6.4.2. Структура онтологій

OWL – це компонент ініціативи Semantic Web. Це спроба зро­бити Web-ресурси доступнішими для автоматизованих процесів дода­ванням інформації про ресурси, яка описує або забезпечує Web-сервер-контент. Оскільки семантична мережа за визначенням розподілена, OWL повинен давати змогу збирати інформацію з розподілених дже­рел. Це частково забезпечується можливістю онтологій бути зв’язани­ми, передбачаючи прямий імпорт інформації з інших онтологій.

На додаток, OWL припускає, що описи ресурсів не обмежені єди­ним файлом або темою. Тоді як клас C₁ спочатку може бути визна­чений в онтології O₁, він може бути розширений в інших онтологіях. Наслідки з цих додаткових думок про C₁ є монотонними. Нова інфор­мація не може спростовувати попередню інформацію. Нова інформація може бути такою, що суперечить, але факти і наслідки можуть тільки додаватися, а не навпаки.

Можливість таких суперечностей  це те, що розробник онто­логії повинен ураховувати. Очікується, що інструменти, які підтри­мують OWL, допоможуть виявляти такі випадки.

Щоб написати онтологію, яку можуть однозначно інтерпре­ту­вати і використовувати програмні агенти, потрібен синтаксис і фор­мальна семантика OWL. OWL – це розширення словника RDF. Се­ман­тика OWL визначена в документі “Семантика і абстрактний синтаксис OWL”.

Запитання для повторення та контролю знань

1. Що таке онтологія?

2. Як задається формальна модель онтології?

3. Які бувають частинні випадки моделі онтологій?

4. Яка структура називається таксономічною?

5. Як класифікують моделі онтологій?

6. Як задається формальна модель онтологічної системи?

7. Які компоненти входять у формальну модель онто­логічної системи?

8. Відобразіть взаємозв’язок між онтологіями онтологічної системи.

9. Які Ви знаєте методології, що орієнтовані на побудову онтології? На яких принципах вони ґрунтуються?

10. Як класифікують онтології?

11. Наведіть приклад онтології верхнього рівня.

12. Як онтологічні знання використовуються в Інтернеті?

Розділ 7 Програмні засоби побудови онтологій

7.1. Онтологія як засіб формалізації та алгоритмізації знань в інтелектуальній системі

Сьогодні отримання знань залишається найважчим у процесі проектування інтелектуальних систем. Систе­му, здатну визначати, зберігати та використовува­ти в потрібний момент необхідні релевантні знання, на­зиватимемо інтелектуальною. Зазвичай, інтелектуальні сис­теми застосовують для розв’язання складних задач; основна складність їх розв’язування пов’язана з використанням слабкоформалізованих знань спеціалістів-практиків, і логічне (або змістове) опрацювання інформації переважає над обчислю­вальним. Тому в основі структури сучасних інтелектуальних систем лежать бази знань (БЗ), які форму­ються відповідно до предметної області (ПО), в якій застосовується певна інтелек­туальна система.

На етапі проектування та реалізації інтелектуальних сис­тем ви­діляють багато методологічних і технологічних проблем, з якими безпосередньо стикаються їх розробники. Зокре­ма в Україні такі проб­леми полягають у відсутності концеп­туальної цілісності й узгодже­ності між окремими прийомами та методами інженерії знань; нестачі кваліфікованих фахівців у цій області; жорсткості розроблених про­грам­них засобів та їх низької адаптивної здатності; складності впро­вад­ження експертних та інтелектуальних систем, що зумовлені психо­логічними аспектами, неприйнятті персоналом нових техно­логій; відсутності в Україні техніко-економічних показників оцінювання ефек­тивності таких систем; емпіричності проце­дури вибору про­грамного інструментарію і процесу тестування (відсутність єдиних критеріїв). Перерахунок, звичайно, мож­на продовжувати, але тим не менше, перспективи розвитку і впровадження інтелектуальних систем у більшість галузей науки очевидні.

Успіх у розв’язанні задачі побудови ефективної спеціалізо­ваної інтелектуальної системи визначається відповідністю її бази знань та онтології (ядра бази знань) до особливостей пред­метної області.

Тому дослідження онтологій стає все популярнішим серед нау­ковців у галузі інформаційних технологій. І ще більше, сьогодні роз­роб­лення онтологій – явних формальних описів понять предметної області та зв’язків між ними – переходить зі світу лабораторій штуч­ного інтелекту на робочі столи експертів з певних предметних облас­тей, інженерів та користувачів. Нині онтології широко за­стосовують в інформаційних технологіях (робота пошуко­вих машин, електронна комерція, системи опрацювання інформації), матеріалознавстві (систе­ми аналізу стану ма­теріалів), машинобудуванні та інших галузях науки та про­мисловості (рис. 7.1).

Онтологію можна розглядати, як загальний словник понять для вчених, який спільно використовується в певній пред­метній області. Вона об’єднує машинно-інтерпретовані форму­лювання основних по­нять предметної області та зв’язків між ними.

Рис. 7.1. Застосування онтології в системі знань

Цей підрозділ книги про онтологію – базовий компонент інтелек­туальної системи. У наступних парагра­фах розглянемо основні мето­дики навчання онтологій, форма­ти і стандарти відображення та наявні інструменти для їх створення. Особливу увагу приділено техно­логії розроблення онтології в редакторі Protégé, найзручнішому та адап­това­ному для побудови спеціалізованих предметно-орієнтованих онто­ло­гій. Автори також розробили інструкцію користува­ча з цього паке­та на прикладі онтології в галузі матеріало­знавства. В інструкції описано про­цедури створення, редагу­вання, збереження та перегляду онтологій.