2. Основные виды программного инструментария онтологий

Многообразие форм и методов использования аппарата онтологий в современных информационных технологиях определяет неизбежные сложности в определении единой классификационной системы инструментальных программных средств, так или иначе связанных с этим аппаратом. Применяемые в данной области инструменты разделяются не только по непосредственному функциональному профилю и поддерживаемым этапам жизненного цикла онтологий, но и по общим концепциям своей организации, реализуемым подходам, технологиям, в рамках которых используются. В настоящем пособии не ставилась цель полного охвата всех направлений в инженерии онтологий, в связи с чем далее излагаются лишь наиболее общие аспекты классификации соответствующих программных средств.

Представляется целесообразным предварительное выделение «профилирующих» операций, выполняемых в общем случае на различных этапах разработки и эксплуатации онтологий. К таким операциям можно отнести:

1) первичную разработку (коллективную или монопольную) онтологий;

2) управление онтологиями (администрирование, поддержку наращивания, контроль семантической корректности, взаимную интеграцию и т. п.);

3) поддержку целевой обработки на стороне источника информации или поставщика сервиса, т.е. «на стороне онтологии» (непосредственное исполнение поисковых запросов или их формирование на основе полученного извне задания с последующей обработкой и пересылкой результатов заказчику, а также логические выводы по полученным извне фактам и т. п.);

4) поддержку целевого использования онтологии на стороне пользователя – человека или программы (просмотр онтологии извне, формирование запросов, экспорт дополнений, представление результатов работы и т. п.);

5) поддержку интерфейсов вида «потребитель – онтология», «онтология – система (область)» (как программных – API, так и командных или интерактивных).

Комбинации из перечисленных видов операций образуют непосредственный функциональный профиль того или иного инструментального (или системного) средства. Проекция приведенного списка на традиционные классы программных продуктов (редакторы, трансляторы, среды конечного пользователя и т. д.) в данном случае затруднительна, так как тяжело систематизируются возможные сценарии целевого использования онтологий. В связи с этим далее в качестве базовых признаков классификации будут приниматься именно операционные характеристики программных средств в смысле их взаимодействия с онтологическими моделями.

Наиболее интегральной характеристикой любого инструмента для работы с онтологиями является выразительное средство, на базе которого формируется внутреннее представление онтологии (сама модель) и образуются интерфейсы с внешним программным окружением и с информационным наполнением (контентом) систем (ресурсов, моделей), непосредственно описываемых онтологией (как правило, на базе того же выразительного средства строятся и процедуры, протоколы, форматы, обеспечивающие «транспортировку» служебных и информативных данных в целевой информационной среде). Именно поэтому в номенклатуре инструментальных средств инженерии онтологий достаточно четко прослеживается разделение по поддерживаемым ими базовым лингвистическим средствам (языкам онтологий), которые используются при описании самой онтологической модели (на фазе построения) и при обмене онтологическими знаниями между участниками целевого информационного процесса (на фазе эксплуатации).

Специфика распределенной обработки информации в среде Internet изначально определила наиболее эффективную «природу» языков онтологий. Наиболее часто применяемые в рассматриваемой области лингвистические платформы являются языками гипертекстовой разметки Web-документов. В настоящее время тройку лидеров образуют XML-производные языки RDF, DAML и OWL и их диалекты. К числу широко распространенных средств поддержки аппарата онтологий, относительно независимых или слабо связанных с указанными языками, можно отнести:

- средства разработки онтологий Ontolingua, Protege, WebODE, OntoEdit, OntoBuilder, Unicorn System и др.;

- средства управления онтологиями SNOBASE, Chimaera, ONION, OntoMerge, OBSERVER, PROMPT и др.;

- языки XOL, SHOE, UPML, LOOM, OCML, FLogic и др.;

- утилиты (различного назначения) OntoMorph, FCA-Merge, SQIRE, Dumpont и др., а также системы поддержки ограниченных функций (логического вывода, просмотра, аннотирования и т. п.) SHOE’s Knowledge Annotator, MnM, Metabrowser, OntoSaurus, Ontomat, OntoRama и др.

Приведенный перечень может быть значительно расширен. Однако более уместным представляется первоочередное исследование «формообразующих» компонентов онтологических технологий – базовых универсальных языков онтологий, ориентированных на Web-среды. В связи с этим два последующих раздела посвящены языкам RDF и OWL. В заключительной части пособия (в качестве альтернативного примера комплексных «онтологических инструментов») рассматривается система Protege-2000.