Date post: | 05-Apr-2015 |
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Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)
Modellierungvon Ontologien
Jakob Voß
Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)
Inhalt
1. Einführung
2. Arten von Ontologien
3. Gemeinsame Bestandteile
4. Arbeitschritte und Probleme
5. Sprachen und Werkzeuge
6. Zusammenfassung
Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)
Ontologien allgemein
Formale Beschreibung
eines Begriffssystems.
Unterschiede: Technik, Einsatz, Komplexität…
Verwandt: Software- und Datenbankentwurf
Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)
Gemeinsamkeiten
Ontologien können je nach Einsatzzweck sehr unterschiedliche Strukturen haben. Dennoch lassen sich gemeinsame Konzepte ausmachen.
Vorgehensweisen bei der Modellierung: - Nach gemeinsamen Anwendungen - Nach gemeinsamen Bestandteilen
Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)
Ziele einer Ontologie
- Verwaltung von Wissen- Klärung von Vorstellungen, um gemeinsam in einer Fachdomäne kommunizieren zu können
- Informationsresourcen gemeinsam nutzen
Welche Systeme gibt es dazu bereits?
Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)
Beispiele und Vorlagen
Arbeitsanweisungen, Unternehmensstruktur,Glossare, Fachwörterbücher, NormenKlassifikationen,ThesauriTerminologische DatenbankenDatenbankstrukturenExpertensystemMind MapsSematische Netze…
Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)
2. Arten von Ontologien
Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)
Dokumentation
Dokumentation ist die Sammlung, Ordnungund Verbreitung von Informationen jeglicher Art.
Inhalte: Daten und Metadaten
Techniken: Index, Klassifikation, Thesaurus…
Beispiele: Kataloge, Fachdatenbanken, Google
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Datenbanken
Strukturierte Menge von Daten und Systemezu ihrer automatischen Verarbeitung.
Inhalte: Fakten, Relationen, Strukturen
Mittel: Datenbankschemata, logische Regeln
Einfache Tabellen bis hin zu Wissensbankenmit Interferenzmaschinen (Expertensysteme)
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Nachschlagewerke
Meist themenbezogene Fachliteratur
Form: Sprachliche Definitionen und Verweise
Beispiele: Lexikon, Wörterbuch, Enzyklopädie
Auch: Formulierte Vereinbarungen jeglicher Art
Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)
Nicht-explizites Wissen
Concept Maps / Mind Maps / …: Assoziative Erschließung von Sachgebieten (Brainstorming)
Einprägsam und einfache Syntax (keine ;-)
Ontologie
DatenbankDokumentation
Nachschlagewerk
Volltexte
DatenMetadaten
Format
XML
RDF
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3. Gemeinsame Bestandteile
Begriffe
Relationen
Regeln
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Terminologische KontrolleKlärung der relevanten Objekte durchSammlung und Gruppierung von Begriffen
Trennung von Begriff und Benennung
Probleme: Homonyme, Synonyme, Polyseme
Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)
Relationen
Ermittlung der wesentlichen Relationen zur Strukturierung der Begriffe untereinander.
Relationen sind selbst Begriffe, so dass Aussagen über Aussagen möglich sind:
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Relationsarten
• Hierarchische Relationen• Generische Relation
• Instanzrelation (Klasse/Instanz, Art/Gattung, …)• Vererbungsrelation (Oberklasse, Unterklasse)
• Partitive Relation
• Eigenschaftsrelation• Ordnungsrelation• Koordinative Beziehungen
• Synonymien, Antynomie• Assoziationsbeziehungen
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Regeln
Logische Aussagen über Begriffe und Relationen
- Randbedingungen für Relationen (Transitivität, Symmetrie…)
- Komplexere Konsistenz- und Schlussfolgerungsregeln
Beispiela-hat-x & y-p-x & p-subclass-partof => a-hat-y
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Sammlung von Begriffen
- Bestehende Strukturen und Dokumente
- Computerlinguistische Verfahren
- Expertenbefragung
Aufteilung in Begriffe, Relationen, Regeln
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Wiederverwertung
Gibt es schon bestehendes?
- Arbeitsersparnis
- Datenaustausch
- Standardisierung
Auch in Teilen sinnvoll (Dublin Core)
Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)
Das Diamond Problem
Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)
5. Sprachen und Werkzeuge
- Sprachen: Ausdrucksstärke, Komplexität
- Werkzeuge: Bedienug, Beschränkungen
Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)
Repräsentationsformalismen
Verschiedene Logiksprachen und Konzepte zur Wissensrepräsentation:
KL-ONE, Loom, F-Logic, CyCL,Ontolingua, KIF, CGIF, O-Telos…
OWL (aus DAML+OIL, basiert auf RDFS)
Sind Regeln überhaupt immer formal?
Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)
Software
ProtégéOntoEditOilEdit
…Thesaurus Software1
MindMap Software2
Terminologie Software3
1www.willpower.demon.co.uk/thessoft.htm2www.mindmap.ch/software.htm
3www.iim.fh-koeln.de/dtp/
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6. Fazit und Bewertung
- Modellierung von Ontologien ist interdisziplinär
- Viele Verfahren sind aus anderen Bereichen bekannt (Dokumentation, Software- und DB-Entwicklung, Kognitionswissenschaft, KI…)
- Teilweise fehlen noch einheitliche Standards (Regeln), diese jedoch nicht das Hauptproblem
- Ontologien sind eigentlich nie fertig
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Quellen zur Demonstration
RVKhttp://www.bibliothek.uni-regensburg.de/rvko_neu/
TerminosaurusRexhttp://bigmac.phil.uni-sb.de/trex/
Wordnethttp://www.cogsci.princeton.edu/~wn/
Protégéhttp://protege.stanford.edu/