(495) 925-0049, ITShop интернет-магазин 229-0436, Учебный Центр 925-0049
  Главная страница Карта сайта Контакты
Поиск
Вход
Регистрация
Рассылки сайта
 
 
 
 
 

Обзор баз знаний онтологического типа

В статье рассматриваются вопросы построения, структурирования, описания, классификации и использования онтологических баз знаний. Приведен обзор современных исследований, посвященных различным аспектам создания и использования онтологии. Пристальное внимание в работе уделено разграничению формальных и лингвистических онтологий. Также предложена достаточно подробная методология построения ресурсов онтологического типа. Введение В настоящее время все большей популярностью пользуются методы инженерии знаний, среди которых онтологиям принадлежит значительное место. В связи с ростом популярности изучение онтологий включено в программу ВУЗов, по данной тематике выходит все большее количество статей. К сожалению, на наш взгляд, большая часть русскоязычного материала (в том числе учебные пособия и некоторые статьи) все еще чрезвычайно низкого качества. Как правило, такие материалы содержат части формальных выкладок из переводных источников или разработок отечественных исследований. Данная статья является попыткой упорядочить и структурировать существующую сегодня информацию о создании и применении онтологий.

А.А. Никоненко Киевский национальный университет имени Т. Шевченко, г. Киев, Украина andrey.nikonenko@gmail.com

1. Понятие онтологии В исследовании онтологий вопросы возникают с первых шагов. Так, до сих пор не существует единого определения для понятия онтология. Само понятие онтология происходит от др.-греч. "онтос" - сущее, "логос" - учение, понятие, т.е. это раздел философии, изучающий бытие. Википедия определяет онтологию (в информатике) как попытку всеобъемлющей и детальной формализации некоторой области знаний с помощью концептуальной схемы [1]. Под концептуальной схемой подразумевается набор понятий + информация о понятиях (свойства, отношения, ограничения, аксиомы и утверждения о понятиях, необходимых для описания процессов решения задач в избранной предметной области). Среди специалистов, занимающихся проблемами компьютерной лингвистики, наиболее устоявшимся (классическим) считается определение онтологии, данное Губертом: "онтология - это спецификация концептуализации" [2]. Так же известен ряд расширенных определений Губерта, среди которых можно выделить такие: 

  • онтология - это эксплицитная спецификация концептуализации, где в качестве концептуализации выступает описание множества объектов предметной области и связей между ними; 
  • онтология - это знания, формально представленные на базе концептуализации. Формально онтология состоит из терминов, организованных в таксономию, их определений и атрибутов, а также связанных с ними аксиом и правил вывода;
  • онтология - формальная спецификация разделяемой концептуализации, которая имеет место в некотором контексте предметной области; 
  • онтология - база знаний, описывающая факты, которые предполагаются всегда истинными в рамках определенного общества на основе общепринятого смысла используемого словаря.

Дополнительно с пониманием термина "онтология" по Губерту можно ознакомиться здесь [3]. Нужно отметить, что определение, данное в [1], полностью передает семантику всех вышеперечисленных определений, поэтому в данной работе будем придерживаться именно его.

...

5. Методология построения онтологии На тему "как построить онтологию" существует множество рекомендаций, руководств, советов, подсказок и указаний. Однако до сих пор не предложено общей методологии построения онтологий. Некоторые шаги в этом направлении были предприняты в следующих работах: 

IDEF5: язык и метод для описания онтологий [22]; 

статья Грубера, в которой приведено обсуждение принципов описания онтологий [23]; 

статья Скуса, посвященная вопросам согласования, как пути для совместного использования и интеграции онтологий, разработанных разными группами [24]; 

статьи Гомез-Переза, посвященные технологиям совместного использования знаний [25].

Указанные выше работы приводят дальнейшие шаги в развитии методологии, но не предлагают базовой (skeletal) методологии. Далее в этом разделе мы попытаемся вывести такую базовую методологию, опираясь на работы [9] и [26]. Такая методология должна включать ограниченное число стадий и быть применимой к построению любой онтологии. В работе [26] авторы считают, что комплексная базовая методология для разработки онтологий должна включать следующие стадии:

  • Определение цели. 
  • Построение онтологии. 
  • Зафиксировать онтологию. 
  • Закодировать онтологию. 
  • Провести интеграцию существующих онтологий. 
  • Оценить. 
  • Задокументировать.

Дополнительно для каждой стадии должны быть описаны технология, методика, принципы и рекомендации, например, типы связей между стадиями (рекомендуемый порядок, чередование, входы/выходы).

Дадим краткую характеристику описанным выше стадиям.

Определение цели

Эта стадия необходима для четкого понимания, почему онтология была создана и для каких целей она будет использована. Она также будет, использоваться для определения круга пользователей онтологии.

Построение онтологии

Фиксирование

Под фиксированием подразумевается:

  1. Определение ключевых концептов и связей в нужном домене (scoping).
  2. Выработка точных, непротиворечивых текстовых определений для этих концептов и связей.
  3. Определение термов, относящихся к таким концептам и связям.
  4. Согласование всего вышеперечисленного.

Кодирование

Под кодированием подразумевается точное представление деталей, зафиксированных на предыдущей стадии, на каком-либо формальном языке. Это включает в себя фиксацию определенной мета-онтологии, выбор языка представления, и создание описания онтологии на этом языке.

Интеграция

На этапах фиксирования и кодирования часто возникает вопрос, можно ли как-то воспользоваться уже существующими онтологиями. В общем случае это очень сложная проблема, хотя, например, в проекте Ontolingua был достигнут значительный прогресс в этом направлении. Разработка руководства и инструментария в данной области стало бы одним из наиболее значительных прорывов в области разработки комплексной методологии.

Оценка

Гомез-Перез предложил следующее определение оценки в контексте технологий совместного использования знаний: "для составления технического мнения об онтологии, ассоциированной с ней программной среды и документации, касательно критериев… Критериями могут выступать требования к спецификации, вопросы компетенции, и/или реальный мир" [25]

Документирование

Может быть желательным определить рекомендации к документированию онтологий, возможно, различные, в зависимости от типа и предназначения онтологии. Как показано в работе [24], одним из основных препятствий в эффективном совместном использовании знаний является недостаточная документация по существующим базам знаний и онтологиям. Поэтому все важные допущения должны быть задокументированы, как об основных концептах, определенных в онтологии, так и о примитивах, используемых в определениях.

Как итог, приведем список действий (подробнее в работе [9]), которые необходимо выполнить при построении онтологии: 

  • обозначение целей и области применения создаваемой онтологии; 
  • построение онтологии, которое включает: a) фиксирование знаний о ПрО, т.е. определение основных понятий и их взаимоотношений в выбранной предметной области; создание точных непротиворечивых определений для каждого основного понятия и отношения; определение терминов, которые связаны с этими терминами и отношениями; b) кодирование, т.е. разделение совокупности основных терминов, используемых в онтологии, на отдельные классы понятий; c) выбор или разработку специального языка для представления онтологии; d) непосредственно задание фиксированной концептуализации на выбранном языке представления знаний; 
  • совместное использование людьми или программными агентами общего понимания структуры информации; 
  • обеспечение возможности использования знаний ПрО;  создание явных допущений в ПрО, лежащих в основе реализации; 
  • отделение знаний ПрО от оперативных знаний - это еще один вариант общего применения онтологий; 
  • анализ знаний в ПрО.

Литература

1. Онтология_(информатика) [Электронный ресурс]. Энциклопедия Википедия. - Режим доступа : http://ru.wikipedia.org/wiki/Онтология_(информатика)
2. Gruber T.R. A translation approach to portable ontologies [Электронный ресурс] / T.R. Gruber // Knowledge Acquisition. 1993. - № 5(2). - С. 199-220. - Режим доступа : http://www-ksl.stanford.edu/kst/what-is-an-ontology.html
3. Gruber T.R. Ontology to appear in the Encyclopedia of Database Systems[Электронный ресурс] / Ling Liu and M. Tamer Özsu (Eds.). - Springer-Verlag, 2008. - Режим доступа : http://tomgruber.org/writing/ontologydefinition-2007.htm
4. Онтологии и тезаурусы: модели, инструменты, приложения / [Добров Б.В., Иванов В.В., Лукашевич Н.В., Соловьев В.Д.] [Электронный ресурс] : учебный курс Интернет-университета информационных технологий. - Режим доступа : http://www.intuit.ru/department/expert/ontoth/2/
5. Онтология [Электронный ресурс]. Энциклопедия Википедия. - Режим доступа : http://ru.science.wikia. com/wiki/Онтология
6. Онтологии и тезаурусы : учебное пособие / [Соловьев В.Д., Добров Б.В., Иванов В.В., Лукашевич Н.В.]. - Казань ; Москва, 2006. - 173 c.
7. Core Software Ontology. Core Ontology of Software Components. Core Ontology of Services [Электронный ресурс]. OntoWare Group. - Режим доступа : http://cos.ontoware.org/
8. Gruninger Michael. An Ontology Framework / Michael Gruninger, Leo Obrst // Ontology Summit - NIST, (Gaithersburg, MD April 22 - 23, 2007). - Gaithersburg, 2007.
9. Гладун А.Я. Онтологии в корпоративных системах. Часть I / А.Я. Гладун, Ю.В. Рогушина // Корпоративные системы. - 2006. - № 1. - С. 41-47.
10. Глибовець М.М. Побудова україномовної онтології засобами СУБД / М.М. Глибовець, О.О. Марченко, А.О. Никоненко // Наукові записки. Комп"ютерні науки / Національний університет "Києво-Могилянська академія". - 2008. - Том 86. - С. 46-49.
11. Operational Conceptual Modelling Language [Электронный ресурс]. - Режим доступа : http://technologies.kmi.open.ac.uk/ocml/
12. Intelligent Systems Division [Электронный ресурс]. USC/Information Sciences Institute (ISI). - Режим доступа : http://ai.isi.edu/
13. Loom Project Home Page [Электронный ресурс]. Artificial Intelligence research group University of Southern California"s Information Sciences Institute. - Режим доступа : http://www.isi.edu/isd/LOOM/
14. Ontolingua [Электронный ресурс]. Artificial Intelligence Laboratory of the Department of Computer Science at Stanford University. - Режим доступа : http://www.ksl.stanford.edu/software/ontolingua/
15. Ontolingua Reference Manual Ontolingua [Электронный ресурс]. Laboratory for Applied Ontology of the Institute of Cognitive Science and Technology Italian National Research Council. - Режим доступа : http://www.loa-cnr.it/medicine/reference-manual/index.html
16. On the Relationship between Description Logic-based and F-Logic-based Ontologies [Электронный ресурс] / Jos de Bruijn, Stijn Heymans // Fundam. Inform. - 2008. - № 82(3). - С. 213-236. - Режим доступа : http://portal.acm.org/citation.cfm?id=1377800
17. Овдей О.М. Обзор инструментов инженерии онтологий / О.М. Овдей, Г.Ю. Проскудина // Электронные библиотеки. - 2004. - Т. 7, вып. 4. - С. 3-19.
18. Константинова Н.С. Онтологии как системы хранения знаний [Электронный ресурс] / Н.С. Константинова, О.А. Митрофанова. - Режим доступа : http://www.sci-innov.ru/icatalog_new/index.php?action=send_att& entry_id =68352&fname=68352e2-st08_(Митрофанова О.А.).pdf
19. Добров Б.В. Курс из 16 презентаций: "Онтологии и тезаурусы" [Электронный ресурс] / Б.В. Добров, В.В. Иванов, Н.В. Лукашевич, В.Д. Соловьев. - Режим доступа : http://window.edu.ru/window_ catalog/redir?id=41722&file=ot_2006_posobie.pdf
20. Гладун Виктор. Структурирование онтологии ассоциаций для конспектирования естественно-языковых текстов [Электронный ресурс] / Виктор Гладун, Виталий Величко, Леонид Святогор. - Режим доступа : http://www.foibg.com/ibs_isc/ibs-02/IBS-02-p20.pdf
21. Онтологии для обработки текстов на естественном языке. Лексические онтологии [Электронный ресурс]. - Режим доступа : http://www.intuit.ru/department/expert/ontoth/2/3.html
22. KBSI. Knowledge based systems incorporated, Technical Report IDEF5 Method Report [Электронный ресурс] AL/HRGA, Wright-Patterson Air Force Base, Ohio, September 1994. - Режим доступа : http://www.idef.com/pdf/Idef5.pdf
23. Gruber T. Towards principles for the design of Ontologies used for knowledge sharing // International Journal of Human-Computer Studies. - 1995. - № 43(5/6). -С. 907-928.
24. Skuce D. Conventions for reaching agreement on shared Ontologies / D. Skuce // In Proceeding of the 9th Knowledge Acquisition for Knowledge Based Systems Workshop, 1995 [Электронный ресурс]. - Режим доступа : http://portal.acm.org/ft_gateway.cfm?id=1135849&type=pdf&coll=GUIDE&dl=GUIDE&CFID=43461927&CF TOKEN=47811814
25. Gomez-Perez A. Evaluation and assessment of knowledge sharing technology // Towards Very Large Knowledge Bases - Knowledge Building and Knowledge Sharing 1995 / A. Gomez-Perez, N. Juristo, J. Pazos ; іn N.J. Mars, editor. - Amsterdam : IOS Press, 1995. - Р. 289-296.
26. Uschold Mike. Towards a Methodology for Building Ontologies[Электронный ресурс] / Mike Uschold, Martin King. - Режим доступа : http://www.aiai.ed.ac.uk/project/pub/documents/1995/95-ont-ijcai95-ont-method.ps 27. Гладун А.Я. Онтологии в корпоративных системах. Часть II / А.Я. Гладун, Ю.В. Рогушина // Корпоративные системы. - 2006. - № 1. - С. 48-56.

Ссылки по теме

Файлы для загрузки


 Распечатать »
 Правила публикации »
  Обсудить материал в конференции Дискуссии и обсуждения общего плана »
Написать редактору 
 Рекомендовать » Дата публикации: 11.11.2020 
 

Магазин программного обеспечения   WWW.ITSHOP.RU
ABBYY FineReader Pro для Mac, электронный ключ
Quest Software. TOAD Xpert Edition
ABBYY Lingvo x6 Многоязычная Домашняя версия, электронный ключ
SmartBear AQtime Pro - Node-Locked License (Includes 1 Year Maintenance)
VMware Workstation 14 Player for Linux and Windows, ESD
 
Другие предложения...
 
Курсы обучения   WWW.ITSHOP.RU
 
Другие предложения...
 
Магазин сертификационных экзаменов   WWW.ITSHOP.RU
 
Другие предложения...
 
3D Принтеры | 3D Печать   WWW.ITSHOP.RU
 
Другие предложения...
 
Новости по теме
 
Рассылки Subscribe.ru
Информационные технологии: CASE, RAD, ERP, OLAP
Безопасность компьютерных сетей и защита информации
CASE-технологии
Программирование на Microsoft Access
OS Linux для начинающих. Новости + статьи + обзоры + ссылки
СУБД Oracle "с нуля"
3D и виртуальная реальность. Все о Macromedia Flash MX.
 
Статьи по теме
 
Новинки каталога Download
 
Исходники
 
Документация
 
Обсуждения в форумах
Топ рейтинг слотов 2021 года (6)
Среди огромного выбора азартных слотов...
 
Пишу программы на заказ профессионально (3292)
Пишу программы на заказ на языках Pascal (численные методы, списки, деревья, прерывания) под...
 
Отличается ли ДрифтКазино от беттинга? (43)
Друзья, давно заметил, что на Дрифте уже несколько месяцев во всю рекламируется и предлагается...
 
сервисный центр техники Эпл в Краснодаре (1)
Всем привет.Обращалась в этот сервисный центр техники Эпл в Краснодаре...
 
Программы Delphi на заказ (246)
Пишу программы в среде Delphi на заказ http://bddelphi.ucoz.ru/
 
 
 



    
rambler's top100 Rambler's Top100