فن آوری های مدیریت دانش

استاد: دکتر میالنی فر

:ارائهبابک سرخپور

آنتولوژی

1

مقدمه

امروزه نقش و کاربرد آنتولوژ&ی در س&یستم های مبتنی بردانش بسیار قابل توجه است.

بیان و نمایش برای قدرتمن&د ابزار ی&ک بعنوان آنتولوژ&ی دان&ش مربوط ب&ه ی&ک حوزه در ی&ک قال&ب رس&می و قابل

پردازش توسط ماشین، مطرح است.

به کمک آن می توان ارتباط بین سیستم های ناهمگون راها، برنام&ه بی&ن متقاب&ل ارتباط و تعام&ل و کرد برقرار

ماشینها، و سیستم های ناهمگون را بهبود داد.

اگ&ر چ&ه وعده آنتولوژ&ی ها ح&ل مشک&ل تعامل سیستم هایها، آنتولوژ&ی خود عم&ل، در ام&ا باش&د، م&ی ناهمگون

سطحی از ناهمگونی را به سیستم اضافه می نمایند.

2

3

3

انگیزه

حجم زیاد اطالعات موجود در بستر شبکه اینترنت اطالعات به صورت گسترده ای توزیع شده و ناهمگن

هستندرشد نیازها

)پیدا کردن اطالعات مرتبط )استخراج اطالعاتایجاد دانش جدید از روی اطالعات موجود

با توسعه اینترنت و تجارت الکترونیک، بیشتر سازمانهابه دنبال روشهای به منظور حداکثر کردن توان دارایی

اطالعات ذخیره شده در میان صدها پایگاه داده و برنامه های کاربردی بوسیله آوردن آنها در محیط باز

تعاملی هستند

4

4

مسئله با افزایش پیچیدگی سیستم ها و نیازمندیهای

اطالعاتی ما، و فاصله بین سیستمها، ما نیاز به باال بردن سطح تعامل انسان با سیستم داریم

ما نیاز به حداکثر کردن مقدار معناها داریم از سطح داده و اطالعات، ما نیاز به حرکت به سمت

سطح تعامل معنایی با انسان داریمDATA Information Knowledge

Run84

ID=08

NULLPARRT

ACC

ID=34

e

5&

#

~

Qü

@

¥

¥

�

Å

Tank

¥

Noise Human Meaning

VehicleLocated at

Semi-mountainous terrainobscured

decide

Vise maneuver

5

5

راه حل – آنتولوژی ها

 انگلیسیهستان شناسی یا هستی شناسی )به :Ontology علوم اطالعات و علوم رایانه( در ،

توصیف صوری از مجموعه ای از مفاهیم یک دامنه و روابط بین آن ها است.

ارجاع به فهم مشترک از یک دامنه مورد عالقه کهمورد کاربرد در یک چارچوب یکتا است

مجسم کردن برخی از انواع نماهای ادراکی موجود دردنیا با مالحظه به دامنه مورد نظر

نمای ادراکی از دنیا به صورت های زیر بدست میآید:

)مجموعه ایی از ادراکات )موجودیت ها، ویژگیها، فرآیندهاتعاریفارتباطات درونی بین ادراکات

از این مفاهیم به عنوان ادراک سازی استفاده میشود

6

6

ب&ه منظور گس&ترش و کارآی&ی بیشت&ر و نیز برآوردهنیازهای   و علوم اطالعات، وب معنایینمودن

هستی شناسی علوم رایانه ایجاد و س&&اخت  ب&&ه نیازمند هستند.

 دی&گ&ر شاخ&ه های و زمینه ه&ا از بس&یاری همچون ، هس&تی شناسی نی&ز در س&ایه پیشرفت ها و فلسفه

در  اخی&ر  وعلوم مخابرات، علوم اطالعاتتحواّلت  رواج و رونقی محاسبات، و علوم رایانه، ارتباطات

تازه و در سطحی گسترده به خود گرفته است.

7

7

 و گسترش ب&ه س&اخت آغاز منظور ، وب معنی نگرب&ه موجودات تمامی باشی&&م قادر امکان حدّ ت&&ا بای&&د

(entities( مفاهی&م و )concepts و روابط نی&ز و ) مجرد مدل هاییاتّص&االت آن ه&ا ب&ا یکدیگ&ر را ب&ه صورت 

بیان ب&ه زبان های&ی ک&ه برای رایانه ه&ا قاب&ل درک است مجرد مدل های گونه ای&ن رایان&ه علوم در نماییم. از برآمده که نامیده ان&د هس&تی شناسی را ماشین&ی در آن ژرف ت&&ر و قدیمی ت&&ر ایده های و مفاهی&&م

فلسفه است. از جملهٔ& زمینه های&ی ک&ه ب&ه نحوی چشم گی&ر و فعّال به

هستی شناسی های ایجاد و مهندس&ی، طّراح&ی، ام&ر بای&د  پرداخته ان&د ، علوم پزشکیرایانه ای و محاس&باتی

حیات بیوانفورماتیک علوم همه گیرتر زبان&ی ب&ه و ،(Biosciences.را برشمرد )

8

8

تاریخچه معناها

Relational

Modeling

Object-oriented

Modeling

Metadata-based

ModelingOntology-based

Modeling

Knowledge-based Systems

Description ofInformation Resources

Software Design(Components,

GUI,…)Relational DBApplicatio

ns

OWLXML, RDF/SUMLSQLLanguages

Domain Ontology

Metadata(Dublin Core…)

Class,Hierarchical

Structure

ERD,Thesaurus

InformationSystems

Concept,Semantics

MetadataObjectEntity-RelationCore

Elements

Information

Modeling

9

9

آنتولوژی چیست؟

.یک آنتولوژی توصیف صریح از اداراک است [Gruber 1993] یک آنتولوژی توصیفی فرمال، صریح از

[Borst 1997]ادراکات به اشتراک شده است. یک آنتولوژی تعاریف واژگان معمول برای

محققانی که نیاز به اشتراک سازی اطالعات [Noy & McGuinness 2001] در یک دامنه دارند.

10

10

آنتولوژی چیست؟

اداراک عبارتنداز مدل انتزاعی از بعضی از پدیده هایی که در دنیا با توجه

ادراکات مرتبط از پدیده ها می باشدصریح

به مع&نای این است که نوع مفاهیم و محدودیت های آن باید به صورتصریح باید تعریف شود

فرمال به معنای این است که حقایقی که در آنتولوژی بیان شده باید قابل

خواندن توسط ماشین باشد.اشتراک شده ها

انعکاس این نکته است که دانش موجود آنتولوژی باید به صورتاشتراک تعریف شود یا حداقل برای گروهی خاص مشترک باشد.

11

11

تعریف

،دارد ب&ه فراخور محیط&ی ک&ه در آن قرار انس&ان ه&ر نس&بت ب&ه اشیای پیرامون خود شناخ&ت پیدا می کند و و کرده دسته بندی تلویح&ی ص&ورت ب&ه را اشی&ا ای&ن ب&ه عبارت غیر را مشخ&ص می کند. آن ه&ا بی&ن رواب&ط دقی&ق، ب&ه شناخت&ی ک&ه شخ&ص از پیرامون خود به دست

 گفته می شود.]۱[هستی شناسیمی آورد  ی&ک عام&ل نرم افزاری ه&م بای&د درک روشن&ی از حوزه یا

یک هس&تی شناسی باشد. داشت&ه خود کاری محی&ط مانند مفهوم لحاط ب&&ه نی&&ز نرم افزاری عام&&ل

هستی شناسی انسان است.

12

12

تعریف ادامه

در ادبیات وب معنای&ی هس&تی شناسی عبارت است ازبیان دقی&ق و رس&می خص&وصیات تص&وری ک&ه از دامنه زبان های توص&یف هستی شناسی ها، برای دارد. وجود ای&ن زبان ها تمام ایجاد شده اس&ت. ول&ی در مختلف&ی دست کم ی&ک هس&تی شناسی دارای سه مولفه ی کالس، حقیقت در هس&تی شناسی ها اس&ت. نمون&ه و رابط&ه با شالوده &ی وب معنای&ی هس&تند و وب معنای&ی فق&ط به می توان&د ک&ه آن هاس&ت از اس&تفاده و تعری&ف از استفاده ب&&&ا برس&&&د. مناس&&&ب س&&&رانجام

دامنه ی در موجود دان&ش می توان هس&تی شناسی ها در وب کرد. توصیف ب&ه طور رس&می را بح&ث مورد معنای&ی عامل های نرم افزاری ی&ا ب&ه طور کل&ی ماشین ها قادر می شون&د از ای&ن دان&ش ب&ه نح&و مطلوب استفاده

کنند.

13

13

ماشین و انسان در شناسی هستی

اساس بر را خود پیرامون اشیای ناخودآگاه طور ب&ه انس&ان آنه&ا، دسته بندی بی&ن ی&ا ارتباطات خاص خص&لت های مشترک و می کند. ای&ن دس&ته بندی ب&ه درک محیط و پردازش تراکنش های بانک در ی&ک کارمن&د ب&ه عنوان مثال آ&ن کم&ک شایان&ی می کند. اوراق قبی&ل مشتری، حساب، از اشیای&ی ب&ا کاری خود محی&ط بهادار، حوال&ه و ... س&روکار دارد. ای&ن کارمن&د ب&ه طور ذهنی و ناخودآگاه ای&ن اشی&ا را دس&ته بندی می کند. ب&ه عنوان نمونه، تمام در را آن ها لذا دارن&د، ویژگی های مشترک&ی بان&ک مشتری های ذهن ب&ه مشتری نام ب&ا و داده قرار کالس ی&ا دس&ته ی&ک فراخور به انس&ان ه&ر گف&ت، می توان بنابرای&ن می س&پارد. محیط&ی ک&ه در آ&ن قرار دارد، نس&بت ب&ه اشیای خاص&ی شناخت پیدا نموده، ای&ن اشی&ا را دس&ته بندی کرده و رواب&ط بی&ن آن ها را خود پیرامون از شخص ک&ه شناخت&ی ب&ه می کند. مشخ&ص

به دست می آورد هستی شناسی گفته می شود. چنین تعریفی از هستی شناسی گرچه دقیق نیست ولی کمک

. بسزایی به درک بهتر مفهوم هستی شناسی می کند

14

و 14 انسان در شناسی هستی ادامهماشین

در علم ای&ن پای رد به راحت&ی فلس&فه، ب&ا اندک آشنای&ی ص&ورت در . عامل ی&&ک اس&&ت مشاهده قاب&&ل هس&&تی شناسی تعری&&ف

خود کاری محیط ی&ا حوزه از روشن&ی درک بای&د نی&ز نرم افزاری . لحاظ به نرم افزاری عام&ل ی&ک هس&تی شناسی باشد داشت&ه . بین اص&لی تفاوت های اس&ت انس&ان هس&تی شناسی مانن&د مفهوم

: از عبارتند ماشین و انسان هستی شناسی ماشین هس&تی شناسی از وس&یع تر بس&یار انس&ان هس&تی شناسی

است. رس&می بای&د ماشین ]هستی شناسی ]۲ . قابل  زبان یک با یعنی باشد

. دقیق و شفاف باید همچنین باشد شده بیان ماشین توس&ط فهمتوصیف مبه&م غی&ر و کام&ل ص&ورت ب&ه جزییات تمام یعن&ی بوده . به انس&ان هس&تی شناسی ش&د، ذک&ر ک&ه همان طور ام&ا باشد شده

. می گیرد شکل تلویحی و ناخودآگاه صورت

15

15

معنایی وب در شناسی هستی

هس&تی شناسی ها در شاخه های مختل&ف از علوم کامپیوت&ر مانندپایگاه های نرم افزار، مهندسی مص&نوعی، هوش معنای&ی، وب

 مورد استفاده قرار گرفته اند. در ]۳[داده و پردازش زبان طبیعیارایه هس&تی شناسی از ک&ه تعریف&ی شاخه ه&ا ای&ن از ی&ک ه&ر تعاری&ف س&ایر شاخه ها ب&ا اندک&ی تفاوت می شود ممک&ن اس&ت تعریف معموالً معنای&ی ب&ه وب مربوط متون در باشد. داشت&ه

 از هس&تی شناسی را دس&ت مای&ه قرار می دهند. مطابق ]۴[گرابرای&ن تعری&ف، »ی&ک هس&تی شناسی عبارت اس&ت از بیان دقیق و

«. ای&ن تعری&ف بس&یار مختصر و ]۵[رس&می خص&وصیات ی&ک تص&ورگرابر، تعریف در دارد. تعبی&ر و تفس&یر ب&ه نیاز و اس&ت مبه&م جهان از انتزاعی و س&اده شده مدل ی&ک از»تص&ور«، منظور یا اشی&ا بای&د جهان از تص&ور ی&ک ب&ه رس&یدن برای اس&ت. تص&ور می گنجن&د شناسایی آ&ن در ک&ه آ&ن جهان از پدیده های&ی شده و ارتباط بی&ن آن ه&ا مشخ&ص شود. همچنی&ن در تعری&ف قبل منظور از »بیان دقی&ق و رس&می« ای&ن اس&ت ک&ه خص&وصیات باید توسط به طوریک&ه شون&د بیان جام&ع و مبه&م غی&ر به گونه ای

ماشین قابل درک باشند.

16

16

معنایی وب در شناسی هستی ادامه

منتشر مختل&ف متون در هس&تی شناسی از ک&ه تعاریف&ی انواعگارین&و توس&ط اس&ت ]شده ]۷ . این  از بخش&ی اس&ت شده جمع آوری: از عبارتند تعاریف

. است فلسفه در علمی شاخه ی یک هستی شناسی،. است سیستم یک از رسمی غیر تصور یک هستی شناسی،. است رسمی و معنایی توصیف یک هستی شناسی،. است تصور یک خصوصیات بیان هستی شناسی، از استفاده ب&ا مفهوم&ی س&یستم ی&ک نمای&ش هس&تی شناسی،

. است منطق علم فرضیه های و نظریه ها

17

17

رده بندی با هستی شناسی تفاوتکه می شود آراس&ته نحوی ب&ه واژگان هس&تی شناسی در بیانگ&ر مفاهی&م، اشی&ا و ارتباط بی&ن آن ه&ا باشد و ثانیاً اوالً در باشد. قاب&ل فهم توس&ط ماشی&ن یعن&ی باش&د؛ رس&می آرایش برای دیگری س&یستم های هس&تی شناسی، مقاب&ل نام ه&ا وجود دارن&د ک&ه غی&ر رس&می بوده و برای استفاده ی مس&تقیم توس&ط انس&ان، مناس&بند. یک&ی از ای&ن سیستم ها،

که ]۱۲[رده بندی س&یستمی از عبارتس&ت رده بندی  اس&ت. روابط و خص&وصیات اس&اس بر را موجودات ی&ا اشی&ا

طبیعی و ذاتی آن ها در گروه هایی سازمان دهی می کند.زنده موجودات رده بندی آن، رای&ج کاربردهای از یک&ی

است که توسط زیست شناسان انجام شده است.

18

با 18 هستی شناسی تفاوت ادامهرده بندی

در رده بندی، نام ه&ا بص&ورت س&لسله مراتب&ی س&ازمان دهی  یا همان ]۱۳[می شون&د و بی&ن آن ه&ا ص&رفاً رابطه &ی پدر-فرزن&د

 ، به رسمیت شناخته می شود.]۱۴[رابطه ی تعمیم ای&ن ویژگ&ی محدودیت های زیادی را ب&ه سیستم رده بندی برای که اینس&ت محدودی&ت مهم تری&ن می کند. تحمی&ل که کرد اتخاذ ترتیب&&ی نمی توان شده رده بندی اشیای که زیرا بگنج&د؛ ده&ی س&ازمان آ&ن در ه&م آن ه&ا ص&فات رابطه &ی بی&ن ی&ک شی&ء ب&ه یک&ی از ص&فاتش یقیناً رابطه ی

پدر-فرزندی نیست. روابط انواع هس&تی شناسی در رده بندی، ب&ا مقایس&ه در بن&ا ب&ه ماهی&ت ی&ک مفهوم ی&ا شیء، قاب&ل تعری&ف اس&ت و می توان ص&فات آ&ن را نی&ز به س&اختار مطلوب سازمان دهی

کرد.

19

19

معنایی وب در هستی شناسی نقشهس&تی شناسی ها در حقیق&ت شالوده &ی وب معنای&ی هستند و که آن هاس&ت از اس&تفاده و تعری&ف ب&ا فق&ط معنای&ی وب معنایی وب در برس&د.باید مناس&ب س&رانجام ب&ه می توان&د وب در پراکنده اطالعات معنای که گردد اتخاذ تدابیری

توسط ماشین ها نیز قابل فهم باشد. یک&ی از مهم تری&ن تدابی&ر، تعری&ف و اس&تفاده ی مناسب از هس&تی شناسی هاست. ی&ک هس&تی شناسی ب&ا مشخص کردن مفاهی&م و موجودات ی&ک دامن&ه و توص&یف رواب&ط بی&ن آن ها به ص&ورت رس&می و قاب&ل فه&م توس&ط ماشی&ن و ب&ا به خدمت گرفت&ن مجموعه ای از قواع&د، در حقیق&ت دانش موجود در

آن دامنه را به صورت رسمی بیان می کند. هستی شناسی ها، کم&ک ب&ه دان&ش رس&می توص&یف ب&ا وب در ماشین ها کل&ی طور ب&ه ی&ا نر&م افزاری عامل های معنای&ی قادر می شون&د از آ&ن دان&ش ب&ه نحو مطلوب استفاده

کنند.

20

وب 20 در هستی شناسی نقش ادامهمعنایی

آن 1. گذاری به اشتراک دان&ش، پردازش توانای&ی هس&تی شناسی ها بی&ن عامل های مختل&ف و اس&تفاده ی مجدد از آ&ن را در محیط وب مدیون را توانایی هایی چنی&ن هس&تی شناسی ها می کنند. ایجاد آن ها بی&ن ارتباط بیان و توص&یف مفاهی&م و موجودات و تعری&ف

به صورت رسمی، می باشند.ب&ا تجزی&ه و تحلی&ل محتوای صفحات وب، می توان داده های موجود 2.

نگاشت هس&تی شناسی ها در موجود مفاهی&م ب&ه را در ص&فحات کرد. چنی&ن عمل&ی باع&ث باال بردن درجه &ی همکاری بی&ن انسان و گرفتن به عهده مس&تعدِ ماشین ه&ا ک&ه به گونه ای شده ماشی&ن

بسیاری از وظایف انسان می شوند.بستر 3. هوشمن&د، س&رویس های فعالی&ت برای هس&تی شناسی ها

مناس&بی فراه&م می کنند. ب&ه عنوان مثال در س&رویس هایی مانند یکپارچه سازی اطالعات&ی، فیلترهای وب، در هوشمن&د جس&تجو هوشمن&د اطالعات و مدیری&ت دان&ش، اس&تفاده از هستی شناسی ها

می تواند بسیار کارساز باشد.

21

21

دسته بندی هستی شناسی هاآن 1. گذاری به اشتراک دان&ش، پردازش توانای&ی هس&تی شناسی ها

بی&ن عامل های مختل&ف و اس&تفاده ی مجدد از آ&ن را در محیط وب مدیون را توانایی هایی چنی&ن هس&تی شناسی ها می کنند. ایجاد آن ها بی&ن ارتباط بیان و توص&یف مفاهی&م و موجودات و تعری&ف

به صورت رسمی، می باشند.ب&ا تجزی&ه و تحلی&ل محتوای صفحات وب، می توان داده های موجود 2.

نگاشت هس&تی شناسی ها در موجود مفاهی&م ب&ه را در ص&فحات کرد. چنی&ن عمل&ی باع&ث باال بردن درجه &ی همکاری بی&ن انسان و گرفتن به عهده مس&تعدِ ماشین ه&ا ک&ه به گونه ای شده ماشی&ن

بسیاری از وظایف انسان می شوند.بستر 3. هوشمن&د، س&رویس های فعالی&ت برای هس&تی شناسی ها

مناس&بی فراه&م می کنند. ب&ه عنوان مثال در س&رویس هایی مانند یکپارچه سازی اطالعات&ی، فیلترهای وب، در هوشمن&د جس&تجو هوشمن&د اطالعات و مدیری&ت دان&ش، اس&تفاده از هستی شناسی ها

می تواند بسیار کارساز باشد.

22

22

نقش آنتولوژی ها

توصیف محتوا آنتولوژی ها برای توصیف صریح منابع

اطالعاتی ما استفاده می شوندرهیافت ها

آنتولوژی یکتاآنتولوژی چندتاییآنتولوژی ترکیبی

23

23

دسته بندی هستی شناسی ها

در ای&ن نوع هس&تی شناسی مفاهیم&ی ک&ه از عمومیت ]۲۲[هس3تی شناسی های عام : زیادی برخوردارن&د، توص&یف می شوند. ای&ن نوع از هس&تی شناسی ها ب&ه دامنه &ی خاصی بس&تگی نداشت&ه و اغل&ب ب&ه مفاهیم&ی می پردازن&د ک&ه می توانن&د ب&ه عنوان دست مایه ای

برای ایجاد هستی شناسی های خاص تر، مورد استفاده قرار بگیرند.واژگان ]۲۳[هس3تی شناسی های دامن3ه توصیف برای نوع هس&تی شناسی ها ای&ن : 

متعل&ق ب&ه ی&ک حوزه ی&ا دامنه &ی خاص، مورد اس&تفاده قرار می گیرند. در فرایند ایجاد چند ی&&ا ی&&ک در شده توص&&یف مفاهی&&م از معموالً هس&&تی شناسی هایی چنی&&ن هس&تی شناسی عام، ب&ه نحومطلوب اس&تفاده شده و آ&ن مفاهی&م برای دامنه ی مورد

بحث، اختصاصی می شوند.وظیف3ه گنجانده ]۲۴[هس3تی شناسی های واژگانی هس&تی شناسی نوع ای&ن در : 

می شون&د ک&ه برای توص&یف ی&ک وظیف&ه ی&ا فعالی&ت کل&ی و عموم&ی در ی&ک دامنة خاص، از می توان نیز هس&تی شناسی ها از نوع ای&ن ایجاد فراین&د در می باشند. نیاز مورد

هستی شناسی های عام به نحو مطلوبی استفاده کرد.کاربرد مفاهیمی ]۲۵[هس3تی شناسی های هس&&تی شناسی ها از نوع ای&&ن در : 

توص&یف می شون&د ک&ه ه&م ب&ه ی&ک دامن&ة خاص وابس&ته اند و ه&م ب&ه ی&ک وظیفة خاص در آ&ن دامن&ه وابس&تگی دارند. در حقیق&ت ای&ن مفاهی&م مربوط ب&ه نقش های&ی اس&ت که و عملیات انجام در دامنه هس&تی شناسی در توص&یف شده اشیای ی&ا موجودیت ه&ا از نوع این دارند. به عهده وظیف&&ه، هس&&تی شناسی در شده توص&&یف وظای&&ف هس&تی شناسی های عموماً قابلی&ت به اشتراک گذاری کمتری دارد ول&ی در فرایند ایجاد

آن ها از هستی شناسی های دامنه و وظیفه استفاده می شود.

24

24

آنتولوژی و وب معنایی

25

25

نتایج:تعامل معنایی به صورت های زیر قابل انجام است

سطح( ه&ا آنتولوژ&ی طری&ق از پای&ه معناهای نمای&ش انجام کالس( و پایگاه دانشان )سطح نمونه(

.تعریف نگاشت های معنایی و تبدیالت از میان آنتولوژی ها تعیین را معنای&ی بتوانن&د شباه&ت ک&ه های&ی الگوریت&م تعری&ف

کنند. تواند م&ی معنای&ی نگاش&ت و ه&ا آنتولوژ&ی از اس&تفاده

های برنامه میان از اطالعات تبادل در معناه&ا کمبود کاربردی ناهمگن مثل برنامه های زیر را کاهش دهد:

وب سرویس هاتجارت الکترونیک، مشاغل الکترونیکیمعماری های تجاری، زیرساخت ها، و برنامه ها کاربردیآنالیز هوشمند مجتمع شده

با سپاس از توجه شما

26http://www.Babakmaster.com