Кіріспе
Білім салаларына қолданылатын онтология. Ақпараттық ғылымда жоғарғы онтология (сондай-ақ жоғарғы деңгейдегі онтология, жоғарғы модель немесе негіздік онтология деп те аталады) – бұл барлық салаларда ортақ болатын өте жалпы терминдерден (мысалы, "объект", "қасиет", "байланыс") тұратын онтология (ақпараттық ғылымда қолданылатын мағынасында). Жоғарғы онтологияның маңызды функциясы – анықтамалар жасау үшін ортақ бастапқы нүкте ұсынып, көптеген салалық онтологиялар арасындағы кең семантикалық үйлесімділікті қамтамасыз ету болып табылады. Салалық онтологиядағы терминдер жоғарғы онтологиядағы терминдерге бағынады, яғни жоғарғы онтология кластары салалық онтологиялардағы барлық кластардың жоғары кластары немесе кеңейтілген жиындары болып табылады. Әрқайсысының өз қолдаушылары бар бірнеше жоғарғы онтологиялар ұсынылған. Кітапханалық жіктеу жүйелері жоғарғы онтология жүйелерінен бұрын пайда болды. Кітапханалық жіктелімдер білімді барлық білім салаларында ортақ жалпы ұғымдарды пайдалана отырып ұйымдастырып, жіктесе де, ешбір жүйе екіншісін толықтай алмастыра алмайды.
In information science, an upper ontology (also known as a top level ontology, upper model, or foundation ontology) is an ontology (in the sense used in information science) that consists of very general terms (such as "object", "property", "relation") that are common across all domains. An important function of an upper ontology is to support broad semantic interoperability among a large number of domain specific ontologies by providing a common starting point for the formulation of definitions. Terms in the domain ontology are ranked under the terms in the upper ontology, e. g., the upper ontology classes are superclasses or supersets of all the classes in the domain ontologies. A number of upper ontologies have been proposed, each with its own proponents. Library classification systems predate upper ontology systems. Though library classifications organize and categorize knowledge using general concepts that are the same across all knowledge domains, neither system is a replacement for the other.
Даму
Кез келген стандартты негізгі онтология әртүрлі топтар арасында пікір таласына түсуі мүмкін, әрқайсысының «не бар» деген түсінігі өзгеше. Ортақ тәсілге қол жеткізе алмауға ықпал ететін факторлардың бірі – бірдей есептеу ортасында әртүрлі онтологияларды сынауға мүмкіндік беретін ашық кодты қолданбалардың жетіспеуі. Сондықтан, айырмашылықтар көбінесе теориялық тұрғыдан талқыланды немесе тек жеке басылымдардың нәтижесі болды. Дегенмен, домендік онтологиялар арасындағы өзара үйлесімділікті қолдау мақсатында негізгі онтологияларды қабылдау арқасында салыстыруға болады. Әзірге ешбір жоғары деңгейлі онтология де-факто стандарт ретінде кеңінен қабылданбады. Әртүрлі ұйымдар нақты салалар үшін стандарттарды анықтауға тырысты. Ұлттық Стандарттар және Технология Институты (NIST) жасаған «Процесс спецификациясы тілі» (PSL) – соның бір мысалы. Кез келген жоғары деңгейлі онтологияның кеңінен қабылдануына кедергі келтіретін тағы бір маңызды фактор – күрделілік. Кейбір жоғары деңгейлі онтологиялар – мысалы, Cyc жиі келтіріледі – өте кең, мыңдаған элементтерді (класс, қатынастар) қамтиды, олардың арасында күрделі өзара әрекеттесулер бар және бұл күрделілігі жасанды тілдің күрделілігіне ұқсас, ал оқу процесі жасанды тілге қарағанда ұзаққа соғуы мүмкін, себебі формат пен логикалық ережелер бұрыннан таныс емес. Оқудағы бұл қиындықтарды жеңуге мотивацияның жетіспеуіне себеп – қолданылудың көпке тараған мысалдарының аздығы. Нәтижесінде, жергілікті қолданыс үшін домендік онтологияларды құрастырушылар кез келген жоғары деңгейлі онтологиямен байланысты емес, мүмкіндігінше ең қарапайым домендік онтологияны құруға бейім. Мұндай домендік онтологиялар жергілікті мақсаттар үшін жеткілікті жұмыс істей алады, бірақ оларды басқа домендік онтологиялармен дәл байланыстыру үшін көп уақыт қажет. Бұл мәселені шешу үшін, кез келген домендік онтологиялармен минималды қабаттасу үшін әдейі жасалған нақты жоғары деңгейлі онтологиялар жасалды. Мысалдар: Basic Formal Ontology және DOLCE (төменде қараңыз).
Формалды жоғарғы онтологиялар кестесі
Келесі кестеде негізінен В. Маскарди, В. Корди және П. Россоның "Жоғары онтологияларды салыстыру" мақаласынан (2007) алынған деректер бар. Атауы Бастапқы шығарылым Соңғы шығарылым Дамытушы Фокус Лицензия URL-дер Метрика Ерекше ерекшеліктер Версиялар Сованың онтологиясы 1999 1999 Джон Ф. Сова Логикалық, философиялық және есептеу негіздері Тегін Сованың UO, 30 сынып, 5 қатынас, 30 аксиома Логикалық тартымдылық, ықшам Cyc 1984 нұсқасы 6.1 2017.11.27 Cycorp компаниясы (1994 жылдан бастап) Күнделікті ақыл, AI қолданбаларын адам сияқты ойлауға қабілеттендіру мақсатымен Меншік, 300 000 түсінік, 3 000 000 мәлімдеме (фактілер мен ережелер), 15 000 қатынас 12 000 WordNet синсеттері, үлкен OpenCyc, ResearchCyc YAMATO 1999 2012.07.14 Доктор Риичиро Мидзогучи Сапа, мөлшер, өкілдіктер (мазмұнды алып жүретін нәрселер), Объектілер, Процестер және оқиғалар ? YAMATO ? Рөлдік түсініктер BFO 2002 BF0 2020 ISO/IEC 21838 2 Барри Смит және басқалар Домендік онтологиялардың өзара жұмыс істеуін қамтамасыз етуге бағытталған жоғары деңгейлі онтология BSD лицензиясы 34 категория, 8 қатынас; OWL, CLIF, OBO және Isabel форматтарында формалдаулар Өте үлкен пайдаланушы базасы; толық құжаттама Version 2.0 gist 2007 Version 11.0.0 2022 Semantic Arts, Inc. Минималистік жоғары деңгейлі онтология, кәсіпорындардың ақпараттық жүйелері үшін Тегін, Creative Commons Share Alike 143 сынып, 132 қасиет, 9 бастапқы сынып, 18 түбір сынып, 1690 аксиома Шамамен он екі ірі кәсіпорын онтологиясының негізі BORO 1980-жылдардың соңы мен 1990-жылдардың басы KPMG консультанттарының Крис Партридж басқаратын командасы Бірегейлік критерийін ұсынатын кеңейтілген (және осылайша төрт өлшемді) онтология. Ол берік (метафизикалық) негізді қамтамасыз ету үшін нақты метафизикалық таңдаулар сериясына негізделген. GFO1999 2008 (жұмыс істеуде) Генрих Херре Соңғы философияның көптеген аспектілерін қамтиды Ашық 2008 Оның тұрақтылық және уақыт моделі туралы есебі. gfo.owl және gfo basic.owl IDEAS IDEAS тобы Жоғары ретті, кеңейтілген және 4D. BORO әдісімен жасалған. IDEAS онтологиясы ойлау және қорытынды жасау үшін емес; оның мақсаты бизнес моделін дәлдеу. ISO 15926 2003 EPISTLE Еуропалық процестік өнеркәсіптер STEP техникалық байланыс атқарушы Процесс зауытының өмірлік циклы туралы ақпаратты ұсыну. Тиісті анықтамалық деректер кітапханасы болса, кез келген нысанды қамтуға жеткілікті жалпы. 201 нысан түріне ие жалпы модель. Анықтамалық деректер кітапханасы 40 000 түсінік қамтиды, пайдаланушы кеңейте алады. Өмірлік цикл туралы ақпаратты интеграциялау үшін модель 4D және тек белгілі бір қолданбаларға ғана қатысты ақпараттық шектеулерді жоққа шығарады. ISO 15926 2:2003 SUMO 2004 SUMO v 1.75 2007 IEEE жұмыс тобы P1600.1 Іздеу, лингвистика және ойлау салаларындағы зерттеулер мен қолданбалар үшін Ашық код. Барлық терминдер: 13457, Барлық аксиомалар: 193812, Барлық ережелер: 6055 Бүгінгі таңдағы ең үлкен ресми қоғамдық онтология. WordNet лексикасының барлық бөлігіне бейімделген. UMO 1.52 UMBEL 2008 нұсқасы 1.50 2016 Structured Dynamics Әртүрлі көздерден алынған ақпаратты байланыстыру. CC by 3.0 Шамамен 35 000 анықтамалық түсінік Әртүрлі онтологияларды немесе схемаларды байланыстыру үшін ортақ карталау нүктелерін ұсынуға арналған, UMBEL 1.50 WordNet 1980-жылдардың ортасы Нұсқа 3.1 2011 Принстон университеті Психолингвистикалық қағидаларға негізделген семантикалық желі, BSD сияқты 155 327 сөз 175 979 синсетте ұйымдастырылған, барлығы 207 016 сөз мағынасы жұптары; Аксиомалық түрде дәл емес. Табиғи тілді өңдеу зерттеуінде қолданылады. Нұсқа 3.1
Негізгі формалды онтология (BFO)
Барри Смит және оның әріптестері әзірлеген Негізгі Формалды Онтология (BFO) әр түрлі дәлдік деңгейлеріндегі субонтологиялар сериясынан тұрады. Онтологиялар екі түрге бөлінеді: үш өлшемді тұрақты нысандар сияқты үздіксіз объектілерге қатысты және (негізінен) уақыт өте келе тізбектей дамитын процестер ретінде қарастырылатын объектілер. Осылайша, BFO бір шеңберде шындыққа үш өлшемді және төрт өлшемді көзқарастарды біріктіреді. Онтологиялардың екі түрі арасындағы өзара байланыстар BFO-ға шындықтың статикалық/кеңістіктік және динамикалық/уақыттық ерекшеліктерімен жұмыс істеуге мүмкіндік беретіндей етіп анықталған. BFO-дан туындайтын үздіксіз домендік онтологияны белгілі бір уақытта бар нысандардың тізілімі ретінде қарастыруға болады. Әрбір процестік онтологияны белгілі бір уақыт аралығында дамитын процестердің тізілімі ретінде қарастыруға болады. BFO өзі де, оның кез келген кеңейтілген субонтологиясы да белгілі бір дәлдік деңгейінде шындықтың нақты бір бөлігін көруге арналған терезе ретінде қарастырылуы мүмкін. BFO-ға негізделген 350-ден астам онтологиялық жүйелер BFO веб-сайтында тізімделген. Олар BFO архитектурасын төменнен толтыру стратегиясы арқылы әртүрлі салаларға қолданады. Мысалы, Жасуша Онтологиясы BFO-дан объектімен аяқталатын BFO тармағын импорттау арқылы төмен қарай толтырылады және жасушаны объектінің бір түрі ретінде анықтайды. BFO-ны кеңейтетін онтологиялардың басқа мысалдары – Биомедициналық зерттеулерге арналған онтология (OBI) және Ашық Биомедициналық Онтологиялар Қорының (Open Biomedical Ontologies Foundry) басқа онтологиялары. Осы мысалдардан басқа, BFO және оның кеңейтімдері қорғаныс және қауіпсіздік салаларында, мысалы, Common Core Ontology жүйесінде жиі қолданылады. BFO Біріккен Ұлттар Ұйымының Қоршаған орта бағдарламасы әзірлеген Тұрақты даму мақсаттарының (SDG) интерфейс онтологиясының жоғарғы деңгейі ретінде де, өңдеу өнеркәсібінің Өндірістік Онтологиялар Құю (IOF) бастамасында да қолданылады. BFO 2015 жылы MIT Press баспасынан шыққан «Негізгі Формалды Онтологиямен Онтологияларды құру» оқулығында сипатталған.
БОРО
Бизнес-объектілердің анықтамалық онтологиясы – ірі және күрделі операциялық қолданбалар үшін онтологиялық немесе семантикалық модельдерді жасауға арналған жоғары деңгейлі онтология, ол жоғары деңгейлі онтологиядан және онтологияны құру процесінен тұрады. Ол берік (метафизикалық) негізді қамтамасыз ету үшін нақты метафизикалық таңдаулардың тізбегіне негізделген. Басты таңдау – экстенсивті (сонымен қатар төрт өлшемді) онтология болды, ол сәйкестіктің қарапайым өлшемдерін ұсынады. Оның элементтері бірнеше стандарттарда қолданылған. Мысалы, ISO 15926 стандарты – «Өнеркәсіптік автоматтандыру жүйелері және интеграция» – онтологияның ерте нұсқасының ықпалында болды. IDEAS (Алмасу үшін халықаралық қорғаныс кәсіпорын архитектурасының ережесі) стандарты BORO негізінде жасалған, ол өз кезегінде DODAF 2.0 әзірлеу үшін пайдаланылды.
COSMO
COSMO (COmmon Semantic MOdel) – кең ауқымды жалпы семантикалық өзара іс-қимылға мүмкіндік беретін негізгі онтологияны жасау мақсатымен Онтология және таксономияны үйлестіру жұмыс тобының COSMO жұмыс тобы бастаған жоба ретінде құрылған онтология. Қазіргі нұсқасы OWL онтологиясы, бірақ болашақта Common Logic стандартына сәйкес келетін нұсқасы да күтілуде. Онтология және түсіндірмелік файлдар COSMO сайтында қолжетімді. COSMO жұмыс тобының мақсаты – барлық мүшелері өздерінің қолданбалары үшін қажет деп санайтын негізгі онтология элементтерін көрсете алатын, бірлескен жұмыс процесі арқылы негізгі онтологияны әзірлеу болды. COSMO-ны дамыту толығымен ашық, кез келген дереккөзден түскен пікірлер мен ұсыныстар құтқарылады. 2006 жылы мүшелер арасында талқылаулар мен ұсыныстардан кейін COSMO-ны дамытуды COSMO жұмыс тобының төрағасы Патрик Кэссиди негізгі түрде жалғастырды. Қызығушылық танытқан кез келген тараптан түскен ұсыныстар әлі де қабылданады және қолдау табады. Қазіргі COSMO-дағы көптеген типтер (OWL сыныптары) OpenCyc OWL 0.78 нұсқасы мен SUMO-дан алынған. Ал қалған элементтер басқа онтологиялардан (мысалы, BFO және DOLCE) алынған немесе COSMO үшін арнайы әзірленген. COSMO-ны дамытудың бастапқы кезеңінде Лонгманның қазіргі заманғы ағылшын тілінің сөздігіндегі (LDOCE) барлық сөздерді (2148 сөз) қамтуға бағытталған. Бұл сөздер LDOCE-дегі барлық жазбаларды тілдік тұрғыдан анықтау үшін жеткілікті. Бұл терминдермен бейнеленген түсініктердің онтологиялық ұсыныстары кез келген мамандықталған онтология элементтерінің мағынасын анықтау үшін жеткілікті болады, соның арқасында жалпы семантикалық өзара іс-қимылға негіз қалады. COSMO арқылы өзара іс-қимыл COSMO-ны (немесе одан туындаған онтологияны) басқа домендік онтологияларды бір-бірінің терминдеріне аударуға мүмкіндік беретін интерлингва ретінде пайдалану арқылы қамтамасыз етіледі, осылайша нақты коммуникация жүзеге асырылады. COSMO-ға жаңа домендер қосылғанда, қосымша семантикалық примитивтер танылып, оның құрылымына енгізілуі мүмкін. COSMO-ның қазіргі (2021 жылғы қаңтар) OWL нұсқасында 24000-нан астам тип (OWL сыныптары), 1350-ден астам қатынас және 21000-нан астам шектеу бар. COSMO-ның өзі (COSMO.owl) және басқа да қатысты, түсіндірмелік файлдарды төмендегі "Сыртқы сілтемелер" бөліміндегі COSMO сілтемесі арқылы алуға болады.
Цик
Бүгінгі күні кең таралған және толыққанды онтологияның бірі – Cyc, 1986 жылдан бері әзірленіп келе жатқан, жеке меншік жүйе. Ол негізгі онтологиядан және бірнеше салалық онтологиялардан (микротеориялар деп аталады) құралған. Бұл онтологияның бір бөлігі OpenCyc деген атпен тегін жарияланды, ал толыққандырақ нұсқасы ResearchCyc деген атпен коммерциялық емес мақсатта қолдануға тегін берілді.
DOLCE
Лингвистикалық және танымдық инженерияның сипаттамалық онтологиясы (DOLCE) – 2002 жылы WonderWeb EU жобасы аясында Никола Гуарино және оның қолданбалы онтология зертханасындағы (LOA) серіктестері әзірлеген негізгі онтология. Атауының өзінен көрініп тұрғандай, DOLCE табиғи тіл мен адамның жалпы санасына негізделген онтологиялық санаттарды бейнелеуге бағытталған. Дегенмен, DOLCE әлемнің ішкі мәніне қатысты қатаң референциалистік метафизикаға мойын бұрмайды. Керісінше, ол ұсынатын санаттар когнитивтік артефакттар ретінде қарастырылады, олар адамның қабылдауына, мәдени ықпалдарына және әлеуметтік конвенцияларға тікелей байланысты. Осы тұрғыдан алғанда, олар тек сипаттамалық (прескриптивтік емес) ұғымдар болуға мұраттанады, домендік тұжырымдамалардың формалды сипаттамасын қолдайды. Альдо Гангеми және Италияның Ұлттық зерттеулер кеңесінің Семантикалық технологиялар зертханасының әріптестері жасаған DOLCE Ultralite – DOLCE-дің Веб-онтология тіліндегі (OWL) нұсқасы. Ол DOLCE-дің кейбір модальдық аксиомаларын оңайлатып, WonderWeb жобасында әзірленген Сипаттамалар мен Жағдайлар аясын қамтиды. DOLCE Ultralite – онтологияны жобалаудың негізгі үлгілерінің көзі және бүкіл әлемдегі онтологиялық жобаларда кеңінен қолданылады.
Жалпы формальды онтология (GFO)
Генрих Херре және оның Лейпцигтегі Onto Med зерттеу тобының әріптестері әзірлеген жалпы формальды онтология (GFO) – процестер мен объектілерді интеграциялайтын реалистік онтология. Ол өзінің таксономиялық ағашында да, аксиоматизацияларында да көрініс тапқан қазіргі заманғы философияның көптеген аспектілерін қамтуға тырысады. GFO өз санаттарының әртүрлі аксиоматизациясына мүмкіндік береді (мысалы, атомдық уақыт аралықтарының тығыз уақытқа қатысты болуы). GFO-ның негізгі принциптері Onto Med Report No. 8 және «Жалпы формальды онтология (GFO): тұжырымдамалық модельдеу үшін негізгі онтология» еңбегінде жарияланған. GFO-ның ерекшеліктерінің екеуі – оның тұрақтылыққа қатысты түсіндірмесі және уақыт моделі. Тұрақтылыққа қатысты айтсақ, GFO-да тұрақты (объектілер) мен өтетін (процестер) арасындағы айырмашылық арнайы категорияны енгізу арқылы нақты көрсетіледі. Тұрақты – бұл оның мысалдары уақыт өте келе «өздерінің сәйкестігін сақтайды» деген мақсатпен құрылған арнайы категория. Уақытқа қатысты, GFO-да уақыт аралықтары бастапқы ретінде қарастырылады, ал уақыт нүктелері («уақыт шекаралары» деп аталады) туынды ретінде қарастырылады. Сонымен қатар, уақыт нүктелері бір-бірімен сәйкес келуі мүмкін, бұл жылдам өзгерістерді модельдеуге қолайлы.
негізгі
Gist-ті Semantic Arts әзірледі және қолдайды. Gist (ақроним емес – бұл мәннің өзегін анықтау дегенді білдіреді) – "минималистік жоғарғы онтология". Gist негізінен кәсіпорындардың ақпараттық жүйелері үшін жасалған, бірақ денсаулық сақтау саласында да қолданылған. Gist бірнеше ірі коммерциялық және мемлекеттік мекемелер үшін корпоративтік онтологиялар құруға пайдаланылды, олардың ішінде: Procter & Gamble, Sentara Healthcare, Вашингтон штатының Еңбек және өнеркәсіп департаменті, LexisNexis, Sallie Mae және екі ірі қаржылық қызметтер компаниясы. Gist Creative Commons бөлісу және өзгерту лицензиясы бойынша тегін қолжетімді. Gist үнемі жаңартылып тұрады және 10 жылдан бері қолданылуда. 2020 жылдың қазан айына дейін нұсқасы 9.4.
Gist онтологиялар арасындағы модельдеу ерекшеліктерін қалай шешуге болатынын зерттеген мақаланың тақырыбы болды. Онтологияларды бағалау үшін OQuaRE әдістемесін сипаттаған мақалада, gist өлшем бірлігі онтологиясы (сол кезде жеке модуль) 10 басқа өлшем бірлігі онтологиясымен қолмен салыстыруда ең жоғары балл алды және автоматты бағалауда орташа көрсеткіштен жоғары балл жинады. Авторлар былай деді: "Бұл онтологияны сынап, растау оңай, оның білімін тиімді түрде қайта пайдалануға және әртүрлі жағдайларға бейімдеуге болады".
ISO 15926 стандарттары
ISO 15926 – процестік зауыттың өмірлік циклы ақпаратын ұсынуға арналған халықаралық стандарт. Бұл ұсыныс ортақ деректер базасында немесе деректер қоймасында жүзеге асыру үшін негіз болатын, жалпылама, тұжырымдамалық деректер моделімен анықталады. Деректер моделі анықтамалық деректермен бірге қолдануға арналған: бірнеше пайдаланушыларға, процестік зауыттарға немесе екеуіне де ортақ ақпаратты көрсететін стандартты мысалдар. Өмірлік циклдың нақты бір қызметін қолдау, деректер моделімен бірге тиісті анықтамалық деректерді пайдалануға байланысты. Өмірлік цикл ақпаратын интеграциялауға мүмкіндік беру үшін, модельде оның қолданылу саласындағы нақты қолданбаларға ғана қатысты ақпаратты шектеулер жоқ. ISO 15926 2, 201 нысан түрінен тұратын жалпылама модельді анықтайды. Ол ISO/TC 184, Өнеркәсіптік автоматтандыру жүйелері және интеграция, SC 4 кіші комитеті, Өнеркәсіптік деректер техникалық комитеті тарапынан дайындалды.
SUMO (Жоғары біріктірілген онтология)
Ұсынылған жоғарғы біріктірілген онтология (SUMO) – тағы бір толыққанды онтология жобасы. Ол IEEE жұмыс тобы P1600.1 (алғашқыда Йен Найлс және Адам Пиз жасаған) құрастырған жоғарғы онтологияны қамтиды. Ол көптеген салалық онтологиялармен және WordNet-ке толық сілтемелер жиынтығымен толықтырылған. Бұл ашық кодты жоба.
UMBEL
Жоғарғы карталау және байланыстыру алмасу қабаты (UMBEL) – 28 000 анықтамалық түсініктерді қамтитын онтология, ол OpenCyc онтологиясының қарапайым жиынымен байланыстырылған. Бұл OpenCyc онтологиясын дәл, формалды емес онтологиялармен байланыстыруға мүмкіндік беру үшін жасалған. Сондай-ақ, Wikipedia, DBpedia, PROTON және GeoNames-қа ресми сәйкестіктері бар. Ол Structured Dynamics компаниясымен ашық код ретінде әзірленген және қолдау көрсетілуде.
WordNet-тің атауы
WordNet – бастапқыда психолингвистикалық принциптерге негізделген семантикалық желі ретінде құрастырылған, тегін қолжетімді деректер базасы. Оған анықтамалар қосылып, кеңейтілді және қазір ол сөздік ретінде де қарастырылады. Ол ең жалпы ұғымдарды, сондай-ақ, бағыныштылық қатынастарымен ғана емес, «бөлігі» және «себебі» сияқты басқа семантикалық қатынастармен байланысқан, арнайы ұғымдарды қамтитындықтан жоғарғы онтология саналады. Алайда, Cyc-тен өзгеше, оның ұғымдар арасындағы логикалық қатынастарды нақтылау үшін формалды түрде аксиоматизациясы жасалмаған. Ол табиғи тілді өңдеу саласындағы зерттеулерде кеңінен қолданылады.