English
УкраїнськаОНТОЛОГІЧНИЙ ІНЖИНІРИНГ
В навчальному посібнику наведено огляд дослідницьких результатів, отриманих в новій галузі науки, пов'язаної з побудовою і застосуванням онтологій. В рамках посібника висвітлені різні точки зору на поняття онтології, що використовується в сучасних інформаційних технологіях, дано визначення цього терміна, а також розглянуті відомі класифікації. Наведена загальна арактеристика методів побудови онтологій, описано основні мови представлення онтологій і найбільш істотні онтологічні ресурси. В навчальному посібнику розглянуто проблеми, що супроводжують створення онтологій та наведені можливі шляхи їх рішення.
Призначено для студентів вищих навчальних закладів, які хочуть підвищити свої знання в галузі побудови та експлуатації онтологій. Може бути корисним користувачам комп’ютерів та спеціалістам з інформаційних технологій.
РОЗДІЛ 1. ОНТОЛОГІЇ, ЯК СИСТЕМИ ЗБЕРІГАННЯ ЗНАНЬ
1.1. Визначення поняття «онтологія»
1.2. Онтології та їх категоріальний опис
1.3. Класифікація онтологій
1.4. Основна дослідницька задача інформатики
1.5. Теоретико-пізнавальні (епістемологічні) аспекти комп'ютерного моделювання. Основна онтологічна проблема інформатики.
1.6. Схема моделювання в рамках семіотичного підходу
1.7. Застосування онтологій
Питання для самоперевірки
РОЗДІЛ 2. КОНСТРУКЦІЯ ЗНАКІВ ОНТОЛОГІЇ
2.1. Схема представлення знака
2.1.1. Трикутник Фреге
2.1.2. Квадрат Д.А.Поспєлова
2.1.3. П’ятикутник С.Є.Нікітіної
2.1.4. Єдина інтерпретація метапонять І.Дальберга
2.1.5. Конструкція терміна як знаку
2.2. Структури словникових статей
2.2.1 Структура словникової статті «Поняття»
2.2.2 Структура словникової статті «Дія»
2.2.3 Структура словникових статей «Стан» та «Подія»
2.2.4 Структури словникових статей «Властивості» і «Величини»
2.3 Модель представлення словникових статей
2.3.1. Знак – фрейм
2.3.2. Базові фрейми-прототипи
Питання для самоперевірки
РОЗДІЛ 3. МЕТОДИ ПОБУДОВИ ОНТОЛОГІЙ ПРЕДМЕТНОЇ ОБЛАСТІ
3.1. Ситуаційний підхід у вирішенні завдань природно-мовної обробки монологічного тексту
3.2 Типізація семантичних відношень
3.3. Концептуальні відношення
3.3.1. Квалітативні відношення
3.3.2. Квантитативні відношення
3.3.3. Типи предикатів і семантичні відношення
3.4. Узагальнена схема природно-мовної обробки монологічного тексту
3.5. Традиційні методи природно-мовної обробки монологічного тексту
3.5.1 Морфологічний аналіз
3.5.2 Виділення стійких словосполучень
3.5.3 Синтаксичний пофразовий аналіз
3.6. Побудова терміносистеми предметної області
Питання для самоперевірки
РОЗДІЛ 4. ПОБУДОВА СЕМАНТИЧНОЇ МЕРЕЖІ ЗНАКІВ-ФРЕЙМІВ
4.1. Побудова семантичної мережі знаків-фреймів, як моделі представлення терміносистеми
4.2. Розпізнавання множини квантитативних відношень
4.2.1. Відношення синонімії
4.2.2. Відношення «Об'єкт-властивість»
4.2.3. Відношення «Ціле-частина»
4.2.4. Відношення «Рід-вид»
4.3. Побудова номенклатури предметної області
4.3.1. Видобування множини дефініцій терміна
4.3.2 Відношення синонімії
4.3.3. Відношення кореляції
4.3.4. Відношення «Об'єктвластивість/ознака»
4.3.5. Відношення «Ціле-частина»
4.3.6. Відношення «Рід-вид»
4.3.7. Відношення «Об'єкт дії-дія-суб'єкт дії»
4.4. З'єднання онтологій
Питання для самоперевірки
РОЗДІЛ 5. ОНТОЛОГІЧНІ СТАНДАРТИ
5.1. DC (Dublin Core – Дублінське ядро)
5.2. RDF (Resource Description Framework)
5.3. RDFS (Resource Description Framework Shema)
5.4. Запити до документів RDF на SPARQL
5.5. Проект SHOE ¬– специфікація онтологій та інструментарій
5.6. Мови семантичної мережі
5.6.1. XOL (Ontology eXchange Language)
5.6.2. OIL (Ontology Inference Layer)
5.6.3. Мова DAML.
5.6.4. Композиція DAML+OIL
5.6.5. Мова OWL як композиція DAML+OIL+XOL+SHOE
5.6.6. Картування онтологій
Питання для самоперевірки
РОЗДІЛ 6. ПРОЦЕС ПОБУДОВИ ОНТОЛОГІЇ ТА SEMWEB
6.1. Етапи побудови онтології
6.2. Семантична мереж
6.3. Побудова інтернет ресурсів на базі онтологій
6.4. Засоби для побудови ієрархії класів об'єктів OWL
6.5. Властивості предикатів
6.5.1. Транзитивність
6.5.2. Симетричність
6.5.3. Функціональність
6.5.4. Інверсія
6.5.5. Зворотна (інверсна) функціональність
6.6. Варіанти застосування онтологій
6.6.1. Веб-портали
6.6.2. Мультимедіа колекції
6.6.3. Керування корпоративним веб-сайтом
6.6.4. Розробка документації
6.6.5 Агенти та служби
6.6.6. Розподілені обчислення
6.6.7. Існуючі онтологічні ресурси
Питання для самоперевірки
РОЗДІЛ 7. ОСОБЛИВОСТІ МОДЕЛЮВАННЯ ОНТОЛОГІЙ
7.1. Стандарт онтологічного дослідження складних систем
7.2. Методологія IDEF5
7.2.1. Діаграма класифікації
7.2.2. Композиційна схема
7.2.3. Схема взаємозв'язків
7.2.4. Діаграма стану об'єкта
7.3. Варіанти визначення та використання онтології
7.4. Методи побудови онтологій
7.4.1. Прийняття початкових рішень
7.4.2. Автоматичні методи побудови онтологій
7.4.3. Інструменти для побудови онтологій
7.4.4. Інструменти для відображення, вирівнювання та об’єднання онтологій.
7.4.5. Інструменти для анотування на основі онтологій
Питання для самоперевірки
ГЛОСАРІЙ ТЕРМІНІВ
СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
Розвиток наукомістких галузей людської діяльності в сучасному суспільстві супроводжується зростанням ролі комп'ютерних технологій. З кожним роком збільшується потік інформації, з'являється необхідність пошуку нових способів її зберігання, представлення, формалізації та систематизації, а також автоматичної обробки. Таким чином, зростає інтерес до всеосяжних баз знань, які можна використовувати для різних практичних цілей та відповідно систем, які можуть без участі людини видобувати відомості з них. Як результат, розвиваються нові технології, покликані вирішити поставлені задачі. Поряд з World Wide Web з'явилось його розширення (Semantic Web), в якому гіпертекстові сторінки доповнюються додатковою розміткою, що містить відомості про семантику елементів сторінки. При цьому, невід'ємним компонентом Semantic Web є поняття онтології, що описує сенс семантичної розмітки. У загальному значенні, під онтологією розуміють систему понять деякої предметної області, яка представляється як набір сутностей, з'єднаних різними відношеннями. Онтології використовуються для формальної специфікації понять і відношень, які характеризують певну галузь знань. Перевагою онтологій як способу представлення знань є їх формальна структура, яка спрощує подальше комп'ютерне опрацювання.
Іншим значенням онтології є її застосування онтології в природничих науках (біологія, медицина, геологія тощо), де вона служать певного роду фундаментом для побудови теорій. Оскільки класифікаційна структура (таксономія) є невід'ємною частиною будь-якої онтології, то її також часто застосовують в спеціальних класифікаціях і системах індексації (зокрема, в бібліотечних класифікаційних кодах).
У явному вигляді онтології використовуються як джерела даних для багатьох комп'ютерних систем (інформаційного пошуку, аналізу текстів, видобування знань тощо), надаючи засоби ефективного опрацювання складної багатопланової інформації. Даний спосіб представлення знань дозволяє програмам розпізнавати такі семантичні відмінності, які є явно зрозумілими для людей, але не відомі комп'ютеру. Поняття онтології відомо давно, але, будучи переосмисленим, воно віднедавно почало застосовуватися в комп'ютерних технологіях. При цьому, повноцінна розробка онтологій у новому змісті даного терміну розпочалася на початку 2000-х років.
Онтології широко використовуються у всіх областях, що займаються обробкою даних на природній мові. У зв'язку з використанням онтологій в різних додатках виникла необхідність створення стандартизованих способів їх подання та почався етап розвитку різних мов, які могли б застосовуватися у таких системах, найвідомішими серед яких є RDF і OWL. З огляду на те, в даному курсі вивчаються особливості роботи із онтологіями та процеси їх розробки із використанням сучасних методологій проектування.