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Einleitung Methodik des Ontologieentwurfs 1. Einleitung Wir ertrinken in Informationen und hungern nach Wissen. John Naisbitt Methodik des Ontologieentwurfs.

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1 Einleitung Methodik des Ontologieentwurfs 1

2 Einleitung Wir ertrinken in Informationen und hungern nach Wissen. John Naisbitt Methodik des Ontologieentwurfs 2

3 Einleitung Aber das Gros der Menschen stochert ziellos in der endlosen Datenflut herum - wie in einem riesig großen Misthaufen. Joseph Weizenbaum Methodik des Ontologieentwurfs 3

4 Seminar Methodik des Ontologieentwurfs Semantic Web Sommersemester 2006 Friedrich-Schiller-Universität Jena Markus Pahs Methodik des Ontologieentwurfs 4

5 Agenda 1.Entwurfskriterien 2.Entwurfsstrategien 3.Manuelle Entwurfsmethoden Methode nach Uschold und King Methode von Grüninger und Fox Methontology On-To-Knowledge weitere Methoden 4.Werkzeuge Methodik des Ontologieentwurfs 5

6 1. Entwurfskriterien Methodik des Ontologieentwurfs 6 Entwurfskriterien Thomas Gruber 1993 für Wissensaustausch und programmübergreifendes Arbeiten Klarheit Kohärenz Erweiterbarkeit Generizität Minimale Einschränkungen

7 1. Entwurfskriterien Methodik des Ontologieentwurfs 7 Entwurfskonflikte Klarheit vs. minimale Einschränkung Erweiterbarkeit vs. minimale Einschränkung Weitere Heuristiken Einfachheit Werkzeugunterstützung …

8 2. Entwurfsstrategien Methodik des Ontologieentwurfs 8 Entwurfsstrategien Top-Down Ansatz Bottom-Up Ansatz Middle-Out Ansatz Top-Down Bottom-UpMiddle-Out

9 3. Manuelle Entwurfsmethoden Methodik des Ontologieentwurfs 9 Methode nach Uschold und King (1995) Universität von Edinburgh erkannten beide den Mangel an einer strukturierten Vorgehensweise Grundgerüst für Ontologienentwicklung entstanden beim Entwurf einer Enterprise-Ontologie vorgestellt auf dem Workshop on Basic Ontological Issues in Knowledge Sharing in Montreal (Kanada) Augenmerk auf informalen Aspekten vier (bzw. 6) essentielle Teilschritte

10 3. Manuelle Entwurfsmethoden Methodik des Ontologieentwurfs 10 Methode nach Uschold und King (1995) 1.Zweckidentifikation 2.Ontologieerfassung 3.Ontologiekodierung 4.Integration 5.Evaluierung 6.Dokumentation Zweck- identifikation ErfassungKodierungIntegrationEvaluierung Dokumentation

11 3. Manuelle Entwurfsmethoden Methodik des Ontologieentwurfs 11 Zweckidentifikation: Grund für Notwendigkeit Einsatzzweck bestimmen Stakeholder und Umgebung erfassen und charakterisieren Ontologieerfassung: relevante Konzepte und Beziehungen Ontologiekodierung: explizite Repräsentation in formaler Sprache Verwendung einer Meta-Ontologie

12 3. Manuelle Entwurfsmethoden Methodik des Ontologieentwurfs 12 Integration: Suche nach integrierbaren Ontologien Konsistenzprüfung (Annahmen, Benutzergruppen, …) Evaluierung: Methoden des Wissensmanagements Vergleich zu Realität, Anforderung & Kompetenzfragen Dokumentation: für Erweiterungen, Wiederverwendbarkeit wichtige Annahmen (Meta-Ontologie)

13 3. Manuelle Entwurfsmethoden Methodik des Ontologieentwurfs 13 Methode nach Grüninger und Fox (1995) Universität von Toronto ebenfalls vorstellt auf dem Workshop on Basic Ontological Issues in Knowledge Sharing in Montreal (Kanada) auch Enterprise-Ontologie (TOVE) Knowledge Engineering der zweiten Generation sehr formal 6 Phasen im Kernbereich Entwicklung

14 3. Manuelle Entwurfsmethoden Methodik des Ontologieentwurfs 14 Methode nach Grüninger und Fox (1995) 1.Motivationsszenarien 2.Informale Kompetenzfragen 3.Terminologiespezifikation 4.Formale Kompetenzfragen 5.Axiomspezifikation 6.Vollständigkeitstheoreme Motivationsszenarien informale K-Fragen Terminologie formale K-Fragen Axiome Vollständigkeit

15 3. Manuelle Entwurfsmethoden Methodik des Ontologieentwurfs 15 Methontology (1996) Universität von Madrid pragmatischer Ansatz sahen die Notwendigkeit für explizites und vollständig dokumentiertes Konzeptualisierungsmodell orientiert sich an IEEE implementierungsunabhängig durch Werkzeuge unterstützt

16 3. Manuelle Entwurfsmethoden Methodik des Ontologieentwurfs 16 Methontology (1996) 1.Spezifikation 2.Wissensakquisition 3.Konzeptualisierung 4.Integration 5.Implementierung SpezifikationKonzeptualisierungImplementierung Wissensakquisition Integration Evaluierung, Dokumentation

17 3. Manuelle Entwurfsmethoden Methodik des Ontologieentwurfs 17 On-To-Knowledge (2000) Universität von Karlsruhe und Amsterdam bekanntestes Modell im deutschsprachigen Raum entworfen für Wissensmanagementanwendungen ausgerichtet an drei Problemen: Wissensweitergabe, Wissensakquisition und Navigation in Wissensbeständen vollständiger Projektzyklus basierend auf dem Grundgerüst von Uschold und King vorangestellte Machbarkeitsstudie

18 Wissens- management- anwendung 3. Manuelle Entwurfsmethoden Methodik des Ontologieentwurfs 18 On-To-Knowledge (2000) 1.Kick-Off 2.Verfeinerung 3.Evaluierung 4.Anwendung und Evolution Kick-Off Verfeinerung Evaluierung Anwendung und Evolution

19 3. Manuelle Entwurfsmethoden Methodik des Ontologieentwurfs 19 IDEF5 Methode (1994) Integrated Computer Aided Manufactoring Definition von KBSI Teil einer Familie von Standards unterstützt Entwicklung und Wartung Domain-Ontologien Ontologie 101 Entwicklungsprozess (2001) Stanford University vgl. technischen Aktivitäten von Methontology schnelle und praxisorientierte Herangehensweise für Webanwendungen geeignet

20 3. Manuelle Entwurfsmethoden Methodik des Ontologieentwurfs 20 Helix-Achsen Modell (2004) jede Phase besteht aus Konstruktions- und Testaktivitäten unterstützt inhaltliche und grundlegende Theorien gutes Risikomanagement vgl. Spiralmodell aus Softwareentwicklung Datenbank Methode (2004) Ähnlichkeiten zwischen Datenbank- und Ontologieentwurf iteratives Modell mit Rücksprungmöglichkeiten

21 3. Manuelle Entwurfsmethoden Methodik des Ontologieentwurfs 21 Fazit: keine standardisierte Vorgehensweise viel Forschungsbedarf Praxis: meist sehr anwendungsspezifisch akzeptierte Methoden: Grüninger und Uschold Methontology On-To-Knowledge

22 4. Werkzeuge Methodik des Ontologieentwurfs 22 Ontologie-Editoren: OntoBuilder OntoEdit WebODE

23 4. Werkzeuge Methodik des Ontologieentwurfs 23 gewünschte Verbesserungen: Abstraktion für Wissensmodellierung18% Visuelle/intuitive Navigation durch die Ontologie13% Problembeschreibung & Lösungsmöglichkeiten anbieten12% Ontologieangleichung und Integration von Datenressourcen12% Support eines allgemeinen Industrie- & Grundvokabulars9% Verarbeitung der natürlichen Sprache7% Versionskontrolle7% Standardisierte Ontologiesprache6% Helfer für best practice Methoden6% Möglichkeit zu Extrahierung von Information4%

24 Quellenverzeichnis Methodik des Ontologieentwurfs 24 Benjamin, Perakath C., Christopher P. Menzel et al.: IDEF5 Method, Report, Knowledge Based Systems Inc., College Station, Gruber, Thomas R.: Toward Principles for the Design of Ontologies Used for Knowledge Sharing, Stanford University, Grüninger, Michael & Mark S. Fox: Methodology for the Design and Evaluation of Ontologies, University of Toronto, Hüsemann, Bodo: Ontologie-Entwurf aus Sicht des traditionellen Datenbank-Entwurfs, Universität Münster, Kishore, Rajiv, Hong Zhang & R. Ramesh: A Helix-Spindle Model for Ontological Engineering, Communications of the ACM, López, Mariano F., Asunción Gómez-Pérez & Juan Pazos Sierra: Building a Chemical Ontology Using Methontology and the Ontology Design Environment, University of Madrid, Alejandro Pazos Sierra, University of Coruña, 1999.

25 Quellenverzeichnis Methodik des Ontologieentwurfs 25 Noy, Natalya F. & Deborah L. McGuinness: Ontology Development 101: A Guide to Creating Your First Ontology, Stanford University, Schnurr, Hans-Peter, York Sure, Rudi Studer & Hans Akkermans: On-To-Knowledge Methodology Baseline Version, Universität Karlsruhe, Akkermans, Universiteit Amsterdam, Uschold, Mike & Martin King: Towards a Methodology for Building Ontologies, University of Edinburgh, Uschold, Mike & Michael Grüninger: Ontologies: Principles, Methods and Applications, University of Edinburgh, XML.com: Ontology Tools Survey, Revistited,

26 Fragen und Antworten Methodik des Ontologieentwurfs 26


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