«Аналіз існуючих мов опису онтологічних програмних рішень»



Дата конвертації03.07.2019
Розмір1.17 Mb.
Назва файлуЕСЕ.docx

Міністерство освіти та науки України

Національний університет «Львівська Політехніка»

Інститут «Комп’ютерних наук та інформаційних технологій»

Кафедра АСУ



Ece на тему:



«Аналіз існуючих мов опису онтологічних програмних рішень»

з курсу «Основи автоматизованого проектування складних об’єктів та систем»

Виконала:

ст. групи КН-43

Онішечко Ірина

Прийняв:


Фабрі Л.П.

Львів-2018

Онтологія – це формалізоване представлення знань про певну предметну область (середовище, світ), придатне для автоматизованої обробки. Онтологію неодмінно супроводжує деяка концепція цієї області інтересів. Найчастіше ця концепція виражається за допомогою визначення базових об’єктів (індивідуумів, атрибутів, процесів) і відношень між ними. Визначення цих об’єктів і відношень між ними зазвичай називають концептуалізацією.

Тобто, онтологія – це загальноприйнята і загальнодоступна концептуалізація певної області знань, яка містить базис для моделювання цієї області знань і визначає протоколи взаємодії між агентами, які використовують знання з цієї області, і включає домовленості про представлення теоретичних основ даної області знань.

Онтології зазвичай містять класи(поняття), екземпляри цих класів, їхні атрибути(властивості) та значення цих властивостей, а також відношення між класами та екземплярами класів. Крім того, онтологія може містити певні обмеження на використання класів та їх відношень.

Екземпляри або індивіди – це основні, низькорівневі компоненти онтології. Екземпляри можуть являти собою як фізичні об’єкти(люди, будинки, планети), та і абстрактні(числа, слова). Строго кажучи, онтологія може обійтися й без конкретних об’єктів, але однією з головних цілей онтології є класифікація таких об’єктів, тому вони також включаються.

Поняття або класи – абстрактні групи, колекції або набори об’єктів. Вони можуть місити в собі екземпляри, інші класи, або ж сполучення й того, і іншого.

Об’єкти в онтології можуть мати атрибути. Кожен атрибут має принаймні ім’я й значення, і використовується для зберігання інформації, що специфічна для об’єкта й прив’язана до нього.

Важлива роль атрибутів полягає в тому, щоб визначити залежності(відношення) між об’єктами онтології. Зазвичай відношенням є атрибут, значенням якого є інший об’єкт.

Онтологічні мови – формальні мови для побудови онтологій. Вони дозволяють кодування знань щодо конкретних галузей і часто включають у себе логічні правила, які підтримують обробку цих знань. Онтолоігчні мови, як правило, є декларативними мовами, майже завжди є узагальненнями фреймових мов, і , як правило, засновані або на логіці першого порядку або на описовій логіці.

Сьогодні існує декілька розповсюджених стандартів опису онто­логій. Ключовим моментом у проектуванні онтологій є вибір відпо­відної мови специфікації онтологій (Ontology specification language). Мета таких мов  надати можливість вказувати додаткову семантику ресурсів, що машинно-інтерпретується, зробити машинне подання да­них більш схожим на стан речей у реальному світі, істотно підвищити виразні можливості концептуального моделювання слабкострукту­рованих Web-даних.

Існують традиційні мови специфікації онтологій (Ontolingua, CYCL, мови, засновані на дескриптивних логіках, такі як LOOM, і мови, засновані на фреймах,  OKBC, OCML, Flogic). Пізніші мови засновані на Web-стандартах, такі як XOL, SHOE або UPML, RDF(S), DAML, OIL, OWL, що створені спеціально для обміну онтологіями через Web.

Загалом, відмінність між традиційними і Web-мовами специ­фікації онтологій полягає у виразних можливостях опису наочної області і деяких можливостях механізму логічного виведення для цих мов. Типові примітиви мов додатково містять:


  • конструкції для арегації множинних ієрархій класів, правил ви­ведення і аксіом;

  • різні форми модуляризації для запису онтологій і відношень між ними;

  • можливість мета-опису онтологій; це корисно для встановлення зв’язків між різними видами онтологій.

Першими пропозиціями з опису онтологій на базі RDFS були DARPA DAML-ONT (DARPA Agent Markup Language) і European Commission OIL (Ontology Inference Layer). Ці стандарти специфікації й обміну онтологіями розроблені для досягнення якнайкращих резуль­татів у підтримці процесу обміну знаннями й інтеграції знань. DAML забезпечує примітиви для оголошення перетинів, об’єднань, доповнень класів тощо, а OIL заснований на description logics. Інше розширення RDFS  DRDFS. Так само як і OIL, він дає можливість для вираження класів і визначення властивостей, проте виразна потужність мов DRDFS і OIL така, що жоден з них не може розглядатися як фрагмент іншого.

На базі цих пропозицій DAML і OIL виникло спільне рішення – DAML+OIL, яке послугувало поштовхом для створення в межах ініціа­тиви Semantic Web окремої групи з перегляду цього рішення і стандартизації мови опису Web-онтологій (OWL – Web Ontology Language). Адаптація до Web-систем логіки і штучного інтелекту ста­но­вить вершину “піраміди Semantic Web”, забезпечуючи семантично-адекватний пошук інформації і машинну інтерпретацію семантики.

OIL також можна розглядати в порівнянні з Ontolingua, розроб­леним у межах ініціативи On-To-Knowledge. Порівняно з Ontolingua, OIL менш виразний, але все-таки дає змогу робити логічні висновки: підтримка виведення забезпечується системою FACT – класифі­катором, який працює на основі description logic.

Проте загалом можна сказати, що орієнтованість мов опису онто­логій на системи математичної логіки робить їх занадто потуж­ними інструментами для величезної кількості додатків, яким достатньо простої мови опису словників, – RDFS. І це правильно, кожен ступінь у піраміді – це ступінь, на якому багато систем можуть зупинитися, згідно зі своїми власними вимогами до даних і їх використання.

Детально проаналізувавши найрозповсюдженіші мови опису онто­логій, ми прийшли до висновку, що найцікавішим стандартом опису онтологій є Ontology Web Language, або OWL. Цей стандарт встановлений організацією W3C, що є законодавцем стандартів у всьому, що стосується Web. Поточний стандарт OWL прийнятий 2004 року, коли W3C опублікувала документ “OWL Web Ontology Language Guide. W3C Recommendation 10 February 2004” (OWL, мова Web-он­тологій. Керівництво. Рекомендація W3C від 10 лютого 2004 р.).

Мова Web-онтологій OWL покликана забезпечити механізм, який може використовуватися для опису класів і зв’язків між ними, що властиві для Web-документів і додатків, однак її структура передбачає використання і в інших середовищах.

Рекомендації W3C демонструють, як використовувати мову OWL, щоб:


  • формалізувати область визначення класів і властивостей цих класів;

  • визначити індивідів та призначити їх властивості;

  • уточнити ці класи та індивіди до ступеня, що визначений фор­мальною семантикою OWL.

Виклад рекомендацій організований так, щоб відобразити по­ступове визначення набору класів, властивостей та індивідів, почи­наючи з основних принципів і переходячи до складніших мовних компонентів.

Сьогодні важко було б створити Web-сервер-агент, який зміг би виконати пошук вин у мережі, що задовольняють цей запит. Для підтримки такого роду об­чис­лень необхідно піти далі за ключові слова і описати зміст ресурсів, доступних у мережі. Цей додатковий рівень інтерпретації пов’язаний з семантикою даних.

Мова Web-онтологій OWL – це мова для визначення і подання Web-онтологій. Онтологія – термін, запозичений з філософії, який оз­начає науку, що описує форми буття і те, як вони відносяться між со­бою. Web-онтологія може об’єднувати описи класів, властивостей і їх приклади. Формальна семантика OWL описує, як отримати логічні на­слідки, маючи таку онтологію, тобто отримати факти, які не відобра­жені в онтології буквально, але виходять з її семантики. Ці наслідки можуть бути засновані на одному документі або множині розподілених доку­ментів, які комбінуються з використанням певних механізмів OWL.

Питання, яке виникає, коли читаєш опис ще одного XML/Web-стандарту, – це “Що це дає мені, що не можуть дати XML і XML Schema?” Є дві відповіді на це запитання.



  • Онтологія відрізняється від схеми XML тим, що це відображення знання, а не формат повідомлень. Більшість Web-стандартів скла­даються з комбінації форматів повідомлень і специфікацій прото­колів. Цим форматам задали експлуатаційну семантику типу: “Піс­ля отримання повідомлення ЗамовленняНаКупівлю, перевести Кіль­кість гривень з РахунокПокупця на РахунокПродавця і відпустити Товар.” Але специфікація не створена для підтримки операцій поза контекстом цієїї транзакції. Наприклад, у нас немає, як правило, механізму, щоб визначити, що через те, що Товар має назву Шордоне, він має також бути білим вином.

  • Однією з переваг OWL-онтологій буде доступність інструментів, які можуть аналізувати їх. Інструменти забезпечать загальну під­тримку, яка не є специфічною для певної наочної області, що було б тим випадком, коли треба побудувати систему, щоб міркувати в межах однієї стандартної для заданої індустрії XML-схеми. Побу­дова чіткої і працездатної системи міркування – непроста справа. Будівництво онтології набагато доступніше. Автори стандарту очікують, що багато людей приєднаються до створення онтологій. Вони отримають вигоду з інструментів третіх осіб, заснованих на формальних властивостях мови OWL, інструментів, що нададуть асортимент можливостей, які більшості організацій було б важко реалізувати самим.

Список джерел

  1. https://studfiles.net/preview/5064224

  2. https://uk.wikipedia.org/wiki/Онтологічні_мови

  3. https://uk.wikipedia.org/wiki/Онтологія_(інформатика)


Поділіться з Вашими друзьями:


База даних захищена авторським правом ©bezref.in.ua 2019
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка