Ontológia (számítástechnika)

Az ontológia a számítástechnikában ( más görögből novolat. ontology. ὤν  gen . n.  ὄντος  - létező, ami létezik és λόγος  - tanítás, tudomány) egy kísérlet egy bizonyos tudásterület átfogó és részletes formalizálására egy fogalmi séma segítségével . Egy ilyen séma jellemzően egy adatszerkezetből áll, amely tartalmazza az összes releváns objektumosztályt, azok kapcsolatait és a mezőben elfogadott szabályokat ( tételeket , megszorításokat). A számítástechnikában ez a kifejezés az " ontológia " ősi filozófiai fogalmából származik.

Az ontológiákat a programozási folyamatban a valós világról vagy annak részeiről szóló tudásreprezentáció egy formájaként használják. A fő alkalmazási területek az üzleti folyamatok modellezése , a szemantikus web és a mesterséges intelligencia . 

Különbségek az ontológia filozófiai koncepciójától

Bár az "ontológia" kifejezés eredetileg filozófiai volt, a számítástechnikában önálló jelentést kapott. Itt két lényeges különbség van:

• Az informatika ontológiájának olyan formátumban kell lennie, amelyet a számítógép könnyen feldolgozhat;
• Az információs ontológiák mindig meghatározott célokkal jönnek létre - tervezési problémák megoldása; inkább az alkalmazhatóság , mint a teljesség szempontjából ítélik meg őket .

Ontológia elemek

A modern ontológiák többnyire ugyanúgy épülnek fel, függetlenül az írás nyelvétől. Általában példányokból , fogalmakból , attribútumokból és kapcsolatokból állnak .

Példányok

A példányok ( angol  példányok ) vagy az egyének ( angol  individuumok ) objektumok, az ontológia fő alsóbb szintű összetevői; lehetnek fizikai tárgyak (emberek, házak, bolygók) és absztraktak (számok, szavak). Szigorúan véve az ontológia meg tud nélkülözni konkrét objektumokat, azonban az ontológia egyik fő célja az ilyen objektumok osztályozása , így ezek is benne vannak.

Fogalmak

A fogalmak ( angol  fogalmak ) vagy osztályok ( angol  osztályok ) absztrakt csoportok, objektumok gyűjteményei vagy halmazai. Tartalmazhatnak példányokat, más osztályokat vagy mindkettő kombinációját. Példa:

• Az „emberek” fogalma, a „személy” beágyazott fogalma. Hogy mi az „ember” – egy beágyazott fogalom, vagy egy példány (individuális) – az ontológiától függ.
• Az „egyének” fogalma, az „egyén” egy példánya.

Az ontológia osztályok egy taxonómiát alkotnak  – fogalmak hierarchiáját a beágyazás tekintetében [1] .

Attribútumok

Az ontológiában lévő objektumok attribútumokkal rendelkezhetnek . Minden attribútumnak van legalább egy neve és egy értéke, és egy objektumra jellemző és ahhoz kapcsolódó információk tárolására szolgál. Például az Car-Model-A objektum olyan attribútumokkal rendelkezik, mint:

• Név : Autó-modell-A
• Ajtók száma : 4
• Motor : {4.0L, 4.6L}
• Sebességváltó : 6 sebességes

Az attribútumérték összetett adattípus is lehet . Ebben a példában az Engine nevű attribútum értéke egyszerű adattípusértékek listája.

Kapcsolatok

Az attribútumok fontos szerepe az ontológia objektumok közötti kapcsolatok (függőségek) meghatározása. A reláció általában egy attribútum, amelynek értéke egy másik objektum.

Tételezzük fel, hogy az autó ontológiájában két objektum található – az A-modell autó és a B-modell autó . Legyen a Model-Car-B a Model-A utódmodellje , akkor a Model-Car-A és a Model-Car-B közötti kapcsolat az "isSuccessorOf" attribútumként kerül meghatározásra, amelynek értéke " Model-Car-A " Modell- Car object (megjegyzendő, hogy az ontológialeíró nyelvekben vannak előre meghatározott öröklődési viszonyok).

Speciális és általános ontológiák

A speciális ( tárgy-orientált ) ontológiák a tudás valamely területét vagy a való világ egy részét reprezentálják. Az ilyen ontológia a kifejezések speciális jelentését tartalmazza erre a területre. Például a " mező " szó a mezőgazdaságban egy földdarabot jelent , a fizikában  - az egyik anyagtípust , a matematikában  - az algebrai rendszerek osztályát .

Az általános ontológiákat olyan fogalmak ábrázolására használják, amelyek számos területen közösek. Az ilyen ontológiák alapvető kifejezéskészletet tartalmaznak, szószedetet vagy tezauruszt , amelyek a tartományi kifejezések leírására szolgálnak.

Ha speciális ontológiákat használó rendszer fejlődik ki, akkor szükség lehet azok integrációjára . Az ontológia-fúzió egyik részfeladata az ontológia-leképezés . Egy ontológiamérnök számára pedig ez komoly feladat. Még közeli tartományok ontológiái is összeférhetetlenek lehetnek egymással. A különbség megjelenhet a helyi kultúra, ideológia sajátosságaiból, vagy az eltérő leírási nyelv használatából adódóan . Az ontológiákat manuálisan és félautomatikusan egyesítik. Általában ez egy fáradságos, lassú és költséges folyamat. Az alapvető ontológia  – egyetlen szószedet – használata némileg leegyszerűsíti ezt a munkát.

Ontológialeíró nyelvek

Az ontológialeíró nyelv  egy ontológia kódolására használt formális nyelv . Több hasonló nyelv létezik ( a lista nem teljes ):

• OWL  - Web Ontology Language, W3C szabvány , szemantikai állítások nyelve, az RDF és az RDFS kiterjesztéseként fejlesztették ki ;
• KIF( eng.  Knowledge Interchange Format  - tudáscsere formátum) - S-kifejezések logikai szintaxisa alapján ;
• Közös logika (CL) — a KIF utódja (szabványosított – ISO/IEC 24707:2007).
• CycleLa Cyc projekt  által használt ontológiai nyelv . Predikátumszámítás alapján , néhány magasabb rendű kiterjesztéssel.
• DAML+OLAJ( FIPA )

Az ontológianyelvekkel való munkavégzéshez többféle technológia létezik: ontológiaszerkesztők (ontológiák létrehozására), ontológia DBMS (ontológia tárolására és elérésére) és ontológiatárak (több ontológiával való munkavégzéshez).

Lásd még

• Magasabb ontológia
• Tudásbázis
• Taxonómia
• Szójegyzék
• Információ kinyerése
• Nyílt orvosbiológiai ontológiák
• Ontológia szerkesztők

Jegyzetek

1. ↑ Dobrov et al., 2009 .

Irodalom

• Lapshin VA ontológiák számítógépes rendszerekben. - M .: Tudományos világ, 2010.
• Dobrov B.V., Ivanov V.V., Lukashevics N.V., Szolovjov V.D. Ontológiák és tezauruszok: modellek, eszközök, alkalmazások . - M . : Binom. Tudáslaboratórium, 2009. - 173 p. - ISBN 978-5-9963-0007-5 .

Linkek

• Ontológiák használata tudáskezelő rendszerekben Archiválva : 2008. február 23. a Wayback Machine -nél
• Az ontológia mérnöki eszközeinek áttekintése (2004-re)
• Natural Language Ontology Editor archiválva 2014. szeptember 4-én a Wayback Machine -nél  – a Fluent Editor áttekintése a szabályozott angol nyelven és az OWL -lel . Megemlíti a Protégé és a TopBraid Composer ontológiaszerkesztőket is .
• Útmutató az első ontológia létrehozásához