
–         Проверка - включает в себя идентификацию и редактирование неопределенных терминов; выявление конфликтов и несогласованностей; проверку онтологии на полноту; идентификацию семантических различий между двумя терминами в различных онтологиях; синтаксический анализ; анализ таксономии; семантическую оценку
Поддержка (одновременно с разработкой) – приобретение знаний, оценка онтологии, интеграция при построении новой онтологии с использованием существующих

Уровни формализации онтологии

Неформализованный. Слабо описанная на естественном языке онтология

1. Неформально-структурированный. Онтология описана ограниченным набором лексики естественного языка в структурированном виде


2. Полуформальный. Онтология описана на специальном формально определенном языке


3. Строго формальный. Для описания используются тщательно определенные термины с формальной семантикой, теоремы и доказательства для таких свойств, как надежность и полнота онтологии

Основные этапы  разработки онтологий:

•          определение классов в онтологии (понятий в рассматриваемой предметной области);
•          определение слотов (свойств и атрибутов каждого понятия);
•          описание допускаемых значений этих слотов и ограничений, наложенных на слоты.
•          отображение иерархии классов (подкласс – надкласс);
•          определение других отношений между классами.

===========