Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Пример построенной онтологии верхнего уровня MBED на основе номинального набора представлений . [1]

В информатике , информатика и инженерных систем , онтология инженерия представляет собой поле , которое изучает методы и методологию для построения онтологий , которые являются формальными представлениями набора понятий в области и отношениях между этими понятиями. В более широком смысле, эта область также включает построение знаний предметной области с использованием формальных представлений онтологий, таких как OWL / RDF. Крупномасштабное представление абстрактных понятий, таких как действия, время, физические объекты и убеждения, было бы примером онтологической инженерии. [2] Инженерия онтологий - одна из областей прикладной онтологии., и его можно рассматривать как приложение философской онтологии . Основные идеи и цели инженерии онтологий также занимают центральное место в концептуальном моделировании .

Обзор [ править ]

Разработка онтологий направлена ​​на то, чтобы сделать явными знания, содержащиеся в программных приложениях, а также на предприятиях и бизнес-процедурах для конкретной области. Разработка онтологий предлагает направление к решению проблем взаимодействия, вызванных семантическими препятствиями, то есть препятствиями, связанными с определениями бизнес-терминов и классов программного обеспечения. Инжиниринг онтологий - это комплекс задач, связанных с разработкой онтологий для определенной области.

Автоматизированную обработку информации, не интерпретируемой программными агентами, можно улучшить, добавив богатую семантику к соответствующим ресурсам, таким как видеофайлы. Одним из подходов к формальной концептуализации представленных областей знаний является использование интерпретируемых машиной онтологий, которые предоставляют структурированные данные в RDF , RDFS и OWL или на их основе . Инженерия онтологий - это проектирование и создание таких онтологий, которые могут содержать больше, чем просто список терминов ( контролируемый словарь ); они содержат терминологические, утверждения и аксиомы отношениядля определения понятий (классов), лиц и ролей (свойств) ( TBox , ABox и RBox соответственно). [3] Инженерия онтологий - относительно новая область исследования, касающаяся процесса разработки онтологий, жизненного цикла онтологий, методов и методологий для построения онтологий [4] [5], а также наборов инструментов и языков, которые их поддерживают. Обычный способ обеспечить логическую основу онтологий - формализовать аксиомы с помощью логики описания , которая затем может быть преобразована в любую сериализацию RDF , такую ​​как RDF / XML или Turtle . Помимо аксиом логики описания, онтологии могут также содержатьПравила SWRL . Определения понятий могут быть сопоставлены с любым типом ресурса или сегментом ресурса в RDF , таким как изображения, видео и области интереса , чтобы аннотировать объекты, людей и т. Д. И связывать их со связанными ресурсами в базах знаний , онтологиях и Наборы данных LOD . Эта информация, основанная на человеческом опыте и знаниях, ценна для тех, кто размышляет, для автоматической интерпретации сложного и неоднозначного содержания, такого как визуальное содержание мультимедийных ресурсов. [6] Области применения рассуждений на основе онтологий включают, помимо прочего, поиск информации., автоматическая интерпретация сцен и открытие знаний .

Языки онтологий [ править ]

Дополнительная информация: язык онтологий

Язык онтологий является формальным языком , используемым для кодирования онтологии. Существует ряд таких языков для онтологий, как проприетарных, так и основанных на стандартах:

  • Общая логика - это стандарт ISO 24707, спецификация семейства языков онтологий, которые могут быть точно переведены друг в друга.
  • У проекта Cyc есть собственный язык онтологий CycL , основанный на исчислении предикатов первого порядка с некоторыми расширениями более высокого порядка.
  • Gellish язык включает в себя правила для своего расширения и , таким образом , интегрирует онтологию с языком онтологий.
  • IDEF5 - это метод программной инженерии для разработки и поддержки удобных, точных онтологий предметной области.
  • KIF - это синтаксис логики первого порядка , основанный на S-выражениях .
  • Формат обмена правилами (RIF), F-Logic и его преемник ObjectLogic объединяют онтологии и правила.
  • OWL - это язык для создания онтологических утверждений, разработанный как продолжение RDF и RDFS , а также более ранних языковых проектов онтологий, включая OIL , DAML и DAML + OIL . OWL предназначен для использования во всемирной паутине , и все его элементы (классы, свойства и отдельные лица) определены как ресурсы RDF и идентифицируются с помощью URI .
  • OntoUML - это хорошо продуманный язык для определения справочных онтологий.
  • SHACL (RDF SHapes Constraints Language) - это язык для описания структуры данных RDF. Его можно использовать вместе с RDFS и OWL или независимо от них.
  • XBRL (Extensible Business Reporting Language) - это синтаксис для выражения бизнес-семантики.

Онтология инженерии в науках о жизни [ править ]

Науки о жизни изобилуют онтологиями, которые биологи используют для осмысления своих экспериментов. [7] Чтобы сделать правильные выводы из экспериментов, онтологии должны быть оптимально структурированы в соответствии с базой знаний, которую они представляют. Структуру онтологии необходимо постоянно изменять, чтобы она точно представляла лежащую в основе предметную область .

Недавно автоматизированный метод был представлен для инженерных онтологий в науках о жизни, таких как генная онтология (GO) [8], одна из наиболее успешных и широко используемых биомедицинских онтологий. [9] Основываясь на теории информации, он реструктурирует онтологии так, чтобы уровни отражали желаемую специфику концепций. Подобные теоретико-информационные подходы также использовались для оптимального разделения генной онтологии. [10] Учитывая математическую природу таких инженерных алгоритмов , эти оптимизации могут быть автоматизированы для создания принципиальной и масштабируемой архитектуры для реструктуризации онтологий, таких как GO.

Открытые биомедицинские онтологии (OBO), инициатива Национального центра биомедицинской онтологии США в 2006 году, обеспечивает общую «основу» для различных онтологических инициатив, среди которых:

  • Проект универсального модельного организма (GMOD)
  • Консорциум генных онтологий
  • Онтология последовательности
  • Служба поиска онтологий
  • Онтология завод Consortium
  • Стандарты и онтологии функциональной геномики

и больше

Методологии и инструменты для инженерии онтологий [ править ]

  • ДОГМА
  • DogmaModeler
  • КАОН
  • OntoClean
  • HOZO
  • Protégé (программное обеспечение)
  • Gra.fo ( http://gra.fo )
  • Композитор TopBraid
  • TopBraid EDG
  • HCOME: Н -центрированной Уманский с ollaborative о ntology е ngineering м ЕТОДОЛОГИЯ ( http://semanticweb.org/wiki/SharedHCONE.html и HCOME-3O )

См. Также [ править ]

  • Онтология (информатика)
  • Онтология двойной артикуляции
  • Изучение онтологий
  • Модуляризация онтологий
  • Таблица семантических решений
  • Семантическая интеграция
  • Семантическая технология
  • Семантическая сеть
  • Связанные данные

Ссылки [ править ]

 Эта статья включает материалы, являющиеся  общественным достоянием, с веб-сайта Национального института стандартов и технологий https://www.nist.gov .

  1. ^ Питер Шеймс, Джозеф Скиппер. "На пути к структуре моделирования архитектур космических систем". Архивировано 27 февраля 2009 г. на Wayback Machine . НАСА, Лаборатория реактивного движения.
  2. ^ http://ontology.buffalo.edu/bfo/BeyondConcepts.pdf
  3. ^ Sikos, LF (14 марта 2016). «Новый подход к разработке мультимедийных онтологий для автоматизированного анализа аудиовизуальных наборов данных LOD». Конспект лекций по искусственному интеллекту . 9621 . Springer. С. 1–13. arXiv : 1608.08072 . DOI : 10.1007 / 978-3-662-49381-6_1 .
  4. ^ Асунсьон Гомес-Перес, Мариано Фернандес-Лопес, Оскар Corcho (2004). Онтологическая инженерия: с примерами из областей управления знаниями, электронной коммерции и семантической сети . Спрингер, 2004.
  5. ^ Де Никола, А; Миссикофф, М; Навильи, Р. (2009). «Программный подход к построению онтологий» (PDF) . Информационные системы . 34 (2): 258. CiteSeerX 10.1.1.149.7258 . DOI : 10.1016 / j.is.2008.07.002 .  
  6. ^ Зарка, М; Ammar, AB; AM, Алими (2015). «Система нечетких рассуждений для улучшения семантической интерпретации видео». Мультимедийные инструменты и приложения . 75 (10): 5719–5750. DOI : 10.1007 / s11042-015-2537-1 . S2CID 16505884 . 
  7. ^ Мэлоун, Дж; Холлоуэй, Э; Adamusiak, T; Капушеский, М; Чжэн, Дж; Колесников, Н; Жукова, А; Бразма, А; Паркинсон, H (2010). «Моделирование выборочных переменных с помощью онтологии экспериментального фактора» . Биоинформатика . 26 (8): 1112–1118. DOI : 10.1093 / биоинформатики / btq099 . PMC 2853691 . PMID 20200009 .  
  8. ^ Альтеровиц, G; Сян, М; Хилл, Д.П .; Ломакс, Дж; Лю, Дж; Черкасский, М; Дрейфус, Дж; Мунгалл, С; и другие. (2010). «Онтология инженерии» . Природа Биотехнологии . 28 (2): 128–30. DOI : 10.1038 / nbt0210-128 . PMC 4829499 . PMID 20139945 .  
  9. ^ Ботштейн, Дэвид; Черри, Дж. Майкл; Эшбернер, Майкл; Болл, Екатерина А .; Блейк, Джудит А .; Батлер, Хизер; Дэвис, Аллан П .; Долинский, Кара; и другие. (2000). «Генная онтология: инструмент для объединения биологии. Консорциум генных онтологий» (PDF) . Генетика природы . 25 (1): 25–9. DOI : 10.1038 / 75556 . PMC 3037419 . PMID 10802651 . Архивировано из оригинального (PDF) 26 мая 2011 года.   
  10. ^ Alterovitz, G .; Xiang, M .; Mohan, M .; Рамони, MF (2007). "GO PaD: База данных раздела генных онтологий" . Исследования нуклеиновых кислот . 35 (Выпуск базы данных): D322–7. DOI : 10.1093 / NAR / gkl799 . PMC 1669720 . PMID 17098937 .  

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Kotis, K., A. Papasalouros, GA Vouros, N. Pappas, and K. Zoumpatianos, " Расширение коллективных знаний для разработки онтологий в открытых и социально сконструированных учебных пространствах ", Journal of Universal Computer Science , vol. 17, вып. 12, с. 1710–1742, 08/2011
  • Котис, К., и А. Папасалурос, « Изучение полезных стартовых онтологий из журналов запросов: пересмотренный вариант HCOME », 4-я Международная конференция по сложным, интеллектуальным и программно-интенсивным системам (CISIS-2010), Краков, IEEE Computer Society Press, 2010 .
  • Джон Дэвис (ред.) (2006). Семантические веб-технологии: тенденции и исследования в системах, основанных на онтологиях . Вайли. ISBN 978-0-470-02596-3 
  • Асунсьон Гомес-Перес, Мариано Фернандес-Лопес, Оскар Корчо (2004). Онтологическая инженерия: с примерами из областей управления знаниями, электронной коммерции и семантической сети . Спрингер, 2004.
  • Джаррар, Мустафа (2006). «Позиционный документ» . Материалы 15-й международной конференции по всемирной паутине - WWW '06 . п. 497. DOI : 10,1145 / 1135777,1135850 . ISBN 978-1-59593-323-2. S2CID  14184354 .
  • Мустафа Джаррар и Роберт Меерсман (2008). «Онтология инженерии - подход DOGMA» . Книжная глава (Глава 3). В достижениях веб-семантики I. Том LNCS 4891, Springer.
  • Риичиро Мизогучи (2004). «Учебное пособие по онтологической инженерии: часть 3: Углубленный курс онтологической инженерии» . В: Вычислительная техника нового поколения . Омша и Спрингер-Верлаг, 22 (2): 198-220.
  • Елена Паслару Бонтас Симперл и Кристоф Темпич (2006). « Инженерия онтологий: проверка реальности »
  • Деведзич, Владан (2002). «Понимание онтологической инженерии». Коммуникации ACM . 45 (4): 136–144. CiteSeerX  10.1.1.218.7546 . DOI : 10.1145 / 505248.506002 . S2CID  5352880 .
  • Конечно, Йорк, Стааб, Штеффен и Студер, Руди (2009). Методология инженерии онтологий. В Staab, Steffen & Studer, Rudi (ред.) Справочник по онтологиям (2-е издание), Springer-Verlag, Heidelberg. ISBN 978-3-540-70999-2 

Внешние ссылки [ править ]

  • Ontopia.net: Метаданные? Тезаурусы? Таксономии? Тематические карты! Осмысливая все это , Ларс Мариус Гаршол, 2004.
  • OntologyEngineering.org: Разработка онтологий с помощью диаграмм