Презентация5

Онтологии:
понятие, методы, применение.
Онтологии предметных областей.
Лекция 5
План лекции



Определение понятия «Онтология»
Виды онтологий
Онтологии предметных областей



Виды связей (ассоциация, обобщение и т.п.)
Примеры онтологий
Применение онтологий (онтологических
моделей)
Онтологии используются



Для навигации по большим массивам
информации в Интернет
Для поиска информации
Для интеллектуализации агентов
Определение онтологии



Нет общего определения.
Определение Грубера (явная онтология есть явная
спецификация концептуализации предметной
области)
Математический формализм (сигнатура,
алгебраические системы). Формальной
онтологией предметной области называется пара
<A, σ>, где σ – множество ключевых понятий
предметной области, А – множество
аналитических предложений, описывающих
смысл данных ключевых понятий
Разработка ИС




Начинается с анализа предметной области
(аналитика)
Эксперты предметной области, владеющие
концептуализацией и системой знаний предметной
области, постановщики прикладных задач
Проектировщики информационной системы,
нуждающиеся в модели предметной области и
постановках задач в понятных им терминах
Аналитики, которые должны получить информацию
от экспертов и удовлетворить потребности
проектировщиков
Существуют подходы к
аналитике


Математически-ориентированный: объектам
ситуации ставятся в соответствие математические
объекты (числа, графы, функции и т.п.). Система
знаний ПО = система матем. соотношений.
Прикладные задачи = матем. задачи.
Ориентированный на средства реализации:
например, ООАнализ (модель ПО = набор
классов, объектов и методов) и инженерия знаний
(множество правил). Результат анализа содержит
описание методов функционирования ИС.
Третий подход:
онтологический анализ



Ориентирован на систему понятий
анализируемой ПО. Модель ПО = модель
онтологии & система знаний этой ПО.
Постановка прикладных задач
формулируются в терминах модели
онтологии.
Методы решения задач – самостоятельный
этап анализа.
Цель онт.анализа ПО – поиск её
концептуализации
ОА ПО: Первый этап


Поиск концептуацлизации ПО. Эксперты формируют как
можно более полный список терминов, испльзуемых для
представления действительности, а также
представительный список описания ситуаций
действительности в этих терминах.
Аналитики с помощью экспертов пытаются вербально
представить ситуации из этого списка, а эксперты
определяют, насколько адекватны эти представления.
Аналитики фиксируют смысл используемых терминов и
значений, а также принципы их адекватного представления
в ситауциях. Отдельный этап – анализ списка значений
(каждое значение д.б. отнесено к некоторой величине,
стандартной/нестандартной). Составляется список всех
использованных величин, нестандартных.
Признак окончания I этапа



все ситуации из списка адекватно
представлены как элементы
концептуализации
Величины выделены
Смысл всех терминов и принципы их
адекватного представления с помощью
ситуаций понятны аналитикам
Модель терминов для понятия
«Информация»
ОА ПО: Второй этап



Построение онтологии для найденной концептуализации
Для этого аналитики с помощью экспертов строят
определения всех терминов концептуализации, используя в
этих определениях термины, связанные с величинами, и
термины концептуализации, уже получившие определения
в онтологии (индуктивные определения).
Поиск ошибок – с помощью списка вербальных
представлений (если значение названия понятия выходит
за пределы, определенные для него в онтологии).
Формулировка онтологических соглашений (например,
составление вербального списка бессмысленных ситуаций,
не входящих в концептуализацию, - может привести к
форм. соглашений)
ОА ПО: Третий этап




Построение системы знаний, возможно более точно
описывающей действительность.
Стоится в терминах онтологии.
Поиск ошибок в системе знаний о ПО. Проверяется,
что каждое вербальное представление ситуации
согласуется с системой знаний о ПО. С помощью
экспертов составляется список ситуаций, которые
входят в концептуализацию (согласуются с
онтологией), но не входят в действиетльность
(невозможны с т.зр. знаний о ПО).
Формализация онтологии и системы знаний ПО
завершает построение её модели.
Преимущества ОА



Переиспользуемость моделей ПО
Большая свобода проектировщиков в выборе
проектного решения.
Меньшая нагрузка на аналитика.
Ошибки при определении
родовидовых отношений

Отношения между классами и подклассами
понятий (иерархические, транзитивные,
обладающие свойством наследования) могут
носить разные названия: родовидовое
отношение, таксономическое, IS-a
отношение и т.п. – назовём всё это
«родовидовыми отношениями».
Правила



«Если класс А – надкласс класса В, то каждый
экземпляр класса В также является
экземпляром А».
Правильность родовидовых отношений
проверяется через свойства транзитивности и
наследования.
При проверке транзитивности