Ontologie (informatica)

Ontologia în informatică ( novolat.  ontologie din altă greacă. ὤν gen . n.  ὄντος  - existent, ceea ce există și λόγος  - predare, știință) este o încercare de a formaliza cuprinzător și detaliat un anumit domeniu de cunoaștere folosind o schemă conceptuală . De obicei, o astfel de schemă constă dintr- o structură de date care conține toate clasele de obiecte relevante , relațiile lor și regulile ( teoreme , constrângeri) acceptate în domeniu. Acest termen în informatică este derivat din conceptul filosofic antic de „ ontologie ”.

Ontologiile sunt folosite în procesul de programare ca o formă de reprezentare a cunoștințelor despre lumea reală sau partea ei. Principalele domenii de aplicare sunt modelarea proceselor de afaceri , Web - ul semantic și inteligența artificială . 

Diferențele față de conceptul filosofic de ontologie

Deși termenul „ontologie” a fost inițial filozofic, în informatică a căpătat un sens independent. Există două diferențe semnificative aici:

• O ontologie în informatică trebuie să fie într-un format pe care un computer îl poate procesa cu ușurință;
• Ontologiile informaționale sunt întotdeauna create cu scopuri specifice - rezolvarea problemelor de proiectare; ele sunt judecate mai mult din punct de vedere al aplicabilităţii decât al completitudinii .

Elemente de ontologie

Ontologiile moderne sunt construite în cea mai mare parte în același mod, indiferent de limba de scriere. Ele constau de obicei din instanțe , concepte , atribute și relații .

Instanțe

Instanțele ( instanțele engleze  ) sau indivizii ( indivizii englezi ) sunt obiecte, principalele componente de nivel inferior ale ontologiei; pot fi atât obiecte fizice (oameni, case, planete) cât și abstracte (numere, cuvinte). Strict vorbind, ontologia se poate descurca fără obiecte specifice, totuși, unul dintre obiectivele principale ale ontologiei este clasificarea unor astfel de obiecte, deci sunt și ele incluse.  

Concepte

Conceptele ( English  concepts ) sau clasele ( English  classs ) sunt grupuri abstracte, colecții sau seturi de obiecte. Ele pot include instanțe, alte clase sau combinații ale ambelor. Exemplu:

• Conceptul de „oameni”, conceptul imbricat de „persoană”. Ce este un „om” – un concept imbricat, sau o instanță (individ) – depinde de ontologie.
• Conceptul de „indivizi”, o instanță de „individ”.

Clasele de ontologie alcătuiesc o taxonomie  - o ierarhie de concepte în ceea ce privește imbricarea [1] .

Atribute

Obiectele dintr-o ontologie pot avea atribute . Fiecare atribut are cel puțin un nume și o valoare și este folosit pentru a stoca informații specifice și asociate cu un obiect. De exemplu, obiectul Car-Model-A are atribute precum:

• Nume : Mașină-model-A
• Numar de usi : 4
• Motor : {4.0L, 4.6L}
• Cutie de viteze : 6 trepte

O valoare de atribut poate fi un tip de date complex . În acest exemplu, valoarea unui atribut numit Motor este o listă de valori simple ale tipurilor de date.

Relații

Un rol important al atributelor este definirea relațiilor (dependențelor) între obiectele ontologiei. De obicei, o relație este un atribut a cărui valoare este un alt obiect.

Să presupunem că există două obiecte în ontologia mașinii - mașină Model-A car și Model-B car . Fie Model-Car-B modelul succesor al Model-A , apoi relația dintre Model-Car-A și Model-Car-B este definită ca atributul „isSuccessorOf” cu valoarea „ Model-Car-A ” pentru Model- Obiect mașină -B (de remarcat că există relații de moștenire predefinite în limbajele de descriere ontologiei).

Ontologii specializate și generale

Ontologiile specializate ( orientate pe subiecte ) sunt o reprezentare a unei zone de cunoaștere sau a unei părți a lumii reale. O astfel de ontologie conține semnificații speciale ale termenilor pentru această zonă. De exemplu, cuvântul „ câmp ” în agricultură înseamnă o bucată de pământ , în fizică  – unul dintre tipurile de materie , în matematică  – o clasă de sisteme algebrice .

Ontologiile generale sunt folosite pentru a reprezenta concepte care sunt comune unui număr mare de câmpuri. Astfel de ontologii conțin un set de bază de termeni, un glosar sau un tezaur , folosit pentru a descrie termenii de domeniu.

Dacă se dezvoltă un sistem care utilizează ontologii specializate, atunci integrarea lor poate fi necesară . O subsarcină a fuziunii ontologiei este sarcina mapării ontologiei . Și pentru un inginer în ontologie, aceasta este o sarcină serioasă. Ontologiile chiar și ale domeniilor apropiate pot fi incompatibile între ele. Diferența poate apărea din cauza particularităților culturii, ideologiei locale sau datorită utilizării unui limbaj de descriere diferit . Ontologiile sunt îmbinate atât manual, cât și semi-automat. În general, acesta este un proces laborios, lent și costisitor. Utilizarea unei ontologii de bază  - un singur glosar - simplifică oarecum această lucrare.

Limbi de descriere ontologiei

Un limbaj de descriere a ontologiei  este un limbaj formal folosit pentru a codifica o ontologie. Există mai multe limbi similare ( lista este incompletă ):

• OWL  - Web Ontology Language, standard W3C , limbaj pentru aserțiuni semantice, dezvoltat ca o extensie a RDF și RDFS ;
• KIF( ing.  Knowledge Interchange Format  - format de schimb de cunoștințe) - bazat pe sintaxa expresiilor S pentru logică ;
• Logica comună (CL) — succesorul KIF (standardizat — ISO/IEC 24707:2007).
• Ciclul L este un limbaj ontologic folosit de proiectul Cyc . Bazat pe calculul predicatelor cu unele extensii de ordin superior.
• DAML+ULEI( FIPA )

Există mai multe tipuri de tehnologii pentru lucrul cu limbaje de ontologie: editori de ontologie (pentru crearea de ontologii), DBMS de ontologie (pentru stocarea și accesarea unei ontologii) și depozite de ontologie (pentru lucrul cu mai multe ontologii).

Vezi și

• Ontologie superioară
• Bază de cunoștințe
• Taxonomie
• Glosar
• Extragerea informațiilor
• Ontologii biomedicale deschise
• Editori de ontologie

Note

1. ↑ Dobrov și colab., 2009 .

Literatură

• Lapshin VA Ontologii în sisteme informatice. - M .: Lumea științifică, 2010.
• Dobrov B.V., Ivanov V.V., Lukashevich N.V., Solovyov V.D. Ontologii și tezaure: modele, instrumente, aplicații . - M .: Binom. Laboratorul de cunoștințe, 2009. - 173 p. - ISBN 978-5-9963-0007-5 .

Link -uri

• Utilizarea ontologiilor în sistemele de management al cunoștințelor Arhivat 23 februarie 2008 la Wayback Machine
• Prezentare generală a instrumentelor de inginerie ontologiei (pentru 2004)
• Natural Language Ontology Editor Arhivat 4 septembrie 2014 la Wayback Machine  - o prezentare generală a Editorului Fluent care lucrează cu engleză controlată și OWL . Menționează, de asemenea, editorii de ontologie Protégé și TopBraid Composer .
• Instrucțiuni pentru crearea primei ontologii