МПЗиО_6_17_Онтологии (1185825)
Текст из файла
ПРЕДСТАВЛЕНИЕЗНАНИЙ:ОНТОЛОГИИСОДЕРЖАНИЕ1. Понятие онтологии Компоненты онтологии2. Классификация онтологий3. Примеры онтологий Однородные легкие онтологии Онтологии высокого уровня4. Онтология CYC Особенности базы знаний и вывода5. Применение и разработка онтологий6.
Заключение и Домашнее задание2РАЗВИТИЕ ПЗ И ОНТОЛОГИИТермин онтология: появление в ИИ – 90-е гг.распространение: с начала 2000-х гг.К этому времени: развитые модели для представленияпонятийных, декларативных знаний(логическая, сетевая и фреймовая модели)Возможность представлять обширные фрагментызнания разнообразного видаПотребность обрабатывать большие объемы данныхв сети Интернет: концепция Semantic Web«Онтологии – ведущая парадигма структурированияинформационного контента»Близкие термины: концептуальная модель ПО,тезаурус3ПОНЯТИЕ ОНТОЛОГИИТермин онтология возник на стыке наук:Философия: учение о бытии – онтологияКогнитивная психология:лексикография , лексическая семантикасловарная категоризация, категоризация в лексиконеТеория информационного поиска:модели человеческих знанийкатегоризация с т. зрения обработки информации человекомЛингвистика:(учение о познании – гносеология)категоризация логических видов/типов бытующих сущностейкатегоризация тем документов: классификация/рубрикация;информационно-поисковый тезаурус (семантический словарь)Искусственный интеллект:категоризация для представления и обработки знаний,логического вывода на их основе4ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОНТОЛОГИИРазные определения по степени точности: Неформально: Онтология – описание взгляда намир применительно к конкретной области интересов Онтология – инвентарь сущностей ПО, их описанийи описаний их связей Онтология – описание ПО, охватывающее: понятия (концепты) и их определения связи понятий (возможна иерархическая организация) правила их использования, ограничивающие ихзначения в рамках данной ПО«Онтология – формальная спецификациясогласованной концептуализации» (Т.
Грубер)(согласованной с сообществом: shared)5ОНТОЛОГИЯ: ВАЖНЫЕ АСПЕКТЫКонцептуализация (категоризация): выделениепонятий/сущностей ПОАбстракция: определенная точка зрения на мирСтруктуризация (систематизация) – выделениесвязей между понятиями/сущностямиФормализация: точность, однозначностьИнтерпретируемость компьютером(машиночитаемость)Разделяемость, согласованность (shared): отражаетне частное мнение, а определ. степень консенсуса ознаниях ПО для некоторой группы людейНезависимость от использования: для повторнойиспользуемости (в ряде задач)6КОМПОНЕНТЫ ОНТОЛОГИИВ общем случае онтология состоит изиерархии понятий, связей между ними изаконов, которые действуют в рамках этой моделиO = {C, R, A}O – онтологияС – совокупность понятий/концептов ПОи их внутренняя структураR – совокупность отношений/связей концептовA – набор аксиом (законов и правил), описывающихсвойства концептов, ограничения на их связиПо глубине проработки все онтологии делятся на Heavy-weighted: «весомые, тяжелые» онтологии,содержащие аксиомы Light-weighted: «легкие, легковесные» онтологиибез аксиом7КВАЗИОНТОЛОГИИОколо 80% разработанных онтологий относятсяк «легким» (без аксиом)Ресурсы онтологического характера (квазионтологии): Словник, Список терминов, Глоссарий (A = Ø, R = Ø ) Каталог, Оглавление, Иерархия (систематизация понятий) Традиционная таксономия (например, биология)– дизъюнктивные подклассы– транзитивность отношения Род-Вид (IS-A) Формальная таксономия– экземпляр класса-потомка является экземпляромкласса-предка Тезаурус (словарь понятий с семантическими связями:Выше-Ниже, Асоциация и др.)Реляционная таблица ?Структура гипертекста ?8СПЕКТР ТИПОВ ОНТОЛОГИЙ(Obrst, 2006)strong semanticsModal LogicFirst Order LogicLogical TheoryIs Disjoint Subclass ofwith transitivitypropertyDescription LogicDAML+OIL, OWLUMLConceptual ModelRDF/SXTMExtended ERThesaurusERRelationalModel, XMLweak semanticsSemantic InteroperabilityHas Narrower Meaning ThanDB Schemas, XML SchemaTaxonomyIs Subclass ofStructural InteroperabilityIs Sub-Classification ofSyntactic InteroperabilityКЛАССИФИКАЦИЯ ОНТОЛОГИЙОснования – разные характеристики онтологий: Наличие/отсутствие аксиом: весомые/легкие Содержимое, степень охвата областейОнтологии верхнего уровня (Upper Model), или General– знания Commonsence: например, онтология CYC– общие знания для нескольких ПООнтологии предметных областей (Domain-oriented):например, АвиаОнтология (авиация)Онтологии прикладных задач: TOVE (Toronto VirtualEnterprise Project) – представление модели корпорацииСтепень формализации, язык описанияНеформальныеФормализованныеФормальные: на спец.
языках (часто: языки логики)10КЛАССИФИКАЦИЯ: ПРОДОЛЖЕНИЕВладелец/пользователь онтологииОбщая методология построенияИндивидуальнаяГрупповая (сообщество, компания)ВсеобщаяОт слов к понятиям – лингвистическая онтологияОт понятий – понятийная онтологияТип отношений между понятиями Неоднородные Однородные– Таксономии: иерархия по связи IS-A– Партономии: иерархия по связи PART-OF– Генеалогии: отношение «Предок-Потомок»– Атрибутивные онтологии– Причинно-следственные11Partonomy (“Has-part”) ontology12Attributive ontologyTreeBuildingfeaturesGeobotanicalfeaturesPhysicalfeaturesAppearanceHeightDensityHumidityproofnessLeaffeaturesColourForm13Derivative ontology(Genealogy)808680888018680286803868048680586 intel Pentium IPentium MXPentium II68000 motorolaPentium XEON6801068030Pentium III14GenealogyMichelangeloRafaelPerujinoSignorelliFra AngelicoBoticelliTitianVeroccioMantegnaJac.BelliniGiorgioneP.VenetianoCarpaccioDonatelloMasaccioGirlandaioTintorettoVeroneseJiov.BelliniGiottoLeonardoPinturiccioCimabueCimabueXIIIGiottoP.
VenetianoMasaccioJac.BelliniXIVDonatelloFra AngelicoMantegnaVeroccioCarpaccioXVGirlandaioLorenzoSignorelliBoticelliGiov.BelliniPinturiccioPerujinoLeonardoTitianGiorgioneMichelangeloRafaelPERUGIATintorettoFLORENCEVeroneseVENICEXVIДРУГИЕ ПРИМЕРЫ ОНТОЛОГИЙWordNet – тезаурус, лексический ресурс дляанглийского языка (Принстонский унив-т) общая (верхнего уровня), легкая онтология лингвистическая, неоднородная формализованнаяПрикладные лингвистические онтологии:рубрикаторы, тезаурусы нет внутренней структуры понятий непосредственная связь с терминами языкаСУС (Encyclopedia) – представление общечеловеч.знаний и знаний здравого смысла (пример:наполненный стакан стоит держать донышком вниз) онтология верхнего уровня, весомая понятийная, неоднородная формальная (язык CYCL )17ОНТОЛОГИИ ВЕРХНЕГО УРОВНЯ Построены путем логического анализа, сверху-вниз Много общего в абстрактных концептах и базовых связях(Сущность, Связь, Явление, Процесс, Объект и т.п.)CYC – самая масштабная и детализированная онтологияSowa’s ontology – основана не на фиксированной иерархииклассов (базовых онтологических категорий), а наборе ихразличий: независимый/относительный/опосредованный ,физический/абстрактный, континуальный/происходящийНапр., Процесс: физический, происходящий, независимыйDOLCE (Descriptive Ontology for Linguistic and CognitiveEngineering) – применение в SemanticWebдля согласования между интеллектуальными агентами,использующими разную терминологиюSUMO (Standartized Upper Merged Ontology)18ОНТОЛОГИЯ SUMOКаноническая онтология верхнего уровня,итог объединения идей других онтологий в.
уровняСодержит наиболее общие и абстрактные концептыИмеет ясную, легко расширяемую иерархиюфундаментальных понятий (~ 1 тыс. понятий)Включает набор аксиом (~ 4 тыс.), определяющих понятияна логическом языке SUO-KIFПример аксиом о различии двух концептов:А1.(=>(and(subclass-of ?OBJECTTYPE НепрерывныйОбъект)(instance-of ?OBJECT ?OBJECTTYPE)(part-of ?PART ?OBJECT))(instance-of ?PART ?OBJECTTYPE))А2.
(equal ДискретныйОбъект (ComplementFnНепрерывныйОбъект))19SUMO: ПОНЯТИЯ ВЕРХНЕГО УРОВНЯ20ОНТОЛОГИЯ CYCПроект создания системы формализованныхзнаний для проведения логических рассужденийи решения задач в широком круге ПО: EncyclopediaРазработка ведется с 1986 гг., Д. Ленат (Стенфорд)В 1989 гг. создан прототип –≈ 50 тыс. понятий, более сотни тысяч аксиом (1% знаний):За 1984-94 гг.
– более 10 млн.$ в рамках концорциума MCCВ 1994 г. создана CYCorp, и к 2000 г. в БЗ –≈ 300 тыс. понятий, ≈ 2,2 млн. утвержденийС 2002 – несколько версий:– OpenCyc , открытый доступ: усеченная БЗ,минимальный набор инструментов: www.opencyc.org– ResearchCyc , для исследований (по подписке)Онтологией является верхний уровень БЗ21КОМПОНЕНТЫ СИСТЕМЫ CYCОсновные компоненты: База знаний – утверждения и факты (аксиомы);смысл любого понятия задается утверждениями CycL – язык записи формализованных знаний,в основном выразительно эквивалентен языкупредикатов первого порядкаCycML – трансляция CycL в синтаксис XMLИнтерпретатор (Inference Еngine) – доказательствоновых утверждений на основе БЗ (логическийвывод), ответы на запросы пользователейИнтерфейс пользователя – для просмотра имодификации БЗ, запросов к БЗИнтерфейсы прикладных программ (API) дляязыков SubL (диалект Common Lisp) и Java22БАЗА ЗНАНИЙ CYC: ПОНЯТИЯ Каждое понятие представлено константой, которойсоответствует отдельная структура данных:сама константа + набор утвержденийОсобенности именования понятий: Константы не должны быть словами во множественном числе,например: следует писать #$Dog , а не #$Dogs Константа должна состоять из нескольких осмысленных слов,например: #$SportCar Похожие по смыслу понятия следует именовать лексическиблизко : например, #$Horse-Domesticated и #$Horse-Wildа не #$DomesticatedHorse и #$WildHorseСледует избегать неоднозначных имен и стараться уточнятьсмысл понятия, например, писать #$Bow-BoatPart (нос корабля)вместо #$Bow , и #$BowTheWeapon – лук (оружие)Важно: имя константы имеет смысл только для человека,поэтому не стоит слишком полагаться на имена, следуетучитывать утверждения об этих константах23CYCL: ЯЗЫК ПЗЛисповский синтаксис языкаНа начальных этапах был фреймовым языкомВ настоящий момент CYCL близок по семантике к языкампредикатов первого и второго порядков(предикаты рассматриваются как понятия-константы)Элементы: термы, предикаты, логические связки, кванторыУчитывается тип аргументов предиката (тип коллекции)Пример запроса:Пример утверждения:(#$implies (#$owns #$Fred ?Х)(#$objectFoundInLocation ?X #$FredsHouse))Все, чем владеет Фред, находится в доме Фреда(#$isa ?Х #$Person) –Кто является человеком?24CYCL: КВАНТОРЫЯзык включает квантор общности #$forAllи несколько кванторов существования:#$thereExists, #$thereExistsAtLeast,#$thereExistsAtMost, #$thereExistsExactlyПример 1(#$forAll ?X(#$implies(#$owns #$Fred ?X)(#$objectFoundInLocation ?X #$FredsHouse)))Пример 2(#$implies(#$isa ?A #$Animal)(#$thereExists ?M(#$mother ?A ?M)))Часто громоздкие, неестественные имена констант25CYC: ОСОБЕННОСТИ БЗСтруктура БЗ – Микротеории, например:HumanActivitiesMt , WorldMythologyMtМикротеории выстроены в иерархию общий/частный: Утверждение, верное в общей – верно и в частной У любой микротеории может быть несколько общихДля любого утверждения БЗ сохраняется: Внутреннее представление (КНФ) Список его микротеорий (возможно несколько) Степень истинности утверждения monotonic true – верно в любой микротеории default true – м.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.