7.1.2. Загальні принципи проектування онтологій

Існує декілька основних принципів побудови онтологій, запро­поновані різними конструкторами в різний час.

• Під впливом філософських досліджень Гуаріно за­пропонував методологію побудови онтології, відому як “Фор­мальна онтологія” (Formal Ontology). Цей принцип містить у собі теорію частин, теорію цілісності, теорію рівності, теорію залежності та теорію уза­гальнень. Він об’єднав основні прин­ципи побудови, які охоплю­ють: 1) необхідність розу­міння всієї предметної області; 2) чітку ідентифікацію; 3) виділення класифікованої структури; 4) детальне визначен­ня ролей.

• Усолд та Грунінгер запропонували скелетну методо­логію побудови онтологій вручну: 1) визначення мети і гра­ниці (обмеження); 2) без­посередньо побудова онтології: заголо­вок онтології (визначення ключових понять та зв’язків між ними, забезпечення визначень та­ких понять і зв’язків); коду­вання онтології (встановлення основних її термінів – клас, об’єкт, зв’язок; вибір мови відображення; написання програм­ного коду); об’єднання наявних онтологій; 3) оцінка; 4) роз­роблення документації; 5) визначення основних прин­ципів керування для кожного з попередніх етапів. Як ре­зультат, он­тологія має бути максимально чіткою (визначення мають бути максимально однозначними), внутрішньо і зовнішньо цілісною та зв’язною, і спроектованою так, щоб її можна було послідовно максимально розширювати і повторно використо­вувати.

• Ontological Design Patterns (ODPs) використовува­ли для визначення онтологічних структур, термінів і семан­тичного змісту. За допо­могою цих методик можна виділити конструкції та визначення склад­них виразів з їх відображен­ня. Цей метод успішно використо­вується у процесі об’єднання молекулярної біологічної інформації.

Узагальнюючи, можна виділити такий алгоритм побу­дови онтологій.

1. Нагромадження знань про предметну область. Здійснюєть­ся екс­пертиза відповідних інформаційних ресурсів, формально визнача­ють основні терміни, якими буде описана певна предметна область. Ці визначення мають бути зібрані з урахуванням можливості їх подання спільною мовою, обраною для онтології.

2. Формування онтології. Для цього розробляють повну поня­тій­ну структуру предметної області. Ймовірно, це вимага­тиме розпіз­навання головних, ключових понять предметної області та їхніх влас­тивостей, визначення зв’язків між поняття­ми, створення абстрактних понять, виділення понять, що містять екземпляри, а також, можливо, залучення допоміж­них онтологій.

3. Розширення та конкретизація онтології. Поняття, зв’язки, ат­рибути, екземпляри додають доти, доки рівень деталізації не забез­печить задоволення цілей онтології.

4. Перевірка виконаної роботи. На цьому етапі усуваються син­таксичні, логічні та семантичні неузгодженості елементів онтології та відбувається перевірка достовірності інформації.

5. Впровадження онтології. На кінцевій стадії розроблен­ня онтології її перевіряють експерти з конкретної предметної області, після чого онтологія впроваджується в ро­боче середовище.

Як бачимо, основні етапи побудови онтології є достатньо прос­тими. Існують різноманітні методології, які описують теоретичні під­ходи, а також доступні численні засоби побудо­ви онтологій. Проте, проблема полягає у відсутності єдиного підходу, а інструменти побудови онтологій не розроблені до рівня інструкцій. Також немає узгодженості у стандартах відображення інформації та мовах подання онтологій. Нижче розглянуто основні стандарти та мови подання онтологій.