Систематически изложены такие вопросы, как онтология и ее основные компоненты; определение и описание классов; назначение и функции машины вывода (резонера); построение иерархии классов; технология разработки онтологии предметной области; дескрипционные логики, лежащие в основе онтологий; табло-алгоритм для логики ALC; OWL – язык описания онтологий; практическое применение онтологий. <...> Онтология предметной области и ее основные компоненты. <...> Данное пособие представляет собой учебник, включающий в себя разделы теоретического описания онтологии как модели предметной области, практического создания онтологий с использованием редакторов, разделы описания формальных систем, лежащих в основе онтологии, языков описания онтологий и раздел применения онтологий в информационных системах. <...> В пятой главе сначала приводится перечень различных областей, где может быть использована онтология предметной области. <...> Иоганн Вольфганг Гете Г л а в а 1 ОНТОЛОГИЯ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ Введение Данный раздел знакомит читателя с понятием онтология в информационных технологиях на примере разработки простой онтологии Пиццы. <...> В целом потребность в разработке онтологий объясняется следующими причинами [7]: – совместное использование людьми или программными агентами [59] общего понимания структуры информации; – разработка и управление терминологией; язык описания онтологий (OWL) использовался для поддержки огромных терминологических словарей с сотней тысяч терминов и сложной иерархией [64]; – возможность повторного использования знаний в предметной области [61]; – получение надежного семантического базиса в определении содержания; – отделение знаний в предметной области от оперативных знаний; – получение логической теории, которая состоит из словаря и набора утверждений на некотором языке логики, что позволяет на Онтология предметной области 11 основе этой теории получать вывод новых знаний, явно не заложенных <...>
Онтологическая_модель_представления_и_организации_знаний._Учебное_пособие_для_вузов_(1).pdf
УДК 004.82
ББК 73
Ц85
Ре ц е н з е н т ы : доктор техн. наук, профессор Рязанского государственного
радиотехнического университета И. Ю. Каширин; доктор техн. наук, профессор
Рязанского государственного педагогического университета имени
С.А. Есенина В. Н. Ручкин
Цуканова Н. И.
Ц85
Онтологическая модель представления и организации знаний.
Учебное пособие для вузов. – М.: Горячая линия – Телеком, 2015. –
272 с.: ил.
ISBN 978-5-9912-0454-5.
Систематически изложены такие вопросы, как онтология и ее основные
компоненты; определение и описание классов; назначение и функции
машины вывода (резонера); построение иерархии классов; технология разработки
онтологии предметной области; дескрипционные логики, лежащие
в основе онтологий; табло-алгоритм для логики ALC; OWL – язык описания
онтологий; практическое применение онтологий. Приведены примеры;
практические упражнения, выполняемые на компьютере; контрольные вопросы
и задания. Следует отметить практическую направленность учебного
пособия – большое внимание уделено процессу создания онтологий с
использованием CASE-средства редактора Protege 4. Книга будет полезна
при изучении курсов «Системы искусственного интеллекта» и «Онтология
знаний».
Для студентов вузов, программистов, специалистов в области искусственного
интеллекта и баз данных.
ББК 73
Адрес издательства в Интернет WWW.TECHBOOK.RU
Учебное издание
Цуканова Нина Ивановна
Онтологическая модель представления и организации знаний
Учебное пособие для вузов
Компьютерная верстка И. А. Благодаровой
Обложка художника О. В. Карповой
Подписано в печать 26.11.2014. Формат 60×88/16. Уч. изд. л. 17,00. Тираж 500 экз.
ООО «Научно-техническое издательство «Горячая линия – Телеком»
ISBN 978-5-9912-454-5
© Н. И. Цуканова, 2014, 2015
© Издательство «Горячая линия – Телеком», 2015
Стр.2
Оглавление
Введение....................................................................................6
ГЛАВА 1. Онтология предметной области
и ее основные компоненты.....................................................9
Введение...............................................................................9
1.1. Что такое онтология? ....................................................9
1.2. Разработка онтологии..................................................15
Контрольные вопросы.......................................................39
1.3. Определение и описание классов .................................39
Контрольные вопросы.......................................................49
1.4. Использование резонера (машины вывода)................49
Контрольные вопросы.......................................................66
1.5. Построение иерархии классов.....................................66
Контрольные вопросы.......................................................76
1.6. Характеристики объектов (DataProperties) .................76
Контрольные вопросы.......................................................94
Подведем итоги..................................................................94
Контрольные вопросы.....................................................103
ГЛАВА 2. Технология разработки
онтологии предметной области..........................................104
2.1. Методология построения онтологии продукта ........105
2.2. Проектирование онтологии на основе
концептуальной модели предметной области.................107
Контрольные вопросы.....................................................123
ГЛАВА 3. Дескрипционная логика ...................................125
Введение...........................................................................125
3.1. Общие сведения.........................................................127
3.2. Синтаксис ..................................................................131
3.3. Синтаксис логики ALC..............................................133
3.4. Семантика..................................................................133
3.5. Семантика логики ALC..............................................134
3.6. Связь с логикой предикатов......................................135
3.7. База знаний ................................................................138
3.8. Аксиомы и TBox ........................................................138
Стр.3
4
Оглавление
3.9. Утверждения и ABox .................................................141
3.10. Выразительные ДЛ..................................................142
Контрольные вопросы.....................................................144
3.11. Логический анализ ..................................................144
3.12. Свойства ДЛ............................................................146
3.13. Разрешимость логики ALC......................................146
3.14. Понятие разрешающего алгоритма.........................149
3.15. Табло-алгоритм для логики без терминологий ......151
3.16. Табло-алгоритм
для логики ALC с терминологиями..................................153
3.17. Отличие баз знаний от баз данных .........................160
3.18. Связь с языком OWL................................................165
3.19. Машины вывода и редакторы .................................166
3.20. О вычислительной сложности логики ALC............167
Контрольные вопросы. ....................................................168
ГЛАВА 4. OWL – язык описания онтологий ...................170
4.1. Основные понятия.....................................................170
4.2. Конструкции языка OWL...........................................171
4.3. Управление онтологиями..........................................193
4.4. Связь OWL с другими технологиями........................199
Контрольные вопросы.....................................................201
ГЛАВА 5. Практическое применение онтологий ............203
5.1. Основные области применения онтологий...............203
5.2. Системы искусственного интеллекта .......................206
5.3. Semantic Web .............................................................208
5.4. Разработка и управление терминологией .................212
5.5. Концептуальное моделирование...............................213
5.6. Системы управления знаниями.................................214
5.7. Интеграция разнородных источников данных.........216
5.8. Спецификация содержимого разнородных
источников данных ..........................................................219
5.9. Информационный поиск ...........................................222
5.10. Семантический поиск............................................... 237
5.11. Онтологии в электронной коммерции .................... 240
5.12. Примеры существующих проектов и систем.........241
Контрольные вопросы.....................................................250
Стр.4
Оглавление
5
Заключение...........................................................................251
Библиографический список ...............................................253
ПРИЛОЖЕНИЕ П1. Программа «Семья» в формате,
основанном на Манчестерском синтаксисе......................259
ПРИЛОЖЕНИЕ П2. Программа «Семья» в формате,
основанном на Функциональном синтаксисе..................266
Стр.5