Онтология (информатика): различия между версиями
[отпатрулированная версия] | [отпатрулированная версия] |
Fractaler (обсуждение | вклад) +В области искусственного интеллекта (АИ) |
м Удаление шаблонов: {{Нп3}}×1 |
||
(не показаны 72 промежуточные версии 42 участников) | |||
Строка 1: | Строка 1: | ||
{{другие значения| Онтология (значения)}} |
{{другие значения| Онтология (значения)}} |
||
'''Онтоло́гия''' |
'''Онтоло́гия''' в информатике ({{lang-neolat|ontologia}} от {{lang-grc|ὤν}} род. п. {{lang-grc2|ὄντος}} — сущее, то, что существует и {{lang-grc2|λόγος}} — учение, наука) — это попытка всеобъемлющей и подробной [[Формализация|формализации]] некоторой области [[Знание|знаний]] с помощью [[Концептуальная схема|концептуальной схемы]]. Обычно такая схема состоит из [[Структура данных|структуры данных]], содержащей все [[Релевантность|релевантные]] классы объектов, их связи и правила ([[Теорема|теоремы]], ограничения), принятые в этой области. Этот термин в информатике является производным от древнего философского понятия «[[онтология]]». |
||
⚫ | Онтологии используются в [[Процесс разработки программного обеспечения|процессе]] [[Программирование|программирования]] как форма [[Представление знаний|представления знаний]] о реальном мире или его части. Основные сферы применения — [[Бизнес-моделирование|моделирование бизнес-процессов]], [[семантическая паутина]] ({{lang-en|Semantic Web}}), [[искусственный интеллект]]. |
||
В области искусственного интеллекта онтологией называется <ref>[Gruber T.R. A translation approach to portable ontologies. // Knowledge acquisition. – 1993. – № 5 (2). – P. 199-220]</ref> эксплицитная спецификация концептуализации<ref>[http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:UP0fHIQIeo8J:iai.dn.ua/public/JournalAI_2004_4/Razdel6/07_Li_Ronzhin_Karpov.pdf+%D0%B2%D0%B8%D0%B4%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%8F+%D0%BA%D0%BB%D0%B0%D1%81%D0%B8%D1%84%D0%B8%D0%BA%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F&hl=ru&gl=by&pid=bl&srcid=ADGEESjqJKuM2ca47tdfdBcq6wddf-MT4iIBivGN_xKoSa1wsEpAGkKOfFIgpwSkvurGSBQZQl0g4bclmJYy2ZQKZTPh4p8BcKR8KDYB5vHXFeX4QVmr3UdJfFy6jifEWKa5TV9z5HlG&sig=AHIEtbTKbbRnqVjKs62gZilL8xKCfGvVOw Ли И.В., Ронжин А.Л., Карпов А.А. "Учет иерархии понятий предметной области в системах автоматического понимания речи"]</ref> |
|||
⚫ | Онтологии используются в [[Процесс разработки программного обеспечения|процессе]] [[Программирование|программирования]] как форма [[ |
||
== Отличия от философского понятия онтологии == |
== Отличия от философского понятия онтологии == |
||
Хотя термин «онтология» изначально философский, в информатике он принял самостоятельное значение. Здесь есть два существенных отличия: |
Хотя термин «онтология» изначально философский, в информатике он принял самостоятельное значение. Здесь есть два существенных отличия: |
||
* Онтология в информатике должна иметь формат, который компьютер сможет легко обработать; |
* Онтология в информатике должна иметь формат, который компьютер сможет легко обработать; |
||
* Информационные онтологии создаются всегда с конкретными целями |
* Информационные онтологии создаются всегда с конкретными целями — решения конструкторских задач; они оцениваются больше с точки зрения ''применимости'', чем ''полноты''. |
||
== Элементы онтологий == |
== Элементы онтологий == |
||
⚫ | |||
⚫ | |||
=== Экземпляры === |
=== Экземпляры === |
||
⚫ | '''''Экземпляры''''' ({{lang-en|instances}}) или индивиды ({{lang-en|individuals}}) — это объекты, основные нижнеуровневые компоненты онтологии; могут представлять собой как физические объекты (люди, дома, планеты), так и [[Абстракция|абстрактные]] (числа, слова). Строго говоря, онтология может обойтись и без конкретных объектов, однако, одной из главных целей онтологии является ''классификация'' таких объектов, поэтому они также включаются. |
||
⚫ | Экземпляры ({{lang-en|instances}}) или индивиды ({{lang-en|individuals}}) |
||
=== Понятия === |
=== Понятия === |
||
⚫ | |||
⚫ | |||
* Понятие «люди», вложенное понятие «человек». Чем является «человек» — вложенным понятием, или экземпляром (индивидом) — зависит от онтологии. |
* Понятие «люди», вложенное понятие «человек». Чем является «человек» — вложенным понятием, или экземпляром (индивидом) — зависит от онтологии. |
||
* Понятие «индивиды», экземпляр «индивид». |
* Понятие «индивиды», экземпляр «индивид». |
||
Классы онтологии составляют '''''[[таксономия|таксономию]]''''' — иерархию понятий по отношению вложения{{sfn|Добров и др.|2009}}. |
|||
=== Атрибуты === |
=== Атрибуты === |
||
⚫ | |||
* ''Название'': ''Автомобиль-модели-А'' |
|||
⚫ | |||
* ''Название'': Ford Explorer |
|||
* ''Число-дверей'': 4 |
* ''Число-дверей'': 4 |
||
* ''Двигатель'': {4.0Л, 4.6Л} |
* ''Двигатель'': {4.0Л, 4.6Л} |
||
* ''Коробка-передач'': 6- |
* ''Коробка-передач'': 6-ступенчатая |
||
⚫ | |||
⚫ | |||
Если вы не определяете атрибуты для концепций, вам придется определять либо [[Таксономия|таксономию]] (если между концепциями существует отношение включения ([[Гипоним]], {{lang-en|Hyponym}})), либо [[Управляемый Словарь]] ({{lang-en|Controlled Vocabulary}}). Они полезны, но не считаются настоящими онтологиями. |
|||
=== Отношения === |
=== Отношения === |
||
⚫ | |||
⚫ | Предположим, что в онтологии автомобилей присутствует два объекта — автомобиль ''Автомобиль-модели-А'' и ''Автомобиль-модели-Б''. Пусть ''Автомобиль-модели-Б'' это модель-наследник ''Автомобиль-модели-А'', тогда отношение между ''Автомобиль-модели-А'' и ''Автомобиль-модели-Б'' определим как атрибут «isSuccessorOf» со значением «''Автомобиль-модели-А''» для объекта ''Автомобиль-модели-Б'' (следует заметить, что в языках описания онтологий существуют предопределенные отношения наследования). |
||
⚫ | |||
⚫ | Предположим, что в онтологии автомобилей присутствует два объекта — автомобиль |
||
== Специализированные и общие онтологии == |
== Специализированные и общие онтологии == |
||
⚫ | Специализированные (''предметно-ориентированные'') онтологии — это представление какой-либо области знаний или части реального мира. В такой онтологии содержатся специальные для этой области значения терминов. К примеру, слово «''поле''» в [[Сельское хозяйство|сельском хозяйстве]] означает [[Поле (сельское хозяйство)|участок земли]], в [[Физика|физике]] — [[Поле (физика)|один из видов материи]], в [[Математика|математике]] — [[Поле (алгебра)|класс алгебраических систем]]. |
||
⚫ | Специализированные (''предметно-ориентированные'') онтологии |
||
Общие онтологии используются для [[Представление знаний|представления понятий]], общих для большого числа областей. Такие онтологии содержат базовый набор терминов, [[глоссарий]] или [[тезаурус]], используемый для описания терминов предметных областей. |
Общие онтологии используются для [[Представление знаний|представления понятий]], общих для большого числа областей. Такие онтологии содержат базовый набор терминов, [[глоссарий]] или [[тезаурус]], используемый для описания терминов предметных областей. |
||
Если использующая специализированные онтологии система развивается, то может потребоваться их '''объединение'''. И для инженера по онтологиям это серьёзная задача. |
Если использующая специализированные онтологии система развивается, то может потребоваться их '''объединение'''. Подзадачей объединения онтологий является задача [[отображение онтологий|отображения онтологий]]. И для инженера по онтологиям это серьёзная задача. Онтологии даже близких областей могут быть несовместимы друг с другом. Разница может появляться из-за особенностей местной культуры, идеологии или вследствие использования другого '''языка описания'''. Объединение онтологий выполняют как вручную, так и в полуавтоматическом режиме. В целом это — трудоёмкий, медленный и дорогостоящий процесс. Использование ''базисной онтологии'' — единого глоссария — несколько упрощает эту работу. |
||
Сегодня объединение онтологий приходится выполнять вручную, это трудоёмкий, медленный и дорогостоящий процесс. Использование ''базисной онтологии'' — единого глоссария — несколько упрощает эту работу. Есть научные работы по технологиям объединения, но они по большей части теоретические. |
|||
== Языки описания онтологий == |
== Языки описания онтологий == |
||
'''Язык описания онтологий''' — [[формальный язык]], используемый для кодирования онтологии. Существует несколько подобных языков (''список неполон''): |
'''Язык описания онтологий''' — [[формальный язык]], используемый для кодирования онтологии. Существует несколько подобных языков (''список неполон''): |
||
* [[Web Ontology Language|OWL]] — |
* [[Web Ontology Language|OWL]] — Web Ontology Language, стандарт [[W3C]], язык для семантических утверждений, разработанный как расширение [[RDF]] и [[RDFS]]; |
||
* |
* {{нп3|KIF|KIF|en|Knowledge Interchange Format}} ({{lang-en|Knowledge Interchange Format}} — формат обмена знаниями) — основанный на [[S-выражение|S-выражениях]] синтаксис для [[Логика первого порядка|логики]]; |
||
* [[Common Logic]] — преемник KIF (стандартизован — ISO/IEC 24707:2007). |
* [[Common Logic|Common Logic (CL)]] — преемник KIF (стандартизован — ISO/IEC 24707:2007). |
||
* |
* {{нп3|CycL|CycL|en|CycL}} — онтологический язык, использующийся в проекте [[Cyc]]. Основан на [[логика первого порядка|исчислении предикатов]] с некоторыми расширениями более высокого порядка. |
||
* {{нп3|DAML|||DARPA Agent Markup Language}} |
|||
* DAML+OIL (FIPA) |
|||
* {{нп3|OIL|||Ontology Inference Layer}} |
|||
* {{нп3|Agent Communications Language}} |
|||
Для работы с языками онтологий существует несколько видов технологий: редакторы онтологий (для создания онтологий), [[ |
Для работы с языками онтологий существует несколько видов технологий: редакторы онтологий (для создания онтологий), [[СУБД]] онтологий (для хранения и обращения к онтологии) и хранилища онтологий (для работы с несколькими онтологиями). |
||
== См. также == |
== См. также == |
||
* [[Высшая онтология]] |
|||
* [[База знаний]] |
* [[База знаний]] |
||
* [[Таксономия]] |
* [[Таксономия]] |
||
* [[Глоссарий]] |
* [[Глоссарий]] |
||
* [[Извлечение информации]] |
* [[Извлечение информации]] |
||
* [[Открытые биомедицинские онтологии]] |
|||
* {{нп3|Редакторы онтологий|||Ontology editor}} |
|||
== Примечания == |
== Примечания == |
||
{{примечания}} |
{{примечания}} |
||
== Литература == |
|||
* ''Лапшин В. А.'' Онтологии в компьютерных системах. — М.: Научный мир, 2010. |
|||
* {{книга |
|||
|автор = Добров Б. В., Иванов В.В., Лукашевич Н.В., Соловьев В.Д. |
|||
|заглавие = Онтологии и тезаурусы: модели, инструменты, приложения |
|||
|ссылка = http://www.intuit.ru/department/expert/ontoth/ |
|||
|место = М. |
|||
|издательство = Бином. Лаборатория знаний |
|||
|год = 2009 |
|||
|страниц = 173 |
|||
|isbn = 978-5-9963-0007-5 |
|||
|ref = Добров и др. |
|||
}} |
|||
== Ссылки == |
== Ссылки == |
||
⚫ | |||
* [http://shcherbak.net/ Блог о Semantic Web, онтологиях и управлении знаниями] |
|||
⚫ | |||
⚫ | |||
* [http://habrahabr.ru/post/173015/ Редактор онтологий на естественном языке] {{Wayback|url=http://habrahabr.ru/post/173015/ |date=20140904185002 }} — обзор редактора [[Fluent Editor]], работающего с контролируемым английским языком и [[Web Ontology Language|OWL]]. Так же упоминает редакторы онтологий [[Protégé]] и [[TopBraid Composer]]. |
|||
⚫ | |||
* [https://web.archive.org/web/20110429003209/http://ifets.ieee.org/russian/depository/ontology101_rus.doc Руководство по созданию Вашей первой онтологии] |
|||
{{compu-prog-stub}} |
|||
{{ai-stub}} |
|||
{{rq|sources|refless}} |
{{rq|sources|refless}} |
||
{{Инженерия знаний}} |
{{Инженерия знаний}} |
||
{{Software Engineering}} |
{{Software Engineering}} |
||
{{Семантическая паутина}} |
|||
[[Категория:Информатика]] |
[[Категория:Информатика]] |
||
[[Категория:Инженерия знаний]] |
[[Категория:Инженерия знаний]] |
||
[[Категория:Семантическая паутина]] |
[[Категория:Семантическая паутина]] |
||
[[Категория:Веб 3.0]] |
|||
[[Категория:Системная инженерия]] |
|||
[[cs:Ontologie (výpočetní technika)]] |
|||
[[da:Ontologi (datalogi)]] |
|||
[[de:Ontologie (Informatik)]] |
|||
[[en:Ontology (information science)]] |
|||
[[es:Ontología (informática)]] |
|||
[[et:Ontoloogia (informaatika)]] |
|||
[[fa:هستیشناسی (علم اطلاعات)]] |
|||
[[fi:Ontologia (tietojenkäsittelytiede)]] |
|||
[[fr:Ontologie (informatique)]] |
|||
[[he:אונטולוגיה (מדעי המידע)]] |
|||
[[hr:Ontologija (računarstvo)]] |
|||
[[hu:Ontológia (mesterséges intelligencia)]] |
|||
[[it:Ontologia (informatica)]] |
|||
[[ja:オントロジー]] |
|||
[[ko:온톨로지]] |
|||
[[lt:Ontologija (informatika)]] |
|||
[[nl:Ontologie (informatica)]] |
|||
[[no:Ontologi (informatikk)]] |
|||
[[pl:Ontologia (informatyka)]] |
|||
[[pt:Ontologia (ciência da computação)]] |
|||
[[sl:Ontologija (informatika)]] |
|||
[[sr:Онтологија (рачунарство)]] |
|||
[[uk:Онтологія (інформатика)]] |
|||
[[zh:本体 (信息科学)]] |
Текущая версия от 06:15, 4 февраля 2023
Онтоло́гия в информатике (новолат. ontologia от др.-греч. ὤν род. п. ὄντος — сущее, то, что существует и λόγος — учение, наука) — это попытка всеобъемлющей и подробной формализации некоторой области знаний с помощью концептуальной схемы. Обычно такая схема состоит из структуры данных, содержащей все релевантные классы объектов, их связи и правила (теоремы, ограничения), принятые в этой области. Этот термин в информатике является производным от древнего философского понятия «онтология».
Онтологии используются в процессе программирования как форма представления знаний о реальном мире или его части. Основные сферы применения — моделирование бизнес-процессов, семантическая паутина (англ. Semantic Web), искусственный интеллект.
Отличия от философского понятия онтологии
[править | править код]Хотя термин «онтология» изначально философский, в информатике он принял самостоятельное значение. Здесь есть два существенных отличия:
- Онтология в информатике должна иметь формат, который компьютер сможет легко обработать;
- Информационные онтологии создаются всегда с конкретными целями — решения конструкторских задач; они оцениваются больше с точки зрения применимости, чем полноты.
Элементы онтологий
[править | править код]Современные онтологии строятся по большей части одинаково, независимо от языка написания. Обычно они состоят из экземпляров, понятий, атрибутов и отношений.
Экземпляры
[править | править код]Экземпляры (англ. instances) или индивиды (англ. individuals) — это объекты, основные нижнеуровневые компоненты онтологии; могут представлять собой как физические объекты (люди, дома, планеты), так и абстрактные (числа, слова). Строго говоря, онтология может обойтись и без конкретных объектов, однако, одной из главных целей онтологии является классификация таких объектов, поэтому они также включаются.
Понятия
[править | править код]Понятия (англ. concepts) или классы (англ. classes) — абстрактные группы, коллекции или наборы объектов. Они могут включать в себя экземпляры, другие классы либо же сочетания и того, и другого. Пример:
- Понятие «люди», вложенное понятие «человек». Чем является «человек» — вложенным понятием, или экземпляром (индивидом) — зависит от онтологии.
- Понятие «индивиды», экземпляр «индивид».
Классы онтологии составляют таксономию — иерархию понятий по отношению вложения[1].
Атрибуты
[править | править код]Объекты в онтологии могут иметь атрибуты. Каждый атрибут имеет по крайней мере имя и значение и используется для хранения информации, которая специфична для объекта и привязана к нему. Например, объект Автомобиль-модели-А имеет такие атрибуты, как:
- Название: Автомобиль-модели-А
- Число-дверей: 4
- Двигатель: {4.0Л, 4.6Л}
- Коробка-передач: 6-ступенчатая
Значение атрибута может быть сложным типом данных. В данном примере значение атрибута, который называется Двигатель, является списком значений простых типов данных.
Отношения
[править | править код]Важная роль атрибутов заключается в том, чтобы определять отношения (зависимости) между объектами онтологии. Обычно отношением является атрибут, значением которого является другой объект.
Предположим, что в онтологии автомобилей присутствует два объекта — автомобиль Автомобиль-модели-А и Автомобиль-модели-Б. Пусть Автомобиль-модели-Б это модель-наследник Автомобиль-модели-А, тогда отношение между Автомобиль-модели-А и Автомобиль-модели-Б определим как атрибут «isSuccessorOf» со значением «Автомобиль-модели-А» для объекта Автомобиль-модели-Б (следует заметить, что в языках описания онтологий существуют предопределенные отношения наследования).
Специализированные и общие онтологии
[править | править код]Специализированные (предметно-ориентированные) онтологии — это представление какой-либо области знаний или части реального мира. В такой онтологии содержатся специальные для этой области значения терминов. К примеру, слово «поле» в сельском хозяйстве означает участок земли, в физике — один из видов материи, в математике — класс алгебраических систем.
Общие онтологии используются для представления понятий, общих для большого числа областей. Такие онтологии содержат базовый набор терминов, глоссарий или тезаурус, используемый для описания терминов предметных областей.
Если использующая специализированные онтологии система развивается, то может потребоваться их объединение. Подзадачей объединения онтологий является задача отображения онтологий. И для инженера по онтологиям это серьёзная задача. Онтологии даже близких областей могут быть несовместимы друг с другом. Разница может появляться из-за особенностей местной культуры, идеологии или вследствие использования другого языка описания. Объединение онтологий выполняют как вручную, так и в полуавтоматическом режиме. В целом это — трудоёмкий, медленный и дорогостоящий процесс. Использование базисной онтологии — единого глоссария — несколько упрощает эту работу.
Языки описания онтологий
[править | править код]Язык описания онтологий — формальный язык, используемый для кодирования онтологии. Существует несколько подобных языков (список неполон):
- OWL — Web Ontology Language, стандарт W3C, язык для семантических утверждений, разработанный как расширение RDF и RDFS;
- KIF[англ.] (англ. Knowledge Interchange Format — формат обмена знаниями) — основанный на S-выражениях синтаксис для логики;
- Common Logic (CL) — преемник KIF (стандартизован — ISO/IEC 24707:2007).
- CycL[англ.] — онтологический язык, использующийся в проекте Cyc. Основан на исчислении предикатов с некоторыми расширениями более высокого порядка.
- DAML[англ.]
- OIL[англ.]
- Agent Communications Language[англ.]
Для работы с языками онтологий существует несколько видов технологий: редакторы онтологий (для создания онтологий), СУБД онтологий (для хранения и обращения к онтологии) и хранилища онтологий (для работы с несколькими онтологиями).
См. также
[править | править код]- Высшая онтология
- База знаний
- Таксономия
- Глоссарий
- Извлечение информации
- Открытые биомедицинские онтологии
- Редакторы онтологий[англ.]
Примечания
[править | править код]Литература
[править | править код]- Лапшин В. А. Онтологии в компьютерных системах. — М.: Научный мир, 2010.
- Добров Б. В., Иванов В.В., Лукашевич Н.В., Соловьев В.Д. Онтологии и тезаурусы: модели, инструменты, приложения. — М.: Бином. Лаборатория знаний, 2009. — 173 с. — ISBN 978-5-9963-0007-5.
Ссылки
[править | править код]- Использование онтологий в системах управления знаниями Архивная копия от 23 февраля 2008 на Wayback Machine
- Обзор инструментов инженерии онтологий (на 2004 год)
- Редактор онтологий на естественном языке Архивная копия от 4 сентября 2014 на Wayback Machine — обзор редактора Fluent Editor, работающего с контролируемым английским языком и OWL. Так же упоминает редакторы онтологий Protégé и TopBraid Composer.
- Руководство по созданию Вашей первой онтологии
Для улучшения этой статьи желательно:
|