Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003) Modellierung von Ontologien Jakob Voß

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1 Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003) Modellierung von Ontologien Jakob Voß

2 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

3 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

4 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

5 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?

6 Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003) Beispiele und Vorlagen Arbeitsanweisungen, Unternehmensstruktur, Glossare, Fachwörterbücher, Normen Klassifikationen,Thesauri Terminologische Datenbanken Datenbankstrukturen Expertensystem Mind Maps Sematische Netze …

7 Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003) 2. Arten von Ontologien

8 Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003) Dokumentation Dokumentation ist die Sammlung, Ordnung und Verbreitung von Informationen jeglicher Art. Inhalte:Daten und Metadaten Techniken:Index, Klassifikation, Thesaurus… Beispiele:Kataloge, Fachdatenbanken, Google

9 Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003) 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)

10 Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003) Nachschlagewerke Meist themenbezogene Fachliteratur Form:Sprachliche Definitionen und Verweise Beispiele:Lexikon, Wörterbuch, Enzyklopädie Auch: Formulierte Vereinbarungen jeglicher Art

11 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 Datenbank Dokumentation Nachschlagewerk Volltexte Daten Metadaten Format XML RDF

12 Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003) 3. Gemeinsame Bestandteile Begriffe Relationen Regeln

13 Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003) Terminologische Kontrolle Klärung der relevanten Objekte durch Sammlung und Gruppierung von Begriffen Trennung von Begriff und Benennung Probleme: Homonyme, Synonyme, Polyseme

14 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:

15 Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003) Relationsarten Hierarchische Relationen Generische Relation Instanzrelation(Klasse/Instanz, Art/Gattung, …) Vererbungsrelation(Oberklasse, Unterklasse) Partitive Relation Eigenschaftsrelation Ordnungsrelation Koordinative Beziehungen Synonymien, Antynomie Assoziationsbeziehungen

16 Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003) 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

17 Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003) 5. Arbeitsschritte & Probleme Entwicklungsprozess 0.Machbarkeitsstudie 1.Analyse und Anforderungsspezifikation 2.Verfeinerung der Formalisierung 3.Evaluierung 4.Evolution und Wartung

18 Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003) Sammlung von Begriffen - Bestehende Strukturen und Dokumente - Computerlinguistische Verfahren - Expertenbefragung Aufteilung in Begriffe, Relationen, Regeln

19 Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003) Wiederverwertung Gibt es schon bestehendes? - Arbeitsersparnis - Datenaustausch - Standardisierung Auch in Teilen sinnvoll (Dublin Core)

20 Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003) Das Diamond Problem

21 Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003) 5. Sprachen und Werkzeuge - Sprachen: Ausdrucksstärke, Komplexität - Werkzeuge: Bedienug, Beschränkungen

22 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?

23 Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003) Software Protégé OntoEdit OilEdit … Thesaurus Software 1 MindMap Software 2 Terminologie Software 3 1 www.willpower.demon.co.uk/thessoft.htm 2 www.mindmap.ch/software.htm 3 www.iim.fh-koeln.de/dtp/

24 Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003) 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

25 Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003) Quellen zur Demonstration RVK http://www.bibliothek.uni-regensburg.de/rvko_neu/ TerminosaurusRex http://bigmac.phil.uni-sb.de/trex/ Wordnet http://www.cogsci.princeton.edu/~wn/ Protégé http://protege.stanford.edu/