Онтология

Онтология

Онтология (Ontology) представляет множество абстрактных понятий и семантических отношений между ними.

Онтология предметной области – это попытка всеобъемлющей и детальной формализации некоторой области знаний с помощью концептуальной схемы. Обычно такая схема состоит из иерархической структуры данных, содержащей все релевантные классы объектов, взаимосвязи и правила (ограничения), принятые в этой области.

Определение онтологии, которым руководствуются многие исследователи в данной области, было дано в 1993 году Томом Грубером (Gruber T.A), американским учёным в области информатики, специализирующимся на системах обмена знаниями и коллективного разума:

Онтология – это явная (формальная) спецификация концептуализации, которая имеет место в некотором контексте предметной области. Концептуализация представляет собой описание понятий, а также всю информацию, имеющую отношение к понятиям (свойства, отношения, ограничения, аксиомы, утверждения), необходимую для описания и решения задач в избранной предметной области.

Или, иными словами, онтология представляет собой формализованное представление основных понятий и отношений между ними в некоторой предметной области.

Концептуальная модель – система концептов и отношений предметной области. Концепт – понятие, отражающее некоторый конкретный или абстрактный объект реального мира. Формально онтология состоит из понятий (терминов, организованных в таксономию), их описаний и правил вывода.

Модель онтологии

Формально онтология определяется как тройка O = <C,R,F>, где C – конечное множество понятий (концептов) предметной области, которую определяет онтология О; R – конечное множество отношений между понятиями; F – конечное множество функций интерпретации (аксиоматизация), заданных на понятиях и/или отношениях. При этом множество С ≠ .

Таким образом, онтологии на базовом уровне должны, прежде всего, обеспечивать словарь понятий (терминов) для представления и обмена знаниями о предметной области и множество отношений (связей), установленных между понятиями в этом словаре.

Множества R и F могут быть пустыми, что соответствует частным видам онтологии: при R =  и F =  онтология трансформируется в простой словарь, а при F =  – таксономию понятий.

Литература

• Gruber Thomas R. A translation approach to portable ontology specifications // Knowledge Acquisition. 1993. V.5. P.199–220.
• Gruber Thomas R. Toward principles for the design of ontologies used for knowledge sharing // International Journal of Human-Computer Studies. 1995. Vol.43, № 5-6. P.907–928.
• Gruber T. Ontology // Encyclopedia of Database Systems, Ling Liu and M. Tamer Özsu (Eds.), Springer-Verlag, 2009.
• Gascuena J.M., Fernandez-Caballero A., Gonzalez P. Domain ontology for personalized e-learning in educational systems // Proc. of the Sixth IEEE International Conference on Advanced Learning Technologies. 2006. P. 456–458.
• 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.
• Лапшин В. А. Онтологии в компьютерных системах. М.: Научный мир, 2010. 247 с.