Сибирский государственный медицинский университет Кафедра медицинской и биологической

Сибирский государственный медицинский университет Кафедра медицинской и биологической кибернетики Представление знаний в виде онтологий Россия, г. Томск, 2012 г.

Введение Данные являются набором разрозненных фактов и значений, представленных в различной форме; Знания – это множество отношений (ограничений, функций, правил) в семантической модели некоторой проблемной области. Основная роль в описании знаний отводится онтологиям.

Определение онтологии Онтология - это формализация некоторой области знаний с помощью концептуальной схемы. Онтология - конструкция для представления знаний в Интернете, представляющая собой множество объектов, классифицированных в соответствии с некоторыми критериями, плюс описание свойств этих объектов.

Определение онтологии Онтология — это структурная спецификация некоторой предметной области, ее формализованное представление, которое включает словарь (или имена) указателей на термины предметной области и логические выражения, которые описывают, как они соотносятся друг с другом.

Онтология

Типы онтологий Мета-онтологии — описывают наиболее общие понятия, которые не зависят от предметных областей. Онтология предметной области — формальное описание предметной области, обычно применяется для того, чтобы уточнить понятия, определённые в мета-онтологии.

Типы онтологий Онтология конкретной задачи — онтология, определяющая общую терминологическую базу задачи, проблемы. Сетевые онтологии часто используют для описания результатов выполнения конкретной задачи.

Онтологическое моделирование Практически все модели онтологий в той или иной степени содержат: концепты (понятия, классы, сущности, категории); свойства концептов (слоты, атрибуты, роли); отношения между концептами (связи, зависимости, функции); дополнительные ограничения (определяются аксиомами).

Онтологическое моделирование Предоставляемые о накопленных ресурсах сведения должны быть унифицированными, непротиворечивыми, точными, подробными и т. д. Это требование характерное для современных интегрирующих систем, может быть удовлетворено применением подхода и технологии создания и использования онтологий.

Онтология

Онтологическое моделирование Модель онтологии Формально онтология определяется как O = <X, R, F>, где X — конечное множество понятий предметной области, R — конечное множество отношений между понятиями, F — конечное множество функций интерпретации.

Языки описания онтологий Цели: предоставить возможность указывать дополнительную машинно-интерпретируемую семантику ресурсов; сделать машинное представление данных более конкретным и полным.

Требования к языкам описания онтологий Возможность метаописания онтологий. Это полезно при установлении отношений между различными видами онтологий. Конструкции для агрегирования, множественных иерархий классов, правил вывода и аксиом;

Языки описания онтологий Традиционные языки спецификации онтологий (Ontolingua, Cyc. L, языки, основанные на дескриптивных логиках, такие как LOOM, и языки, основанные на фреймах - OKBC, OCML, Flogic). Более поздние языки основанные на Webстандартах, такие как XOL, SHOE или UPML, RDF(S), DAML, OIL, OWL созданы специально для обмена онтологиями через Web.

Языки описания онтологий RDF использует базовую модель данных «объект — атрибут — значение» OWL (Ontology Web Language) — язык представления онтологий, расширяющий возможности XML, RDF Schema и DAML+OIL. Этот проект предусматривает создание мощного механизма семантического анализа.

Языки описания онтологий Онтологии OWL — это последовательности аксиом и фактов, а также ссылок на другие онтологии. Они содержат компоненту для записи авторства и другой подробной информации, являются документами Web, на них можно ссылаться через URL.

Инженерия онтологий Инженерию онтологий можно определить как совокупность действий, касающихся: процесса разработки онтологий; жизненного цикла онтологий; методов и методологий построения онтологий; набора инструментов и языков для их построения и поддержки.

Инструменты В настоящее время для создания и поддержки онтологий существует целый ряд инструментов, которые помимо общих функций редактирования и просмотра выполняют поддержку документирования онтологий, импорт и экспорт онтологий разных форматов и языков, поддержку графического редактирования, управление библиотеками онтологий и т. д.

Инструменты инженерии онтологий Oil. Ed Onto. Edit Ontolingua Onto. Saurus Protégé Web. ODE Web. Onto

Инструменты инженерии онтологий Особенности: Фреймовая или логическая модель представления знаний; Файловое хранение онтологии; Графическое редактирование; Совместная разработка онтологий; Проверка непротиворечивости.

Инженерия онтологий

Жизненный цикл онтологии

Применение онтологий Онтологии могут быть использованы везде, где требуется обработка данных, учитывающая их семантику. В силу изначальной ориентированности языка OWL на машинную обработку, правильное применение онтологий может, с одной стороны, существенно упростить и, с другой стороны, открыть новые возможности в разработке приложений, решающих задачи автоматизированной обработки и доступа к данным.

Применение онтологий Словарь предметной области; Отображения на базы данных; Формата хранения метаданных; Формата обмена данными.

ПРИМЕНЕНИЕ ОНТОЛОГИИ ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ ПОИСКА В INTERNET При обращении к поисковой системе пользователь должен иметь возможность получить в ответ ресурсы релевантные смыслу запроса, их поиск должен быть семантически ориентированным. Для этого средства поиска соответствующей запросу информации предлагается организовать на основе онтологии, содержащей описания семантики ресурсов.

ПРИМЕНЕНИЕ ОНТОЛОГИИ ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ ПОИСКА В INTERNET Известно, что семантика Internet-ресурсов очень разнообразна, следовательно, осуществлять поиск необходимой информации тем проще, чем уже и специфичнее предметная область. Вследствие этого на практике можно ограничиться построением онтологии одной конкретной области.

Спасибо за внимание!