Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien ( ) Modellierung von Ontologien Jakob Voß

Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien ( ) 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 ( ) Ontologien allgemein Formale Beschreibung eines Begriffssystems. Unterschiede:Technik, Einsatz, Komplexität… Verwandt:Software- und Datenbankentwurf

Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien ( ) 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 ( ) 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 ( ) Beispiele und Vorlagen Arbeitsanweisungen, Unternehmensstruktur, Glossare, Fachwörterbücher, Normen Klassifikationen,Thesauri Terminologische Datenbanken Datenbankstrukturen Expertensystem Mind Maps Sematische Netze …

Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien ( ) 2. Arten von Ontologien

Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien ( ) Dokumentation Dokumentation ist die Sammlung, Ordnung und Verbreitung von Informationen jeglicher Art. Inhalte:Daten und Metadaten Techniken:Index, Klassifikation, Thesaurus… Beispiele:Kataloge, Fachdatenbanken, Google

Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien ( ) Datenbanken Strukturierte Menge von Daten und Systeme zu ihrer automatischen Verarbeitung. Inhalte:Fakten, Relationen, Strukturen Mittel:Datenbankschemata, logische Regeln Einfache Tabellen bis hin zu Wissensbanken mit Interferenzmaschinen (Expertensysteme)

Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien ( ) 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 ( ) Nicht-explizites Wissen Concept Maps / Mind Maps / …: Assoziative Erschließung von Sachgebieten (Brainstorming) Einprägsam und einfache Syntax (keine ;-) Ontologie Datenbank Dokumentation Nachschlagewerk Volltexte Daten Metadaten Format XML RDF

Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien ( ) 3. Gemeinsame Bestandteile Begriffe Relationen Regeln

Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien ( ) Terminologische Kontrolle Klärung der relevanten Objekte durch Sammlung und Gruppierung von Begriffen Trennung von Begriff und Benennung Probleme: Homonyme, Synonyme, Polyseme

Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien ( ) Relationen Ermittlung der wesentlichen Relationen zur Strukturierung der Begriffe untereinander. Relationen sind selbst Begriffe, so dass Aussagen über Aussagen möglich sind:

Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien ( ) Relationsarten Hierarchische Relationen Generische Relation Instanzrelation(Klasse/Instanz, Art/Gattung, …) Vererbungsrelation(Oberklasse, Unterklasse) Partitive Relation Eigenschaftsrelation Ordnungsrelation Koordinative Beziehungen Synonymien, Antynomie Assoziationsbeziehungen

Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien ( ) Regeln Logische Aussagen über Begriffe und Relationen - Randbedingungen für Relationen (Transitivität, Symmetrie…) - Komplexere Konsistenz- und Schlussfolgerungsregeln Beispiel a-hat-x & y-p-x & p-subclass-partof => a-hat-y

Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien ( ) 5. Arbeitsschritte & Probleme Entwicklungsprozess 0.Machbarkeitsstudie 1.Analyse und Anforderungsspezifikation 2.Verfeinerung der Formalisierung 3.Evaluierung 4.Evolution und Wartung

Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien ( ) Sammlung von Begriffen - Bestehende Strukturen und Dokumente - Computerlinguistische Verfahren - Expertenbefragung Aufteilung in Begriffe, Relationen, Regeln

Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien ( ) Wiederverwertung Gibt es schon bestehendes? - Arbeitsersparnis - Datenaustausch - Standardisierung Auch in Teilen sinnvoll (Dublin Core)

Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien ( ) Das Diamond Problem

Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien ( ) 5. Sprachen und Werkzeuge - Sprachen: Ausdrucksstärke, Komplexität - Werkzeuge: Bedienug, Beschränkungen

Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien ( ) 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 ( ) Software Protégé OntoEdit OilEdit … Thesaurus Software 1 MindMap Software 2 Terminologie Software

Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien ( ) 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

Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien ( ) Quellen zur Demonstration RVK TerminosaurusRex Wordnet Protégé