Описание онтологий
Для описания онтологий существуют различные языки и системы, однако наиболее перспективным представляется визуальный подход, позволяющий специалистам непосредственно «рисовать» онтологии, что помогает наглядно сформулировать и объяснить природу и структуру явлений. Визуальные модели, например, графы обладают особенной когнитивной (т.е. познавательной) силой. Любой программный графический пакет от PaintBrush до Visio можно использовать как первичный инструмент описания онтологий.
Онтологический инжиниринг - проектирование и разработка онтологий.
Онтологический инжиниринг не является тривиальной задачей. Он требует от разработчиков профессионального владения технологиями инженерии знаний – от методов извлечения знаний до структурирования и формализации
Структура онтологического инжиниринга
Основные успехи лежат в области А3 и А4 - т.е. технологии, методология (А1 и А2) находится в зачаточном состоянии.
Редакторы онтологий
Редакторы онтологий
Однако самые изощренные редакторы и инструменты не могут выполнить содержательный анализ предметной области и креативный синтез онтологических структур. Сегодня необходимы практические рекомендации и технологии в областях A1 и A2, для получения ответа на вопросы: "ЧТО отражают знания, представленные в онтологии?" и "КАК их наглядно отобразить?".
Методология формирования онтологий в системе PROTEGE
Protege - это одна из наиболее популярных систем работы с онтологиями, созданная в Стэнфордском университете (США). По версии разработчиков системы Protege все понятия предметной области делятся на классы, подклассы, экземпляры. Экземпляры могут быть как у класса, так и подкласса и описываются они фреймами [Минский].
Методология формирования онтологий в
системе PROTEGE
Разработка онтологий для PROTEGE состоит из 5 шагов:
1.Выделение области (масштаба) онтологии, иначе определение границ онтологии.
2.Определение классов;
3.Организация иерархии классов;
4.Формирование фреймов для описания классов, подклассов, экземпляров, через определение слотов, т.е. свойств;
5.Определение значений.
Protege предлагает нисходящую стратегию проектирования онтологий (сверху вниз). Существуют и восходящие стратегии. Возможно комбинирование стратегий.
Методология формирования онтологий в
системе PROTEGE
Узлы-братья в онтологии должны находиться на одном уровне. Братьев должно быть не меньше двух и не больше двенадцати, иначе по мнению разработчиков Protеgе, можно выделить еще один подкласс.
Слот следует относить к самому высокому классу в иерархии.
Слоты делятся на:
–Внутренние (определяются внутренним свойством объекта. Например, у фрейма "вино" - вкус).
–Внешние (определяются внешним свойством объекта. Например, у "вина" - название).
–Части (например "Содержание сахара в вине").
–Другие.
Разработчики Protege считают, что нет правильного способа создания онтологии, так как онтология - это взгляд аналитика, т.е. всегда субъективна.
«Простой рецепт" создания онтологий для новичков
1. Формирование глоссария предметной области.
2.Установление связей между понятиями глоссария и их визуализация.
3.Категоризация понятий и формирование мета-понятий (снизу-вверх).
4.Детализация (сверху-вниз).
5.Реинжиниринг (уточнение, разрешение противоречий, синонимии, избыточности,
перестройка, дополнение).
Принцип хорошего гештальта (хорошей формы) при создании онтологий
"Организация любой структуры в природе или в сознании должна быть настолько хороша (регулярна, полна, сбалансирована или симметрична), насколько позволяют существующие условия".
Также полезными могут и другие когнитивно-перцептивные законы :
o Закон близости - визуальные стимулы (объекты), находящиеся близко друг от друга воспринимаются как единое целое.
o Закон сходства - вещи, обладающие одинаковыми свойствами. обычно воспринимаются как нечто единое (цельное).
o Закон включения В.Келера - есть тенденция воспринимать только большую фигуру, а не ту меньшую, которую она включает. o Закон парсимонии - самый простой пример является самым
лучшим (известен как принцип «бритвы Оккама»: «не нужно умножать сущности без необходимости»).
Принцип хорошего гештальта для практического инженера по знаниям
-Понятия одного уровня иерархии связываются с родительским концептом одним и тем же типом отношения (например, "класс-подкласс" или "часть-целое").
-Глубина ветвей онтологического дерева должна быть примерно одинаковая (±2 ).
-Общая картинка должна быть довольно симметричной.
-Перекрестные ссылки должны быть по возможности исключены.
Ясность включает:
-Минимизацию. Максимальное число концептов одного уровня или глубина ветви не должна превышать знаменитое число Ингве- Миллера (7±2).
-Прозрачность для чтения. Тип отношений должен быть по возможности очевиден, так чтобы не перегружать схему онтологии лишней информацией и опускать названия отношений.