22/04/231

Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus

Koolitused ja infopäevad toimuvad Euroopa Liidu struktuurifondide programmi „Infoühiskonna teadlikkuse tõstmine“ raames, mida rahastab Euroopa Regionaalarengu Fond.Koolituste ja infopäevade tellija on Riigi Infosüsteemide Arenduskeskus ja koolitused viib läbi BCS Koolitus AS

Hele-Mai HaavKüberneetika Instituut26. august 2010 a

22/04/232

Koolituste ajakava

I päev 26.08.2010 II päev ? III päev ? Koolituspäev kestab: 9.00 – 16.45

22/04/233

Päevakava (26.08.2010)09.00 – 9.15 Kogunemine ja registreerumine

09.15 – 10.45 Ontoloogia spetsifikatsioon ja arendus, Hele-Mai Haav

10.45 – 12.15 Praktilisi metoodilisi näpunäiteid ontoloogia loomiseks, Hele-Mai Haav

12.15 – 13.15 Lõuna

13.15 – 14.45 Praktikum: iga osavõtja teeb oma IS ontoloogia põhiosa spetsifikatsiooni. Juhendab Hele-Mai Haav

14.45 – 15.00 Energiapaus

15.00 – 16.45 Praktikum jätkub. Juhendab Hele-Mai Haav

 

22/04/234

Koolituse eesmärgid

Koolituste üldiseks eesmärgiks on luua teie infosüsteemi või vastava valdkonna ontoloogia spetsifikatsioon ja ontoloogia kirjeldus OWL keeles.  Loodud kirjeldused publitseeritakse RIHA määruse alusel RIHA keskkonnas.

Tänase koolituse eesmärgid

Õppida aru saama ontoloogia mõistest ja komponentidest Olema võimelised spetsifitseerima mingi valdkonna ontoloogia Olema võimelised looma valdkonna mudelit ontoloogia

kontseptualisatsioonina Olema võimelised hindama ontoloogia kontseptualisatsiooni

leidmaks taksonoomilisi jm vigu Looma lihtsa ontoloogia kirjelduse OWL-s kasutades

ontoloogiaredaktorit Protege Looma teie poolt hallatava infosüsteemi ontoloogia spetsifikatsiooni

ja kontseptualisatsiooni

22/04/235

Sisu

Ontoloogia kui valdkonna kontseptualisatsiooni spetsifikatsioon (so ontoloogia mõiste)

Ontoloogia spetsifikatsioon (ja seda esitava dokumendi sisu)Eesmärk, kasutus-stsenaariumid, kasutajad, formaalsuse tase, skoop, detailsus jms.

Ontoloogia kontseptualisatsioonKontseptualiseerimise etapid ja tulemidterminite sõnastik,mõistete taksonoomiaseoste diagramm, mõistete sõnastikseoste, atribuutide, konstantide määratlusedaksioomide ja reeglite määratlusedindiviidide määratlused

Ontoloogia kontseptualisatsiooni hindamineOntoloogia kontseptualisatsiooni kirjeldus OWL keeles

22/04/236

Mõnede ontoloogiatega seotud mõistete tähendused: semantika Semantika on teadus tähendusest (tavaliselt keele sõnade ja

fraaside tähendusest) Arvutiteaduses vaadeldakse semantikat kui matemaatilise

loogika rakendust, mis väljendab programmide tähendust

Semantilise veebi visioonis tähendab semantika veebis leiduva informatsiooni ja teenuste tähendust, mille defineerimisel on inimestel ja masinatel võimalik aru saada veebi sisust. Veebi laiendamine semantiliste metaandmete abil tähendab

liikumist semantilise veebi poole Semantilised metaandmed võivad olla esitatud

ontoloogiatena Veebi sisu rikastatakse metaandmetega so ontoloogiatega

22/04/237

Semantika ja Eesti riik

Riigi IT koosvõime raamistik, [http://www.riso.ee/et/koosvoime/raamistik]

Riigi IT koosvõime raamistik defineerib semantilise koosvõime järgmiselt:

“Semantiline koosvõime on erinevate organisatsioonide võime mõista vahetatud informatsiooni (andmete) tähendust ühte moodi “

Andmekogude teenustel baseeruv semantiline koosvõime on eelduseks (või esimeseks etapiks) raamistikus käsitletud üldisemale semantilisele koosvõimele.

22/04/238

Semantika ja RIHA

Vastavalt RIHA määrusele on RIHA andmekogude alamregistrisse kantavate andmekogus töödeldavate andmete koosseisus nõutud lisaks muule ka andmeobjekti semantilist kirjeldust viitena valdkonna terminile (so valdkonna ontoloogia vastavale mõistele, seosele või atribuudile).

Lisaks sellele tuleb RIHA teenuste alamregistrisse kantavate teenuste andmete koosseisus esitada muu hulgas ka teenuse sisendite ja väljundite semantiline kirjeldus.

22/04/239

Mõnede ontoloogiatega seotud mõistete tähendused: taksonoomia

Taksonoomia on teadus objektide klassifitseerimisest ja süstematiseerimisest.

Mingi objektide hulga taksonoomia (taksonoomiline skeem) on klassifikatsioon, mis moodustab hierarhilise struktuuri (või üldjuhul osaliselt järjestatud hulga).

Matemaatiliselt on hierarhiline taksonoomia mingi objektide hulga klassifikatsioonide puukujuline struktuur. Struktuuri tipus on ainult üks klassifikatsioon, mis rakendub kõigile objektidele (juurtipp). Selle juurtipu all olevad tipud moodustavad spetsiifilisemaid klassifikatsioone, mis rakenduvad klassifitseeritava objektide hulga alamhulkadele.

Näiteks, klassifikatsioonid Eesti_kodanik ja Välismaalane on klassifikatsiooni Isik alamklassifikatsioonid. Isik on juurtipp.

See tähendab, et iga Isik pole Eesti_kodanik, kuid iga Eesti_kodanik on Isik.

Isik

Eesti_kodanik Välismaalane

22/04/2310

Ontoloogia mõiste definitsioonOntoloogia mõiste definitsiooni arvutiteaduses

esitas Tom Gruber (Stanfordi Ulikool) 1992 a. järgmiselt:

„Ontoloogia on kontseptualisatsiooni ilmutatud ja formaalne spetsifikatsioon“

“An explicit specification of a conceptualisation” [Gruber 93] Gruber T. R., A translation approach to

portable ontologies. Knowledge Acquisition, 5(2):199-220, 1993

22/04/2311

Ontoloogia mõiste definitsioon „Ontoloogia on kontseptualisatsiooni ilmutatud ja formaalne spetsifikatsioon“

Kontseptualisatsioonid on inimeste maailma mõistmise ja esitamise (struktureerimise) viisid.

Näide: RIS valdkonna raames on meil tihti tegemist selliste mõistetega nagu isik, aadress, pass jms.

Kontseptualisatsioonid on sõltumatud kasutatavast keelest ja mingi spetsiifilise situatsiooni tegelikust toimumisest.

Näide:sõnad Õun ja Apple jagavad sama kontseptualisatsiooni, mis ei

sõltu sellest, kas me sööme neid või keedame neist moosi

22/04/2312

Ontoloogia mõiste definitsioon „Ontoloogia on kontseptualisatsiooni ilmutatud ja formaalne spetsifikatsioon“

Spetsifikatsioon sisaldab valdkonna mõistete unikaalseid nimesid (sõnastik) ja nende nimede tähenduse kirjeldust.

Nimede tähenduse kirjeldused sisaldavad nii mõistete kui mõistete vaheliste seoste kirjeldusi.

Need kirjeldused on formaalsed so masinloetavad.

22/04/2313

Seega ...

Ontoloogia defineerib (formaalselt) mingi rakendusvaldkonna kirjeldamiseks ja esitamiseks kasutatavad terminid ja nendevahelised seosed.

(definitsioon OWL dokumentatsioonist)

Formaalsed masinloetavad definitsioonid võimaldavad automaatset arutlust valdkonna teadmiste üle.

22/04/2314

Milleks ontoloogia? Ontoloogiate kasutamine aitab muuta

tarkvara efektiivsemaks, adaptiivsemaks ja intelligentsemaks, sest see võimaldab: Jagada üldist arusaama informatsiooni

struktuurist ja tähendusest nii inimeste kui tarkvara vahel ning inimeste ja tarkvara vahel

Eraldada valdkonna teadmisi operatsioonilistest teadmistest

Ilmutatult esitada valdkonna eeldusi (nõudeid)

Taaskasutada valdkonna teadmisi Analüüsida valdkonna teadmisi

22/04/2315

Milleks ontoloogia?Näide

Süsteemide integratsioon (või andmete jagamine)

KMAE-tervis

IsikKindlustatud_Isik

Isik

Kindlustatud_Isik

1. Jagatud üldine standardne ontoloogia

vastavustabelid

22/04/2316

Milleks ontoloogia?Näide

Süsteemide integratsioon (või andmete jagamine)

KMAE-tervis

KodanikPatsient

Isik

Kindlustatud_Isik

2. Viiteontoloogia kasutamine (igal valdkonnal/rakendusel on oma ontoloogia, millest viitab viiteontoloogiale)

vastavustabelid

22/04/2317

Milleks ontoloogia?RIHA näide

Veebiteenuste ja andmeobjektide kirjelduste semantiline rikastamine

See võimaldab Tagada IS semantilise koosvõime Vältida liiasust IS loomisel Paremini planeerida uusi IS Paremini planeerida uute veebiteenuste

loomist Analüüsida olemasolevate IS koosvõimet

22/04/2318

Ontoloogiate loomise strateegia riigis

Baasontoloogiate valik Äriregister Füüsilise isiku andmed Aadressandmed Ruumiandmed

Need katavad umbes 80% praeguste veebiteenuste sisend/väljund parameetritest

Baasontoloogiate loomisel kasutatud metoodika soovitamine teiste ontoloogiate loomiseks (semantika metoodika ja juhendi täiustamine)

22/04/2319

Ontoloogilised pühendumused...

on kokkulepped jagatud sõnastiku tihedalt seotud ja kooskõlaliseks kasutamiseks.

Näide: Eesti riigi infosüsteemide semantilise koosvõime saavutamise initsiatiiv

22/04/2320

Ontoloogia komponendid

Indiviidid (klassi eksemplarid) Hele-Mai, Peep, Martin

Mõisted (klassid) on mingis mõttes sarnaste indiviidide hulgad Kodanik

Omadused (properties) Lihtsad omadused, so atribuudid ehk andmetüübiomadused

(on spetsiifilised mingile indiviidile ja esitavad lihtväärtusi) • Näiteks, Nimi, Perekonnanimi, Isikukood, • H-M <nimi> “Hele-Mai”

Keerulised omadused, so seosed, mis viitavad teistele indiviididele. (Seosed indiviidide vahel spetsifitseerivad kuidas indiviidid on omavahel seotud.)

• Näiteks, H-M <viib_läbi> Koolitus

22/04/2321

Seoste liigid

Kõige tähtsam seos on <is-a> ehk alamklass/ülemklass seos, mis määrab indiviidide klassifitseerimise klassidesse. <is-a> seos loob kas hierarhilise taksonoomia või

üldjuhul osaliselt järjestatud hulga, mis selgelt esitab indiviidide seose teiste indiviididega.

St. Iga alamklassi indiviid on alati ka ülemklassi indiviid!!! ja pärib ülemkassi indiviidi omadused

• Näiteks, Kodanik <is-a> Inimene st iga kodanik on inimene

• Inimesel on atribuut Nimi, st et Kodanikul on ka atribuut Nimi

Teine levinud seose tüüp on <osa> seos (part-of), mis esitab indiviididest liitindiviidide moodustumise.

• Näiteks, Käsi <is-part-of> Inimene

22/04/2322

Seoste omadused

Kitsendused näiteks, domeeni ja ulatuse kitsendused

• Seosed seovad domeeni klassi kuuluvaid indiviide indiviididega ulatus klassist. Seega domeen on seose lähteklass ja ulatus tema sihtklass.

sümmeetria, transitiivsus, kardinaalsus, jms.

Kodanik Koolitus

viib_läbiH-M Moodul2

22/04/2323

Seoste omadused

Kitsendusteks on ka loogikaavaldised, mille abil saab defineerida klasse, mille indiviidid peavad rahuldama antud loogilist tingimust. Näiteks, kui on tegemist semantilise veebi ontoloogiaga, mis on kirjeldatud OWL (Ontology Web Language) keeles, siis esitatakse kitsendus kirjeldusloogika avaldisena.

Kitsendusi saab näiteks kasutada klassifitseerimaks objekte mingitesse defineeritud klassidesse.

22/04/2324

Indiviidid !!!

Ontoloogia ei pea tingimata sisaldama indiviide, kuid üldiselt üheks ontoloogia eesmärgiks on võimaldada indiviidide klassifitseerimist isegi siis kui need indiviidid ei ole ilmutatult ontoloogia osaks.

22/04/2325

Ontoloogia näideIsikukoodEesnimiPerenimi

DokNRV-andm-aeg

omab

atribuudid

seosed

klassid

22/04/2326

Ontoloogia mõiste Ontoloogia mõiste kokkuvõtteskokkuvõttes

Taksonoomia

SeosedKitsendusedReeglid

SeosedKitsendusedReeglid Ontoloogia+

Üldistusseosele lisaks saab defineerida muid seoseid, millest tähtsaim on kompositsioon “part-of”.

Sõnastik +üldistusseos “is-a”

22/04/2327

Ontoloogia kooskõlalisus ja täielikkus Ontoloogia on kooskõlaline siis ja

ainult siis kui ta ei võimalda tuletada paikapidamatuid (kehtetuid) järeldusi

Ontoloogia on täielik siis ja ainult siis kui ta võimaldab tuletada kõik võimalikud kehtivad järeldused alustades ontoloogia sõnastikust ja rakendades lubatud tuletusreegleid

22/04/2328

Ontoloogia arendus

on sama keeruline, raske ja aeganõudev kui tarkvara arendus

Kaasaegsed ontoloogiate loomise metodoloogiad on üles ehitatud sarnaselt tarkvara arendusprotsessidega

22/04/2329

Arendusmetoodikad

Ühte standardset ontoloogiate loomise ja arenduse metoodikat pole olemas.

Kõige kuulsam ja süstemaatilisem onMETHONTOLOGY

22/04/2330

Mõned viited metodoloogiatele Gruninger, M., & Fox, M. S. (1995). Methodology for the design and evaluation

of ontologies. IJCAI Workshop on Basic Ontological Issues in Knowledge Sharing. Montreal, Quebec, Canada.

Uschold, M., & Gruninger, M. (1996). Ontologies: principles, methods and applications. Knowledge Engineering Review, 11(2), 93-155.

Jones, D., Bench-Copon, T., & Visser, P. (1998). Methodologies for ontology development. In: J. Cuena (Ed.), Proceedings of ITi and KNOWS Conference of the 15th IFIP World Computer Congress, Budapest, August 1998, pp. 62-75. Retrieved November 20, 2004, from http://www.iet.com/Projects/RKF/SME/methodologies-for-ontology-development.pdf

Fernandez-Lopez, M. (1999). Overview of methodologies for building ontologies. In: Proceedings of the IJCAI-99 workshop on ontologies and problem-solving methods, Stockholm, Sweden. Retrieved November 20, 2004, from http://www.lsi.upc.es/~bejar/aia/aia-web/4-fernandez.pdf

Corcho, O., Fernandez-Lopez, M., & Gumez-Perez, A. (2003). Methodologies, tools and languages for building ontologies: where is their meeting point? Data & Knowledge Engineering, 46, 41-64.

Gómez-Pérez, A., Fernández-López, M., Corcho, O., Ontological Engineering with examples from the areas of Knowledge Management, e-Commerce and the Semantic Web. Springer, 2004,

22/04/2331

Arendustegevused

SpetsifitseerimineOntoloogia eesmärgi ja skoobi esitamine loomulikus keeles ning dokumendi vormis. Lisaks esitatakse nimekiri põhilistest infoallikatest ja valdkonna olemitest.

KontseptualiseerimineValdkonna kontseptuaalse mudeli

loomine ontoloogiana Formaliseerimine

Sobiva formalismi valik ja ontoloogia esituse sellega vastavusse viimine

22/04/2332

Arendustegevused

RealiseerimineOntoloogia kodeerimine kindlasse formaalsesse keelde (näiteks OWL DL)

HaldaminePõhiliste muutuste haldamine

Kasutamine ja taaskasutamine...on ontoloogiate loomise peamine lootus. Sel kujul formaliseeritud teadmised on paremini

taaskasutatavad.

22/04/2333

Ontoloogia spetsifikatsioon

22/04/2334

Ontoloogia spetsifikatsioon ... on dokument, mis sisaldab järgmist

infot:Eesmärk, kasutus-stsenaariumid,

kasutajad, formaalsuse tase, skoop, detailsus jms.

Põhilised infoallikad k.a. taaskasutatavad ontoloogiad

Põhilised olemid (olemite hulgad)

22/04/2335

Skoop

Valdkonna ontoloogia ei peaks katma kogu valdkonna teadmisi Pole vaja mõisteid üldistada või

spetsialiseerida rohkem kui rakendus nõuab Pole vaja lülitada ontoloogiasse kõiki

indiviidide omadusi• Ainult kõige tähtsamad omadused• Ainult need omadused, mida rakendus nõuab

22/04/2336

Ontoloogia spetsifikatsiooni näide Eesmärk-

ontoloogia eesmärgiks on esitada kodakondsusameti IS poolt hõivatud valdkonna ontoloogia riigi IS semantilise koosvõime saavutamiseks veebiteenuste kirjelduste semantilise rikastamise abil nimetatud ontoloogia mõistetega

Kasutusstsenaariumid ja kasutajad- Kasutajad on IS disainerid ja arendajad. Kasutusstsenaarium: IS arendaja soovib luua uut veebiteenust. Kasutades RIHA

funktsionaalsust esitab ta päringu, milles märgib uue veebiteenuse sisendile, väljundile või mõlematele vastavad mõisted. Vastuseks saab listi võimalike (komponent)veebiteenuste kirjeldustega.

Skoop Kodakondsusameti IS olemasolevate ja tulevaste veebiteenuste liideste sisend ja

väljundparameetritele vastavad mõisted ning vajadusel vastavatele andmebaasi väljadele vastavad mõisted

Formaalsuse tase- formaalne, OWL DL

Taaskasutatavad ontoloogiad ja teised infoallikad- riigi õigusaktid, IS loomise dokumendid, andmebaasiskeemid, olemasolevate WSDLs

kirjeldatud veebiteenuste kirjeldused, RIHAs publitseeritud ontoloogiad, e-riigi ontoloogiad teistest projektidest jms

22/04/2337

Ontoloogia kontseptualiseerimine

22/04/2338

Kontseptualiseerimine hõlmab...

valdkonna teadmiste hõivamist, selle organiseerimist ja struktureerimist.

Ontoloogia kontseptualisatsiooni esitamiseks kasutatakse viise, mis on sõltumatud ontoloogia formaliseerimise ja realiseerimise keeltest.

Seega on kontseptualisatsiooni esitus suhteliselt vaba, meie lähtume, kuid ei kopeeri METHONTOLOGY poolt pakutavat.

22/04/2339

Kontseptualiseerimise etapid ja tulemid:

1. terminite sõnastik,2. mõistete taksonoomia3. seoste diagramm, 4. mõistete sõnastik5. seoste, atribuutide, ja konstantide

määratlused/kirjeldused6. aksioomide ja reeglite määratlused7. indiviidide määratlused/kirjeldused

22/04/2340

1. Terminite sõnastikOntoloogiasse lülitavate terminite kindlaksmääramine, nende terminite loomulikus keeles esitatud kirjelduste, sünonüümide ja lühendite esitamine.

Nimi Sünonüüm Lühend Kirjeldus TüüpEesti Vabariigi kodanik

- Kodanik Kodakondsusega eestimaalane

mõiste

Nimi - - Kodaniku nimi Indiviidi atribuut

Eesti Vabariigi kodaniku aadress

(Kodanik, Aadress)

- - Aadress, millel Eesti vabariigi kodanik on registreerunud

Seos

Aadress - - Aadress on tekstiline ja/või numbriline üleskirjutis, mis iseloomustab mingi objekti asukohta

Mõiste

22/04/2341

2. Mõistete arendamine taksonoomiatesse

Mõistete klassifitseerimine taksonoomiatesse ja taksonoomiliste vigade leidmine ning korrigeerimine

Mõned asjad, mida peaks silmas pidama!

Ei ole ühte korrektset taksonoomiat Iga alamklassi indiviid on tema ülemklassi indiviid Klasside taksonoomia on transitiivne

Kui B on A alamklass ja C on B alamklass,siis C on A alamklass

Klassil võib olla mitu ülemklassi. Erinevad süsteemid lahendavad sellest tekkinud konflikte erinevalt.

Klassid on lõikumatud kui neil ei saa olla ühiseid indiviide. Lõikumatutel klassidel ei saa olla ka ühiseid alamklasse

22/04/2342

Formaalsete taksonoomiate modelleerimine

Alamklass: klassid A ja B on klassi C alamklassid

Lõikumatu dekompositsioon: klassi C alamklasside hulk, mis ei oma ühiseid indiviide ja ei kata C-d

Ammendav dekompositsioon: hulk klassi C alamklasse, mis katavad C ja mis võivad omada ühiseid indiviide ja alamklasse

Jaotus: klassi C alamklasside hulk, mis katab C ja ei oma ühiseid indiviide või alamklasse

AB

AB

22/04/2343

Taksonoomia näide

22/04/2344

Taksonoomia näide

22/04/2345

Tsüklid klasside taksonoomias

Väldi sellist pilti!

Klassid A, B, ja C omavad ekvivalentset indiviidide hulka.Enamuse definitsioonide järgi loetakse mõisted A, B ja C sel juhul ekvivalentseteks.

22/04/2346

Taksonoomiate loomise trikid Klasside taksonoomias esineva klassi kõik

sama taseme alamklassid peavad olema samal abstraktsiooni tasemel

Kui klassil on ainult üks alamklass, siis see viitab modelleerimise probleemile

Klassid esitavad valdkonna mõisteid, mitte nende mõistete nimesid

Klassi nimi võib muutuda, kuid klass ise esitab ikkagi sama mõistet

Sama mõiste sünonüümnimed ei ole erinevad klassid

22/04/2347

Taksonoomiate loomise trikid Alammõistete optimaalne arv- 2-12 (ainult üks alammõiste viitab liiasusele) Kas uus mõiste või atribuut?

Kui olem esineb erinevates seostes, siis on parem teha temast mõiste. Kui olemi väärtus muutub tihti, siis on parem teha temast atribuut.

Kui olemi eksistents on alati sõltuvuses mingist teises olemist, siis tee temast atribuut.

Kas mõiste või indiviid? Kui olem esitab mingite asjade hulka, siis tee temast mõiste,

vastasel korral indiviid. Mõiste on alati turvalisem kujutusviis. Ontoloogiate dokumenteerimine-kasuta inimloetavaid kirjeldusi Ontoloogiate modulariseerimine-

suurte ja keeruliste ontoloogiate mooduliteks jagamine• Primitiivsed mõisted (ilma loogiliste aksioomideta) defineeritakse

sõltumatutes moodulites• Taksonoomia on puu kujul ja baseerub ühel eristaval mõistel• Mooduleid ühendatakse aksioomide abil defineeritud mõistete abil

22/04/2348

Taksonoomia näide

22/04/2349

3. Seoste diagramm

Kodanik Aadress

KodanikuAadress

onKodanikuAadress

domeen ulatusseos/pöördseos

22/04/2350

4. Mõistete sõnastik

Mõiste nimi Indiviidi atribuudid

Seosed

Kodanik Nimi KodanikuAadress

Aadress ?

?...

isAadressOfKodanik

22/04/2351

5. Seoste, atribuutide, ja konstantide kirjeldused

Mõistete vaheliste seoste detailsete omaduste määramine ja seoste detailne kirjeldamine.

Seose nimi Domeen Kardinaalsus Ulatus Matem. omadused

Pöördseos

KodanikuAadress Kodanik N:1 Aadress - IsAadressOfKodanik

22/04/2352

5. Indiviidide atribuutide ja konstantide kirjeldused

Atribuudi nimi

Mõiste nimi

Väärtuse tüüp

Mõõtühik Täpsus Väärtuste vahemik

Nimi Kodanik String - - -

Konstantide kirjeldamine

Konstandi nimi, väärtuse tüüp, väärtus, mõõtühik

22/04/2353

6. Formaalsete aksioomide ja reeglite defineerimine

Formaalsete aksioomide määramine. Need on loogikaavaldised, mis on antud ontoloogia piires alati tõesed ja mida ontoloogias kasutatakse kitsenduste esitamisel. Valdkonna ekspert esitab aksioomid tavakeeles. Ontoloog esitab need formaalses keeles.

Reeglite määramine. Reegleid kasutatakse ontoloogias teadmiste järeldamiseks, näiteks mingite atribuutide väärtuste või seoste eksemplaride leidmiseks. Reeglid esitab valdkonna ekspert tavakeeles ja ontoloog formaalses keeles.

22/04/2354

7. Indiviidide defineerimine

Indiviidi nimi Mõiste nimi Atribuut Väärtus

H-M Kodanik Nimi Hele-Mai

22/04/2355

Kokkuvõtteks

Vaadeldud kontseptualiseerimise esitus, mis lähtus METHONTOLOGY metoodikast ei ole kohustuslik!

Kontseptualisatsiooni võib esitada vähemate vahenditega kui siin, kõik sõltub ontoloogia skoobist, keerukusest jms.

Siiski, mentaalselt tuleb umbes selline protsess läbida, et olla võimeline ontoloogiat looma ja formaalselt kirjeldama.

22/04/2356

Ontoloogia kontseptualisatsiooni hindamine (verifitseerimine)

Kriteerium: täielikkus ja kooskõlalisus

Meetodid Gómez-Pérez lähenemine OntoClean Ontological Constrains Manager (OCM)

22/04/2357

Gómez-Pérez lähenemine

Vastuolulisus Tsüklilisuse vead Jaotuse vead

• Ühised klassid lõikumatus dekompositsioonis ja jaotuses• Ühised indiviidid lõikumatus dekompositsioonis ja jaotuses• Välised indiviidid ammendavas dekompositsioonis ja jaotuses

Semantilised vead Täielikkus

Mittetäielik mõistete klassifikatsioon Jaotuse vead (kas lõikumatuse või ammenduvuse teadmise ära

jätmine) Liiasus

Grammatiline• Liiasus seoste alamklassides• Liiasus seoste indiviidides

Mõnede klasside formaalsete definitsioonide samasus Mõnede indiviidide formaalsete definitsioonide samasus

22/04/2358

Kontseptualiseerimise strateegiad

Alt-üles Keskelt üles ja alla Ülevalt alla

22/04/2359

Alt üles

Mingi rakendusega seotud andmeväljade tähenduste üldistamine

• Positiivne on see, et loodavad mõisted kirjeldavad vaadeldavaid rakendusi suhteliselt täpselt

• Negatiivne on see, et meetod on üsna töömahukas ja raske on leida alamataseme mõistete tähendusi katvaid üldisi mõisteid, detailsuse aste võib liiga suureks minna, ka on risk luua vastuolulisi ontoloogaid. Samuti võib tekkida ontoloogia, mida järgmiste teenuste korral on raske kui mitte võimatu kasutada, sest ta on liiga spetsiifiline

22/04/2360

Näide: alt üles andmebaasiskeemist

CREATE TABLE Ametnik (AmetnikID char(255), Nimi char(255), PerekonnaNimi char(255),RiigiteenistujaID char(255),Osakond char(255), INDEX (AmetnikID), PRIMARY

KEY(AmetnikID))TYPE=InnoDB;)

22/04/2361

Näide: alt üles andmebaasiskeemistCREATE TABLE Aadress (AadressID char(255), Linn char(255),Tänav char(255), HooneNumber char(255), Postikood char(255), AadressOf char(255), INDEX (AddressID), PRIMARY

KEY(AddressID))TYPE=InnoDB;)

22/04/2362

Selle näite ontoloogia kontseptualisatsiooni skeem Teeme koos Automaatselt tranformeerivad süsteemid

teevad midagi sellist: Tabel-> klass Andmeväli->atribuut Iga rida tabelis->indiviid Iga n:m seost esitav tabel->seos vastavat

klassi indiviidide vahel Mis on sellise lähenemise probleemid???

22/04/2363

Uued suunad ontoloogiate loomisel (alt-üles) RDB2RDF Mapping Language – standardne keel

relatsiooniliste andmebaaside ja nende skeemide konverteerimiseks RDF ja OWL keeltesse. 16.09.2009: W3C lõi RDB2RDF töögrupi,

UML (Unified Modeling Language) võib ka vaadelda kui ontoloogiate disainimise keelt, kuid OWL semantika on laiem kui UML-l OMG (Object Management Group) andis välja ODM-i

(Ontology Definition Metamodel) aastal 2003. See metamudel spetsifitseerib UML mudeli transleerimise OWL-i ja UML vahendite kasutamise ontoloogiate defineerimisel.

http://www.omg.org/docs/ad/05-08-01.pdf Leiduvad mõned ODM realisatsioonid

• IBM (Visual Ontology Modeler )• Eclipse

22/04/2364

Oracle Database Semantic Technologies

http://download.oracle.com/docs/cd/E11882_01/appdev.112/e11828/sdo_rdf_concepts.htm#CIHECGII

22/04/2365

Keskelt üles ja alla

Alguses käsitletakse ainult valdkonna põhilisi mõisteid, hiljem liigutakse nii nende üldistamise kui spetsialiseerimise (täpsustamise) suunas

See meetod sobib nii alama taseme kui ka ülema taseme ontoloogiate loomiseks, sest ontoloogia ei lähe liiga detailseks ega teki mittevajalikke üldisi mõisteid

22/04/2366

Ülevalt alla

Alustatakse kõige üldisematest valdkonna mõistetest ja liigutakse spetsiifilisemate mõistete poole.

Probleemid: tuleb vähem detaile, kuid võib juhtuda, et ontoloogia sisaldab palju mittevajalikke ülemise taseme mõisteid või tekib liiga palju kasutuid abstraktsioonitasemeid

22/04/2367

Ontoloogiate integratsioon ja taaskasutus

Kontseptualisatsiooni vaatevinklist

Ontoloogiate taaskasutamine... Osutub võimalikuks ainult juhul kui ontoloogia on

loomulikus keeles hästi dokumenteeritud ja selle disaini otsused kirjeldatud ning analüüsitud

Ühendamine- me aktsepteerime kõiki välise ontoloogia aksioome import laiendus

Viitamine- viitame välise ontoloogia mingile elemendile ilma aksioome aktsepteerimata

Semantiline taaskasutamine-ideede taaskasutamine

22/04/2369

Loengu kokkuvõtteks

Ontoloogia kontseptualisatsioon on ülitähtis mentaalne harjutus enne ontoloogia mingis formaalses keeles esitamist

See harjutus kuulub tihti rohkem kunsti kui teaduse valdkonda

Mittekorrektsest kontseptualisatsioonist tuleb mittekorrektne ontoloogia

22/04/2370

Tänan Teid!Lisainfo:

Rica Semjonovaprojektijuht

rica.semjonova@ria.ee6630295