Ontologi (datavetenskap)

Ontologi inom datavetenskap ( novolat.  ontologi från andra grekiska. ὤν gen . n.  ὄντος  - existerande, det som finns och λόγος  - undervisning, vetenskap) är ett försök att heltäckande och detaljerat formalisera ett visst kunskapsområde med hjälp av ett begreppsschema . Vanligtvis består ett sådant schema av en datastruktur som innehåller alla relevanta objektklasser, deras relationer och de regler ( satser , begränsningar) som accepteras i fältet. Denna term inom datavetenskap kommer från det uråldriga filosofiska konceptet " ontologi ".

Ontologier används i programmeringsprocessen som en form av kunskapsrepresentation om den verkliga världen eller dess del. De huvudsakliga tillämpningsområdena är affärsprocessmodellering , den semantiska webben och artificiell intelligens . 

Skillnader från det filosofiska begreppet ontologi

Även om termen "ontologi" ursprungligen var filosofisk, har den inom datavetenskapen fått en självständig innebörd. Det finns två betydande skillnader här:

• En ontologi inom datavetenskap måste vara i ett format som en dator lätt kan bearbeta;
• Informationsontologier skapas alltid med specifika mål - att lösa designproblem; de bedöms mer i termer av tillämplighet än fullständighet .

Ontologielement

Moderna ontologier byggs till största delen på samma sätt, oavsett skriftspråk. De består vanligtvis av instanser , begrepp , attribut och relationer .

Instanser

Instanser ( engelska  instanser ) eller individer ( engelska  individer ) är objekt, de viktigaste komponenterna på lägre nivå i ontologin; kan vara både fysiska objekt (människor, hus, planeter) och abstrakta (siffror, ord). Strängt taget kan ontologi klara sig utan specifika objekt, men ett av ontologins huvudmål är klassificeringen av sådana objekt, så de ingår också.

Begrepp

Begrepp ( engelska  begrepp ) eller klasser ( engelska  klasser ) är abstrakta grupper, samlingar eller uppsättningar av objekt. De kan inkludera instanser, andra klasser eller kombinationer av båda. Exempel:

• Begreppet "människor", det kapslade begreppet "person". Vad som är en "man" - ett kapslat begrepp, eller en instans (individ) - beror på ontologin.
• Begreppet "individer", en instans av "individ".

Ontologiklasser utgör en taxonomi  - en hierarki av begrepp med avseende på häckning [1] .

Attribut

Objekt i en ontologi kan ha attribut . Varje attribut har åtminstone ett namn och ett värde och används för att lagra information som är specifik för och associerad med ett objekt. Till exempel har Car-Model-A- objektet attribut som:

• Namn : Car-model-A
• Antal dörrar : 4
• Motor : {4,0L, 4,6L}
• Växellåda : 6-växlad

Ett attributvärde kan vara en komplex datatyp . I det här exemplet är värdet på ett attribut som kallas Engine en lista med enkla datatypvärden.

Relationer

En viktig roll för attribut är att definiera relationer (beroenden) mellan ontologiobjekt. Vanligtvis är en relation ett attribut vars värde är ett annat objekt.

Låt oss anta att det finns två objekt i bilontologin - bil Model-A- bil och Model-B-bil . Låt Model-Car-B vara efterföljaren av Model-A , då definieras förhållandet mellan Model-Car-A och Model-Car-B som attributet "isSuccessorOf" med värdet " Model-Car-A " för Modell- Bilobjekt -B (det bör noteras att det finns fördefinierade arvsrelationer i ontologibeskrivningsspråk).

Specialiserade och allmänna ontologier

Specialiserade ( ämnesorienterade ) ontologier är en representation av något kunskapsområde eller en del av den verkliga världen. Sådan ontologi innehåller speciella betydelser av termer för detta område. Till exempel betyder ordet " fält " i jordbruk en bit mark , i fysiken  - en av materiatyperna , i matematiken  - en klass av algebraiska system .

Allmänna ontologier används för att representera begrepp som är gemensamma för ett stort antal fält. Sådana ontologier innehåller en grundläggande uppsättning termer, en ordlista eller en synonymordbok , som används för att beskriva domäntermer.

Om ett system som använder specialiserade ontologier utvecklas, kan integrering av dem krävas . En deluppgift av ontologifusion är uppgiften att kartlägga ontologi . Och för en ontologiingenjör är detta en allvarlig uppgift. Ontologier för även nära domäner kan vara inkompatibla med varandra. Skillnaden kan uppstå på grund av den lokala kulturens egenheter, ideologi eller på grund av användningen av ett annat beskrivningsspråk . Ontologier slås samman både manuellt och halvautomatiskt. I allmänhet är detta en mödosam, långsam och dyr process. Användningen av en grundläggande ontologi  - en enda ordlista - förenklar detta arbete något.

Ontologibeskrivningsspråk

Ett ontologibeskrivningsspråk  är ett formellt språk som används för att koda en ontologi. Det finns flera liknande språk ( listan är ofullständig ):

• OWL  - Web Ontology Language, W3C-standard , språk för semantiska påståenden, utvecklat som en förlängning av RDF och RDFS ;
• KIF( eng.  Knowledge Interchange Format  - format för kunskapsutbyte) - baserat på S-uttryckssyntax för logik ;
• Common Logic (CL) — efterträdare till KIF (standardiserad — ISO/IEC 24707:2007).
• CykelL är ett ontologiskt språk som används av Cyc - projektet . Baserat på predikatkalkyl med några tillägg av högre ordning.
• DAML+OLJA( FIPA )

Det finns flera typer av teknologier för att arbeta med ontologispråk: ontologiredigerare (för att skapa ontologier), ontologi -DBMS (för att lagra och komma åt en ontologi) och ontologirepositories (för att arbeta med flera ontologier).

Se även

• Högre ontologi
• Kunskapsbas
• Taxonomi
• Ordlista
• Informationsextraktion
• Öppna biomedicinska ontologier
• Ontologi redaktörer

Anteckningar

1. ↑ Dobrov et al., 2009 .

Litteratur

• Lapshin VA Ontologier i datorsystem. - M .: Scientific world, 2010.
• Dobrov B.V., Ivanov V.V., Lukashevich N.V., Solovyov V.D. Ontologier och tesaurier: modeller, verktyg, applikationer . - M . : Binom. Kunskapslaboratoriet, 2009. - 173 sid. - ISBN 978-5-9963-0007-5 .

Länkar

• Använda ontologier i Knowledge Management Systems Arkiverad 23 februari 2008 på Wayback Machine
• Översikt över ontologiteknikverktyg (för 2004)
• Natural Language Ontology Editor Arkiverad 4 september 2014 på Wayback Machine  - en översikt över Fluent Editor som arbetar med kontrollerad engelska och OWL . Nämner även ontologiredaktörerna Protégé och TopBraid Composer .
• Riktlinjer för att skapa din första ontologi