Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus
description
Transcript of Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus
![Page 1: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/1.jpg)
22/04/231
Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus
Koolitused ja infopäevad toimuvad Euroopa Liidu struktuurifondide programmi „Infoühiskonna teadlikkuse tõstmine“ raames, mida rahastab Euroopa Regionaalarengu Fond.Koolituste ja infopäevade tellija on Riigi Infosüsteemide Arenduskeskus ja koolitused viib läbi BCS Koolitus AS
Hele-Mai HaavKüberneetika Instituut26. august 2010 a
![Page 2: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/2.jpg)
22/04/232
Koolituste ajakava
I päev 26.08.2010 II päev ? III päev ? Koolituspäev kestab: 9.00 – 16.45
![Page 3: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/3.jpg)
22/04/233
Päevakava (26.08.2010)09.00 – 9.15 Kogunemine ja registreerumine
09.15 – 10.45 Ontoloogia spetsifikatsioon ja arendus, Hele-Mai Haav
10.45 – 12.15 Praktilisi metoodilisi näpunäiteid ontoloogia loomiseks, Hele-Mai Haav
12.15 – 13.15 Lõuna
13.15 – 14.45 Praktikum: iga osavõtja teeb oma IS ontoloogia põhiosa spetsifikatsiooni. Juhendab Hele-Mai Haav
14.45 – 15.00 Energiapaus
15.00 – 16.45 Praktikum jätkub. Juhendab Hele-Mai Haav
![Page 4: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/4.jpg)
22/04/234
Koolituse eesmärgid
Koolituste üldiseks eesmärgiks on luua teie infosüsteemi või vastava valdkonna ontoloogia spetsifikatsioon ja ontoloogia kirjeldus OWL keeles. Loodud kirjeldused publitseeritakse RIHA määruse alusel RIHA keskkonnas.
Tänase koolituse eesmärgid
Õppida aru saama ontoloogia mõistest ja komponentidest Olema võimelised spetsifitseerima mingi valdkonna ontoloogia Olema võimelised looma valdkonna mudelit ontoloogia
kontseptualisatsioonina Olema võimelised hindama ontoloogia kontseptualisatsiooni
leidmaks taksonoomilisi jm vigu Looma lihtsa ontoloogia kirjelduse OWL-s kasutades
ontoloogiaredaktorit Protege Looma teie poolt hallatava infosüsteemi ontoloogia spetsifikatsiooni
ja kontseptualisatsiooni
![Page 5: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/5.jpg)
22/04/235
Sisu
Ontoloogia kui valdkonna kontseptualisatsiooni spetsifikatsioon (so ontoloogia mõiste)
Ontoloogia spetsifikatsioon (ja seda esitava dokumendi sisu)Eesmärk, kasutus-stsenaariumid, kasutajad, formaalsuse tase, skoop, detailsus jms.
Ontoloogia kontseptualisatsioonKontseptualiseerimise etapid ja tulemidterminite sõnastik,mõistete taksonoomiaseoste diagramm, mõistete sõnastikseoste, atribuutide, konstantide määratlusedaksioomide ja reeglite määratlusedindiviidide määratlused
Ontoloogia kontseptualisatsiooni hindamineOntoloogia kontseptualisatsiooni kirjeldus OWL keeles
![Page 6: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/6.jpg)
22/04/236
Mõnede ontoloogiatega seotud mõistete tähendused: semantika Semantika on teadus tähendusest (tavaliselt keele sõnade ja
fraaside tähendusest) Arvutiteaduses vaadeldakse semantikat kui matemaatilise
loogika rakendust, mis väljendab programmide tähendust
Semantilise veebi visioonis tähendab semantika veebis leiduva informatsiooni ja teenuste tähendust, mille defineerimisel on inimestel ja masinatel võimalik aru saada veebi sisust. Veebi laiendamine semantiliste metaandmete abil tähendab
liikumist semantilise veebi poole Semantilised metaandmed võivad olla esitatud
ontoloogiatena Veebi sisu rikastatakse metaandmetega so ontoloogiatega
![Page 7: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/7.jpg)
22/04/237
Semantika ja Eesti riik
Riigi IT koosvõime raamistik, [http://www.riso.ee/et/koosvoime/raamistik]
Riigi IT koosvõime raamistik defineerib semantilise koosvõime järgmiselt:
“Semantiline koosvõime on erinevate organisatsioonide võime mõista vahetatud informatsiooni (andmete) tähendust ühte moodi “
Andmekogude teenustel baseeruv semantiline koosvõime on eelduseks (või esimeseks etapiks) raamistikus käsitletud üldisemale semantilisele koosvõimele.
![Page 8: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/8.jpg)
22/04/238
Semantika ja RIHA
Vastavalt RIHA määrusele on RIHA andmekogude alamregistrisse kantavate andmekogus töödeldavate andmete koosseisus nõutud lisaks muule ka andmeobjekti semantilist kirjeldust viitena valdkonna terminile (so valdkonna ontoloogia vastavale mõistele, seosele või atribuudile).
Lisaks sellele tuleb RIHA teenuste alamregistrisse kantavate teenuste andmete koosseisus esitada muu hulgas ka teenuse sisendite ja väljundite semantiline kirjeldus.
![Page 9: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/9.jpg)
22/04/239
Mõnede ontoloogiatega seotud mõistete tähendused: taksonoomia
Taksonoomia on teadus objektide klassifitseerimisest ja süstematiseerimisest.
Mingi objektide hulga taksonoomia (taksonoomiline skeem) on klassifikatsioon, mis moodustab hierarhilise struktuuri (või üldjuhul osaliselt järjestatud hulga).
Matemaatiliselt on hierarhiline taksonoomia mingi objektide hulga klassifikatsioonide puukujuline struktuur. Struktuuri tipus on ainult üks klassifikatsioon, mis rakendub kõigile objektidele (juurtipp). Selle juurtipu all olevad tipud moodustavad spetsiifilisemaid klassifikatsioone, mis rakenduvad klassifitseeritava objektide hulga alamhulkadele.
Näiteks, klassifikatsioonid Eesti_kodanik ja Välismaalane on klassifikatsiooni Isik alamklassifikatsioonid. Isik on juurtipp.
See tähendab, et iga Isik pole Eesti_kodanik, kuid iga Eesti_kodanik on Isik.
Isik
Eesti_kodanik Välismaalane
![Page 10: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/10.jpg)
22/04/2310
Ontoloogia mõiste definitsioonOntoloogia mõiste definitsiooni arvutiteaduses
esitas Tom Gruber (Stanfordi Ulikool) 1992 a. järgmiselt:
„Ontoloogia on kontseptualisatsiooni ilmutatud ja formaalne spetsifikatsioon“
“An explicit specification of a conceptualisation” [Gruber 93] Gruber T. R., A translation approach to
portable ontologies. Knowledge Acquisition, 5(2):199-220, 1993
![Page 11: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/11.jpg)
22/04/2311
Ontoloogia mõiste definitsioon „Ontoloogia on kontseptualisatsiooni ilmutatud ja formaalne spetsifikatsioon“
Kontseptualisatsioonid on inimeste maailma mõistmise ja esitamise (struktureerimise) viisid.
Näide: RIS valdkonna raames on meil tihti tegemist selliste mõistetega nagu isik, aadress, pass jms.
Kontseptualisatsioonid on sõltumatud kasutatavast keelest ja mingi spetsiifilise situatsiooni tegelikust toimumisest.
Näide:sõnad Õun ja Apple jagavad sama kontseptualisatsiooni, mis ei
sõltu sellest, kas me sööme neid või keedame neist moosi
![Page 12: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/12.jpg)
22/04/2312
Ontoloogia mõiste definitsioon „Ontoloogia on kontseptualisatsiooni ilmutatud ja formaalne spetsifikatsioon“
Spetsifikatsioon sisaldab valdkonna mõistete unikaalseid nimesid (sõnastik) ja nende nimede tähenduse kirjeldust.
Nimede tähenduse kirjeldused sisaldavad nii mõistete kui mõistete vaheliste seoste kirjeldusi.
Need kirjeldused on formaalsed so masinloetavad.
![Page 13: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/13.jpg)
22/04/2313
Seega ...
Ontoloogia defineerib (formaalselt) mingi rakendusvaldkonna kirjeldamiseks ja esitamiseks kasutatavad terminid ja nendevahelised seosed.
(definitsioon OWL dokumentatsioonist)
Formaalsed masinloetavad definitsioonid võimaldavad automaatset arutlust valdkonna teadmiste üle.
![Page 14: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/14.jpg)
22/04/2314
Milleks ontoloogia? Ontoloogiate kasutamine aitab muuta
tarkvara efektiivsemaks, adaptiivsemaks ja intelligentsemaks, sest see võimaldab: Jagada üldist arusaama informatsiooni
struktuurist ja tähendusest nii inimeste kui tarkvara vahel ning inimeste ja tarkvara vahel
Eraldada valdkonna teadmisi operatsioonilistest teadmistest
Ilmutatult esitada valdkonna eeldusi (nõudeid)
Taaskasutada valdkonna teadmisi Analüüsida valdkonna teadmisi
![Page 15: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/15.jpg)
22/04/2315
Milleks ontoloogia?Näide
Süsteemide integratsioon (või andmete jagamine)
KMAE-tervis
IsikKindlustatud_Isik
Isik
Kindlustatud_Isik
1. Jagatud üldine standardne ontoloogia
vastavustabelid
![Page 16: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/16.jpg)
22/04/2316
Milleks ontoloogia?Näide
Süsteemide integratsioon (või andmete jagamine)
KMAE-tervis
KodanikPatsient
Isik
Kindlustatud_Isik
2. Viiteontoloogia kasutamine (igal valdkonnal/rakendusel on oma ontoloogia, millest viitab viiteontoloogiale)
vastavustabelid
![Page 17: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/17.jpg)
22/04/2317
Milleks ontoloogia?RIHA näide
Veebiteenuste ja andmeobjektide kirjelduste semantiline rikastamine
See võimaldab Tagada IS semantilise koosvõime Vältida liiasust IS loomisel Paremini planeerida uusi IS Paremini planeerida uute veebiteenuste
loomist Analüüsida olemasolevate IS koosvõimet
![Page 18: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/18.jpg)
22/04/2318
Ontoloogiate loomise strateegia riigis
Baasontoloogiate valik Äriregister Füüsilise isiku andmed Aadressandmed Ruumiandmed
Need katavad umbes 80% praeguste veebiteenuste sisend/väljund parameetritest
Baasontoloogiate loomisel kasutatud metoodika soovitamine teiste ontoloogiate loomiseks (semantika metoodika ja juhendi täiustamine)
![Page 19: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/19.jpg)
22/04/2319
Ontoloogilised pühendumused...
on kokkulepped jagatud sõnastiku tihedalt seotud ja kooskõlaliseks kasutamiseks.
Näide: Eesti riigi infosüsteemide semantilise koosvõime saavutamise initsiatiiv
![Page 20: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/20.jpg)
22/04/2320
Ontoloogia komponendid
Indiviidid (klassi eksemplarid) Hele-Mai, Peep, Martin
Mõisted (klassid) on mingis mõttes sarnaste indiviidide hulgad Kodanik
Omadused (properties) Lihtsad omadused, so atribuudid ehk andmetüübiomadused
(on spetsiifilised mingile indiviidile ja esitavad lihtväärtusi) • Näiteks, Nimi, Perekonnanimi, Isikukood, • H-M <nimi> “Hele-Mai”
Keerulised omadused, so seosed, mis viitavad teistele indiviididele. (Seosed indiviidide vahel spetsifitseerivad kuidas indiviidid on omavahel seotud.)
• Näiteks, H-M <viib_läbi> Koolitus
![Page 21: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/21.jpg)
22/04/2321
Seoste liigid
Kõige tähtsam seos on <is-a> ehk alamklass/ülemklass seos, mis määrab indiviidide klassifitseerimise klassidesse. <is-a> seos loob kas hierarhilise taksonoomia või
üldjuhul osaliselt järjestatud hulga, mis selgelt esitab indiviidide seose teiste indiviididega.
St. Iga alamklassi indiviid on alati ka ülemklassi indiviid!!! ja pärib ülemkassi indiviidi omadused
• Näiteks, Kodanik <is-a> Inimene st iga kodanik on inimene
• Inimesel on atribuut Nimi, st et Kodanikul on ka atribuut Nimi
Teine levinud seose tüüp on <osa> seos (part-of), mis esitab indiviididest liitindiviidide moodustumise.
• Näiteks, Käsi <is-part-of> Inimene
![Page 22: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/22.jpg)
22/04/2322
Seoste omadused
Kitsendused näiteks, domeeni ja ulatuse kitsendused
• Seosed seovad domeeni klassi kuuluvaid indiviide indiviididega ulatus klassist. Seega domeen on seose lähteklass ja ulatus tema sihtklass.
sümmeetria, transitiivsus, kardinaalsus, jms.
Kodanik Koolitus
viib_läbiH-M Moodul2
![Page 23: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/23.jpg)
22/04/2323
Seoste omadused
Kitsendusteks on ka loogikaavaldised, mille abil saab defineerida klasse, mille indiviidid peavad rahuldama antud loogilist tingimust. Näiteks, kui on tegemist semantilise veebi ontoloogiaga, mis on kirjeldatud OWL (Ontology Web Language) keeles, siis esitatakse kitsendus kirjeldusloogika avaldisena.
Kitsendusi saab näiteks kasutada klassifitseerimaks objekte mingitesse defineeritud klassidesse.
![Page 24: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/24.jpg)
22/04/2324
Indiviidid !!!
Ontoloogia ei pea tingimata sisaldama indiviide, kuid üldiselt üheks ontoloogia eesmärgiks on võimaldada indiviidide klassifitseerimist isegi siis kui need indiviidid ei ole ilmutatult ontoloogia osaks.
![Page 25: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/25.jpg)
22/04/2325
Ontoloogia näideIsikukoodEesnimiPerenimi
DokNRV-andm-aeg
omab
atribuudid
seosed
klassid
![Page 26: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/26.jpg)
22/04/2326
Ontoloogia mõiste Ontoloogia mõiste kokkuvõtteskokkuvõttes
Taksonoomia
SeosedKitsendusedReeglid
SeosedKitsendusedReeglid Ontoloogia+
Üldistusseosele lisaks saab defineerida muid seoseid, millest tähtsaim on kompositsioon “part-of”.
Sõnastik +üldistusseos “is-a”
![Page 27: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/27.jpg)
22/04/2327
Ontoloogia kooskõlalisus ja täielikkus Ontoloogia on kooskõlaline siis ja
ainult siis kui ta ei võimalda tuletada paikapidamatuid (kehtetuid) järeldusi
Ontoloogia on täielik siis ja ainult siis kui ta võimaldab tuletada kõik võimalikud kehtivad järeldused alustades ontoloogia sõnastikust ja rakendades lubatud tuletusreegleid
![Page 28: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/28.jpg)
22/04/2328
Ontoloogia arendus
on sama keeruline, raske ja aeganõudev kui tarkvara arendus
Kaasaegsed ontoloogiate loomise metodoloogiad on üles ehitatud sarnaselt tarkvara arendusprotsessidega
![Page 29: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/29.jpg)
22/04/2329
Arendusmetoodikad
Ühte standardset ontoloogiate loomise ja arenduse metoodikat pole olemas.
Kõige kuulsam ja süstemaatilisem onMETHONTOLOGY
![Page 30: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/30.jpg)
22/04/2330
Mõned viited metodoloogiatele Gruninger, M., & Fox, M. S. (1995). Methodology for the design and evaluation
of ontologies. IJCAI Workshop on Basic Ontological Issues in Knowledge Sharing. Montreal, Quebec, Canada.
Uschold, M., & Gruninger, M. (1996). Ontologies: principles, methods and applications. Knowledge Engineering Review, 11(2), 93-155.
Jones, D., Bench-Copon, T., & Visser, P. (1998). Methodologies for ontology development. In: J. Cuena (Ed.), Proceedings of ITi and KNOWS Conference of the 15th IFIP World Computer Congress, Budapest, August 1998, pp. 62-75. Retrieved November 20, 2004, from http://www.iet.com/Projects/RKF/SME/methodologies-for-ontology-development.pdf
Fernandez-Lopez, M. (1999). Overview of methodologies for building ontologies. In: Proceedings of the IJCAI-99 workshop on ontologies and problem-solving methods, Stockholm, Sweden. Retrieved November 20, 2004, from http://www.lsi.upc.es/~bejar/aia/aia-web/4-fernandez.pdf
Corcho, O., Fernandez-Lopez, M., & Gumez-Perez, A. (2003). Methodologies, tools and languages for building ontologies: where is their meeting point? Data & Knowledge Engineering, 46, 41-64.
Gómez-Pérez, A., Fernández-López, M., Corcho, O., Ontological Engineering with examples from the areas of Knowledge Management, e-Commerce and the Semantic Web. Springer, 2004,
![Page 31: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/31.jpg)
22/04/2331
Arendustegevused
SpetsifitseerimineOntoloogia eesmärgi ja skoobi esitamine loomulikus keeles ning dokumendi vormis. Lisaks esitatakse nimekiri põhilistest infoallikatest ja valdkonna olemitest.
KontseptualiseerimineValdkonna kontseptuaalse mudeli
loomine ontoloogiana Formaliseerimine
Sobiva formalismi valik ja ontoloogia esituse sellega vastavusse viimine
![Page 32: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/32.jpg)
22/04/2332
Arendustegevused
RealiseerimineOntoloogia kodeerimine kindlasse formaalsesse keelde (näiteks OWL DL)
HaldaminePõhiliste muutuste haldamine
Kasutamine ja taaskasutamine...on ontoloogiate loomise peamine lootus. Sel kujul formaliseeritud teadmised on paremini
taaskasutatavad.
![Page 33: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/33.jpg)
22/04/2333
Ontoloogia spetsifikatsioon
![Page 34: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/34.jpg)
22/04/2334
Ontoloogia spetsifikatsioon ... on dokument, mis sisaldab järgmist
infot:Eesmärk, kasutus-stsenaariumid,
kasutajad, formaalsuse tase, skoop, detailsus jms.
Põhilised infoallikad k.a. taaskasutatavad ontoloogiad
Põhilised olemid (olemite hulgad)
![Page 35: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/35.jpg)
22/04/2335
Skoop
Valdkonna ontoloogia ei peaks katma kogu valdkonna teadmisi Pole vaja mõisteid üldistada või
spetsialiseerida rohkem kui rakendus nõuab Pole vaja lülitada ontoloogiasse kõiki
indiviidide omadusi• Ainult kõige tähtsamad omadused• Ainult need omadused, mida rakendus nõuab
![Page 36: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/36.jpg)
22/04/2336
Ontoloogia spetsifikatsiooni näide Eesmärk-
ontoloogia eesmärgiks on esitada kodakondsusameti IS poolt hõivatud valdkonna ontoloogia riigi IS semantilise koosvõime saavutamiseks veebiteenuste kirjelduste semantilise rikastamise abil nimetatud ontoloogia mõistetega
Kasutusstsenaariumid ja kasutajad- Kasutajad on IS disainerid ja arendajad. Kasutusstsenaarium: IS arendaja soovib luua uut veebiteenust. Kasutades RIHA
funktsionaalsust esitab ta päringu, milles märgib uue veebiteenuse sisendile, väljundile või mõlematele vastavad mõisted. Vastuseks saab listi võimalike (komponent)veebiteenuste kirjeldustega.
Skoop Kodakondsusameti IS olemasolevate ja tulevaste veebiteenuste liideste sisend ja
väljundparameetritele vastavad mõisted ning vajadusel vastavatele andmebaasi väljadele vastavad mõisted
Formaalsuse tase- formaalne, OWL DL
Taaskasutatavad ontoloogiad ja teised infoallikad- riigi õigusaktid, IS loomise dokumendid, andmebaasiskeemid, olemasolevate WSDLs
kirjeldatud veebiteenuste kirjeldused, RIHAs publitseeritud ontoloogiad, e-riigi ontoloogiad teistest projektidest jms
![Page 37: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/37.jpg)
22/04/2337
Ontoloogia kontseptualiseerimine
![Page 38: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/38.jpg)
22/04/2338
Kontseptualiseerimine hõlmab...
valdkonna teadmiste hõivamist, selle organiseerimist ja struktureerimist.
Ontoloogia kontseptualisatsiooni esitamiseks kasutatakse viise, mis on sõltumatud ontoloogia formaliseerimise ja realiseerimise keeltest.
Seega on kontseptualisatsiooni esitus suhteliselt vaba, meie lähtume, kuid ei kopeeri METHONTOLOGY poolt pakutavat.
![Page 39: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/39.jpg)
22/04/2339
Kontseptualiseerimise etapid ja tulemid:
1. terminite sõnastik,2. mõistete taksonoomia3. seoste diagramm, 4. mõistete sõnastik5. seoste, atribuutide, ja konstantide
määratlused/kirjeldused6. aksioomide ja reeglite määratlused7. indiviidide määratlused/kirjeldused
![Page 40: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/40.jpg)
22/04/2340
1. Terminite sõnastikOntoloogiasse lülitavate terminite kindlaksmääramine, nende terminite loomulikus keeles esitatud kirjelduste, sünonüümide ja lühendite esitamine.
Nimi Sünonüüm Lühend Kirjeldus TüüpEesti Vabariigi kodanik
- Kodanik Kodakondsusega eestimaalane
mõiste
Nimi - - Kodaniku nimi Indiviidi atribuut
Eesti Vabariigi kodaniku aadress
(Kodanik, Aadress)
- - Aadress, millel Eesti vabariigi kodanik on registreerunud
Seos
Aadress - - Aadress on tekstiline ja/või numbriline üleskirjutis, mis iseloomustab mingi objekti asukohta
Mõiste
![Page 41: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/41.jpg)
22/04/2341
2. Mõistete arendamine taksonoomiatesse
Mõistete klassifitseerimine taksonoomiatesse ja taksonoomiliste vigade leidmine ning korrigeerimine
Mõned asjad, mida peaks silmas pidama!
Ei ole ühte korrektset taksonoomiat Iga alamklassi indiviid on tema ülemklassi indiviid Klasside taksonoomia on transitiivne
Kui B on A alamklass ja C on B alamklass,siis C on A alamklass
Klassil võib olla mitu ülemklassi. Erinevad süsteemid lahendavad sellest tekkinud konflikte erinevalt.
Klassid on lõikumatud kui neil ei saa olla ühiseid indiviide. Lõikumatutel klassidel ei saa olla ka ühiseid alamklasse
![Page 42: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/42.jpg)
22/04/2342
Formaalsete taksonoomiate modelleerimine
Alamklass: klassid A ja B on klassi C alamklassid
Lõikumatu dekompositsioon: klassi C alamklasside hulk, mis ei oma ühiseid indiviide ja ei kata C-d
Ammendav dekompositsioon: hulk klassi C alamklasse, mis katavad C ja mis võivad omada ühiseid indiviide ja alamklasse
Jaotus: klassi C alamklasside hulk, mis katab C ja ei oma ühiseid indiviide või alamklasse
AB
AB
![Page 43: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/43.jpg)
22/04/2343
Taksonoomia näide
![Page 44: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/44.jpg)
22/04/2344
Taksonoomia näide
![Page 45: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/45.jpg)
22/04/2345
Tsüklid klasside taksonoomias
Väldi sellist pilti!
Klassid A, B, ja C omavad ekvivalentset indiviidide hulka.Enamuse definitsioonide järgi loetakse mõisted A, B ja C sel juhul ekvivalentseteks.
![Page 46: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/46.jpg)
22/04/2346
Taksonoomiate loomise trikid Klasside taksonoomias esineva klassi kõik
sama taseme alamklassid peavad olema samal abstraktsiooni tasemel
Kui klassil on ainult üks alamklass, siis see viitab modelleerimise probleemile
Klassid esitavad valdkonna mõisteid, mitte nende mõistete nimesid
Klassi nimi võib muutuda, kuid klass ise esitab ikkagi sama mõistet
Sama mõiste sünonüümnimed ei ole erinevad klassid
![Page 47: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/47.jpg)
22/04/2347
Taksonoomiate loomise trikid Alammõistete optimaalne arv- 2-12 (ainult üks alammõiste viitab liiasusele) Kas uus mõiste või atribuut?
Kui olem esineb erinevates seostes, siis on parem teha temast mõiste. Kui olemi väärtus muutub tihti, siis on parem teha temast atribuut.
Kui olemi eksistents on alati sõltuvuses mingist teises olemist, siis tee temast atribuut.
Kas mõiste või indiviid? Kui olem esitab mingite asjade hulka, siis tee temast mõiste,
vastasel korral indiviid. Mõiste on alati turvalisem kujutusviis. Ontoloogiate dokumenteerimine-kasuta inimloetavaid kirjeldusi Ontoloogiate modulariseerimine-
suurte ja keeruliste ontoloogiate mooduliteks jagamine• Primitiivsed mõisted (ilma loogiliste aksioomideta) defineeritakse
sõltumatutes moodulites• Taksonoomia on puu kujul ja baseerub ühel eristaval mõistel• Mooduleid ühendatakse aksioomide abil defineeritud mõistete abil
![Page 48: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/48.jpg)
22/04/2348
Taksonoomia näide
![Page 49: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/49.jpg)
22/04/2349
3. Seoste diagramm
Kodanik Aadress
KodanikuAadress
onKodanikuAadress
domeen ulatusseos/pöördseos
![Page 50: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/50.jpg)
22/04/2350
4. Mõistete sõnastik
Mõiste nimi Indiviidi atribuudid
Seosed
Kodanik Nimi KodanikuAadress
Aadress ?
?...
isAadressOfKodanik
![Page 51: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/51.jpg)
22/04/2351
5. Seoste, atribuutide, ja konstantide kirjeldused
Mõistete vaheliste seoste detailsete omaduste määramine ja seoste detailne kirjeldamine.
Seose nimi Domeen Kardinaalsus Ulatus Matem. omadused
Pöördseos
KodanikuAadress Kodanik N:1 Aadress - IsAadressOfKodanik
![Page 52: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/52.jpg)
22/04/2352
5. Indiviidide atribuutide ja konstantide kirjeldused
Atribuudi nimi
Mõiste nimi
Väärtuse tüüp
Mõõtühik Täpsus Väärtuste vahemik
Nimi Kodanik String - - -
Konstantide kirjeldamine
Konstandi nimi, väärtuse tüüp, väärtus, mõõtühik
![Page 53: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/53.jpg)
22/04/2353
6. Formaalsete aksioomide ja reeglite defineerimine
Formaalsete aksioomide määramine. Need on loogikaavaldised, mis on antud ontoloogia piires alati tõesed ja mida ontoloogias kasutatakse kitsenduste esitamisel. Valdkonna ekspert esitab aksioomid tavakeeles. Ontoloog esitab need formaalses keeles.
Reeglite määramine. Reegleid kasutatakse ontoloogias teadmiste järeldamiseks, näiteks mingite atribuutide väärtuste või seoste eksemplaride leidmiseks. Reeglid esitab valdkonna ekspert tavakeeles ja ontoloog formaalses keeles.
![Page 54: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/54.jpg)
22/04/2354
7. Indiviidide defineerimine
Indiviidi nimi Mõiste nimi Atribuut Väärtus
H-M Kodanik Nimi Hele-Mai
![Page 55: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/55.jpg)
22/04/2355
Kokkuvõtteks
Vaadeldud kontseptualiseerimise esitus, mis lähtus METHONTOLOGY metoodikast ei ole kohustuslik!
Kontseptualisatsiooni võib esitada vähemate vahenditega kui siin, kõik sõltub ontoloogia skoobist, keerukusest jms.
Siiski, mentaalselt tuleb umbes selline protsess läbida, et olla võimeline ontoloogiat looma ja formaalselt kirjeldama.
![Page 56: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/56.jpg)
22/04/2356
Ontoloogia kontseptualisatsiooni hindamine (verifitseerimine)
Kriteerium: täielikkus ja kooskõlalisus
Meetodid Gómez-Pérez lähenemine OntoClean Ontological Constrains Manager (OCM)
![Page 57: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/57.jpg)
22/04/2357
Gómez-Pérez lähenemine
Vastuolulisus Tsüklilisuse vead Jaotuse vead
• Ühised klassid lõikumatus dekompositsioonis ja jaotuses• Ühised indiviidid lõikumatus dekompositsioonis ja jaotuses• Välised indiviidid ammendavas dekompositsioonis ja jaotuses
Semantilised vead Täielikkus
Mittetäielik mõistete klassifikatsioon Jaotuse vead (kas lõikumatuse või ammenduvuse teadmise ära
jätmine) Liiasus
Grammatiline• Liiasus seoste alamklassides• Liiasus seoste indiviidides
Mõnede klasside formaalsete definitsioonide samasus Mõnede indiviidide formaalsete definitsioonide samasus
![Page 58: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/58.jpg)
22/04/2358
Kontseptualiseerimise strateegiad
Alt-üles Keskelt üles ja alla Ülevalt alla
![Page 59: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/59.jpg)
22/04/2359
Alt üles
Mingi rakendusega seotud andmeväljade tähenduste üldistamine
• Positiivne on see, et loodavad mõisted kirjeldavad vaadeldavaid rakendusi suhteliselt täpselt
• Negatiivne on see, et meetod on üsna töömahukas ja raske on leida alamataseme mõistete tähendusi katvaid üldisi mõisteid, detailsuse aste võib liiga suureks minna, ka on risk luua vastuolulisi ontoloogaid. Samuti võib tekkida ontoloogia, mida järgmiste teenuste korral on raske kui mitte võimatu kasutada, sest ta on liiga spetsiifiline
![Page 60: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/60.jpg)
22/04/2360
Näide: alt üles andmebaasiskeemist
CREATE TABLE Ametnik (AmetnikID char(255), Nimi char(255), PerekonnaNimi char(255),RiigiteenistujaID char(255),Osakond char(255), INDEX (AmetnikID), PRIMARY
KEY(AmetnikID))TYPE=InnoDB;)
![Page 61: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/61.jpg)
22/04/2361
Näide: alt üles andmebaasiskeemistCREATE TABLE Aadress (AadressID char(255), Linn char(255),Tänav char(255), HooneNumber char(255), Postikood char(255), AadressOf char(255), INDEX (AddressID), PRIMARY
KEY(AddressID))TYPE=InnoDB;)
![Page 62: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/62.jpg)
22/04/2362
Selle näite ontoloogia kontseptualisatsiooni skeem Teeme koos Automaatselt tranformeerivad süsteemid
teevad midagi sellist: Tabel-> klass Andmeväli->atribuut Iga rida tabelis->indiviid Iga n:m seost esitav tabel->seos vastavat
klassi indiviidide vahel Mis on sellise lähenemise probleemid???
![Page 63: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/63.jpg)
22/04/2363
Uued suunad ontoloogiate loomisel (alt-üles) RDB2RDF Mapping Language – standardne keel
relatsiooniliste andmebaaside ja nende skeemide konverteerimiseks RDF ja OWL keeltesse. 16.09.2009: W3C lõi RDB2RDF töögrupi,
UML (Unified Modeling Language) võib ka vaadelda kui ontoloogiate disainimise keelt, kuid OWL semantika on laiem kui UML-l OMG (Object Management Group) andis välja ODM-i
(Ontology Definition Metamodel) aastal 2003. See metamudel spetsifitseerib UML mudeli transleerimise OWL-i ja UML vahendite kasutamise ontoloogiate defineerimisel.
http://www.omg.org/docs/ad/05-08-01.pdf Leiduvad mõned ODM realisatsioonid
• IBM (Visual Ontology Modeler )• Eclipse
![Page 64: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/64.jpg)
22/04/2364
Oracle Database Semantic Technologies
http://download.oracle.com/docs/cd/E11882_01/appdev.112/e11828/sdo_rdf_concepts.htm#CIHECGII
![Page 65: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/65.jpg)
22/04/2365
Keskelt üles ja alla
Alguses käsitletakse ainult valdkonna põhilisi mõisteid, hiljem liigutakse nii nende üldistamise kui spetsialiseerimise (täpsustamise) suunas
See meetod sobib nii alama taseme kui ka ülema taseme ontoloogiate loomiseks, sest ontoloogia ei lähe liiga detailseks ega teki mittevajalikke üldisi mõisteid
![Page 66: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/66.jpg)
22/04/2366
Ülevalt alla
Alustatakse kõige üldisematest valdkonna mõistetest ja liigutakse spetsiifilisemate mõistete poole.
Probleemid: tuleb vähem detaile, kuid võib juhtuda, et ontoloogia sisaldab palju mittevajalikke ülemise taseme mõisteid või tekib liiga palju kasutuid abstraktsioonitasemeid
![Page 67: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/67.jpg)
22/04/2367
Ontoloogiate integratsioon ja taaskasutus
Kontseptualisatsiooni vaatevinklist
![Page 68: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/68.jpg)
Ontoloogiate taaskasutamine... Osutub võimalikuks ainult juhul kui ontoloogia on
loomulikus keeles hästi dokumenteeritud ja selle disaini otsused kirjeldatud ning analüüsitud
Ühendamine- me aktsepteerime kõiki välise ontoloogia aksioome import laiendus
Viitamine- viitame välise ontoloogia mingile elemendile ilma aksioome aktsepteerimata
Semantiline taaskasutamine-ideede taaskasutamine
![Page 69: Ontoloogiate spetsifikatsioon, kontseptualisatsioon ja arendus](https://reader035.fdocument.pub/reader035/viewer/2022081418/5681557d550346895dc34526/html5/thumbnails/69.jpg)
22/04/2369
Loengu kokkuvõtteks
Ontoloogia kontseptualisatsioon on ülitähtis mentaalne harjutus enne ontoloogia mingis formaalses keeles esitamist
See harjutus kuulub tihti rohkem kunsti kui teaduse valdkonda
Mittekorrektsest kontseptualisatsioonist tuleb mittekorrektne ontoloogia