Класифікація моделей онтології

Компоненти моделі	R = Ø F =Ø	R= Ø F ≠ Ø	R = Ø F ≠ Ø	R={IS-A} F = Ø
Формальне визначення	<С,{},{}>	<С1С2 {},F>	<Сı(С2΄ρ2΄), {}, F >	<С,{IS-A}, {}>
Пояснення	Словник ПО	Пасивний словник ПО	Активний словник ПО	Таксономія понять ПО

Далі можна узагальнити окремі випадки моделі онтології так, щоб забезпечити можливість:

• відображення множини концептів С у вигляді мережевої струк­тури;

• використання достатньо великої множини відношень, яка об’єднує не тільки таксономічні відношення, але і відношення, що відобра­жають специфіку конкретної предметної області, а також засоби розширення множини R;

• використання декларативних і процедурних інтерпре­тацій і відно­шень, зокрема можливість визначення нових інтерпретацій.

Тоді можна ввести в розгляд модель розширюваної онто­логії і досліджувати її властивості. Проте, враховуючи тех­нічну спрямо­ва­ність цього підручника, ми не робитимемо цього, а охочих ознайоми­тися з такою моделлю скеруємо до роботи [44]. Як показано в цій ро­боті, модель розширюваної онтології є достатньо могутньою для спе­ци­фікації процесів фор­мування просторів знань в середовищі Інтернет. Разом з тим і ця модель є неповною через свою пасивність навіть там, де визначені відповідні процедурні інтерпретації та введені спеціальні функції поповнення онтології. Адже єдиною точкою керування активністю в такій моделі є запит на інтер­претацію певного концепту. Цей запит виконується завжди однаково й ініціює запускання відпо­відної процедури. А влас­не виведення відповіді на запит чи пошук необхідної для цьо­го інформації залишається поза моделлю і повинен реалізову­ватися іншими засобами.

З огляду на вищесказане, а також необхідність експліцитної специфікації процесів функціонування онтології, введемо в розгляд поняття онтологічної системи.

Під формальною моделлю онтологічної системи розуміють триплет вигляду:

= < O, {O}, Ξ>,

де O – онтологія верхнього рівня (метаонтологія); {О} – множина предметних онтологій і онтологій задач предметної області; Ξ – модель машини виведення, асоційованої з онтологічною системою .

Використання системи онтологій і спеціальної машини виведення дає змогу розв’язувати в такій моделі різні задачі. Збагачуючи систему моделей {О}, можна враховувати побажання користувача, а змінюючи модель машини виведення, вводити спеціалізовані критерії релевантності, що одержують у про­цесі пошуку інформації, і формувати спеціальні репозиторії нагромад­жених даних, а також поповнювати, за необхідності, використовувані онтології.

У моделі є три онтологічні компоненти: метаонтологія; предметна онтологія; онтологія задач.

Як йшлося вище, метаонтологія оперує загальними концептами і відношеннями, які не залежать від конкретної предметної області. Концептами метарівня є загальні поняття, такі як “об’єкт”, “властивість”, “значення” тощо. Тоді на рівні метаонтології отримуємо інтенсіональний опис влас­тивостей предметної онтології й онтології задач. Онтологія метарівня є статичною, що дає можливість забез­печити тут ефективне виведення.

Предметна онтологія O містить поняття, що описують конкретну предметну область, відношення, семантично зна­чущі для заданої предметної області, і множину інтерпретацій цих понять і відношень (декларативних і процедурних). По­няття предметної області специфічні в кожній прикладній он­тології, але відношення – універсальні. Тому як базис зазвичай виділяють такі відношення моделі предметної онто­логії, як part_of, kind_of, contained_in, member_of, see_also і деякі інші.

Відношення part_of, визначене на множині концептів, є відно­шенням належності і показує, що концепт може бути частиною інших концептів. Воно є відношенням виду “частина–ціле” і за властивос­тями близьке до відношення IS-A і може бути задане відповідними аксіомами. Аналогічно можна ввести й інші відношення виду “частина–ціле”.

Відношення see_also має іншу семантику й інші властивості. Тому доцільно вводити його не декларативно, а процедурно, подібно до того, як це роблять, визначаючи нові типи в мовах програму­вання, де підтримують абстрактні типи даних:

X see_also Y:

see_also member_of Relation {

if ((X is_a Notion) & (Y is_a Notion) & (X see_also Y)) if (Operation connected_with X) Operation connected_with Y}.

Зазначимо, що і відношення see_also “не цілком” транзи­тивне. Так, якщо припустити, що (X1 see_also Х2) & (Х2 see_also X3), то мож­на вважати, що (X1 see_also Х3). Проте у міру збільшення довжи­ни ланцюжка об’єктів, зв’язаних ци­ми відношеннями, справедливість транзитивного перенесення властивості connected_with зменшується. Тому у разі відно­шення see_also ми маємо справу не з відношенням часткового порядку (як, наприклад, у разі відношення IS-A), а з відно­шен­ням толерантності. Однак для простоти це обмеження може бути перенесене з визначення відношення у функцію його інтерпретації.

Рис. 6.4. Взаємозв’язок між онтологіями онтологічної системи

Аналіз різних предметних областей показує, що введений вище набір відношень є достатнім для початкового опису відповідних онто­логій. Зрозуміло, що цей базис є відкритим і може поповнюватися залежно від предметної області і цілей, що стоять перед прикладною системою, в якій така онтологія використовується.

Онтологія задач як поняття містить типи розв’язуваних задач, а відношення цієї онтології, як правило, специфікують декомпозицію задач на підзадачі. Разом з тим, якщо приклад­ною системою розв’язу­ється єдиний тип задач (наприклад, за­дачі пошуку релевантного запиту інформації), то онтологія задач може в такому разі описуватися слов­ни­ковою моделлю, розглянутою вище. Отже, модель онтологічної сис­теми дає змогу описувати необхідні для її функціонування он­тології різних рівнів. Взаємозв’язок між онтологіями показаний на рис. 6.4.

Машина виведення онтологічної системи загалом може спи­ратися на мережеве відображення онтології всіх рівнів. А її функціо­нування буде пов’язане:

• з активацією понять чи відношень, що фіксують задачу, яка роз­в’язується (опис первинної ситуації);

• визначенням цільового стану (ситуації);

• виведенням на мережі; полягає у тому, що від вузлів пер­винної ситуації розповсюджуються хвилі активації, що вико­ристовують властивості відношень, пов’язаних з ними. Кри­терієм зупинки процесу є досягнення цільової ситуації або перевищення тривалості виконання (time-out).