Кіріспе

Білімді бейнелеу тілдерінің отбасы

Веб-онтология тілі (OWL) – онтологияларды жасауға арналған білімді бейнелеу тілдерінің отбасы. Онтология – таксономиялар мен жіктеу желілерін сипаттаудың формальды тәсілі, негізінен түрлі салалар үшін білімнің құрылымын анықтайды: объектілер кластарын білдіретін зат есімдер және объектілер арасындағы қатынастарды білдіретін етістіктер. Онтологиялар объектіге бағытталған бағдарламалаудағы сыныптық иерархияларға ұқсас, бірақ бірнеше маңызды айырмашылықтар бар. Сыныптық иерархиялар көзі кодта қолданылатын құрылымдарды көрсетеді, олар салыстырмалы түрде баяу дамиды (мысалы, ай сайынғы түзетулермен), ал онтологиялар интернеттегі ақпаратты көрсетеді және олардың үнемі дамитыны күтіледі. Сол сияқты, онтологиялар әдетте әлдеқайда икемді, себебі олар түрлі гетерогенді дерек көздерінен келетін интернеттегі ақпаратты көрсетуге арналған. Сыныптық иерархиялар, керісінше, көбінесе статикалық болып келеді және корпоративтік деректер базалары сияқты деректердің азырақ әртүрлі және құрылымдалған көздеріне сүйенеді. OWL тілдері формальды семантикамен сипатталады. Олар World Wide Web Consortium (W3C) ұйымының «Ресурстарды сипаттау шеңбері» (RDF) деп аталатын объектілерге арналған стандартына негізделген. OWL және RDF ғалымдардың, медициналық қызметкерлердің және коммерциялық ұйымдардың қызығушылығын тудырды. 2007 жылдың қазан айында W3C жаңа жұмыс тобы OWL-ді OWL 1.1 мүшесі ұсынған бірнеше жаңа мүмкіндіктермен кеңейтуді бастады. W3C OWL-дің жаңа нұсқасын 2009 жылдың 27 қазанында жариялады. «OWL 2» деп аталған бұл жаңа нұсқа тез арада Protégé, Pellet, RacerPro, FaCT++ және HermiT сияқты семантикалық редакторларға енгізілді. OWL отбасында ұқсас атаулары бар көптеген түрлері, сериалдаулары, синтаксистері және спецификациялары бар. OWL және OWL2 2004 және 2009 жылғы спецификацияларға сілтеме жасау үшін қолданылады. Түрлердің толық атаулары, спецификация нұсқасын қоса (мысалы, OWL2 EL), қолданылады. Ал жалпы жағдайда «OWL отбасы» қолданылады.

Алғашқы онтология тілдері

Философия мен компьютерлік ғылымда онтологиялық дамудың ұзақ тарихы бар. 1990 жылдардан бері көптеген зерттеулер жасанды интеллекттен (ЖИ) білімді ұсыну (БҰ) идеясын Дүниежүзілік Торда қалай пайдалы етуге болатынын қарастырды. Оларға HTML-ге негізделген тілдер (SHOE деп аталды), XML-ге негізделген (XOL, кейін OIL деп аталды) және әртүрлі фреймдік БҰ тілдері мен білімді жинау әдістері кірді.

Веб үшін онтология тілдері

2000 жылы АҚШ-та DARPA Джеймс Хендлер жетекшілігімен DAML әзірлеуді бастады. 2001 жылдың наурыз айында агенттік таңбалау тілдері жөніндегі Еуроодақ-АҚШ бірлескен комитеті DAML мен OIL-ді біріктіруге келісті. DAML+OIL, OWL-ге ерекше зор ықпал етті; OWL дизайны тікелей DAML+OIL негізінде жасалған.

Семантикалық веб стандарттары

Семантикалық веб деректерді қолданбалар, кәсіпорындар және қоғамдық шеңберлер арасында бөлісуге және қайта пайдалануға мүмкіндік беретін ортақ құрылымды ұсынады. | Дүниежүзілік тор консорциумы | W3C Семантикалық веб белсенділігі.

Веб-онтология жұмыс тобы

31 мамыр, дүйсенбі күні жұмыс тобымыз ресми түрде аяқталады. Біз өзімізге жүктелген барлық міндеттерді орындадық және біздің жұмысымыз жоғары бағаланып жатыр деп ойлаймын. Джеймс Хендлер және Гус Шрайбер | Веб-онтология жұмыс тобы: Қорытындылар және болашақ жұмыс. Абстрактілік синтаксис, анықтама және тұжырымдаманың алғашқы жұмыс үлгілері 2002 жылдың шілдесінде жарияланды. W3C-ге ұсынылды. W3C 2007 жылдың қыркүйегінде Семантикалық веб жобасының аясында OWL жұмыс тобын құрды. 2008 жылдың сәуірінде бұл топ жаңа тілді OWL2 деп атауға шешім қабылдады, бұл маңызды өзгеріс екенін көрсетеді. OWL 2 2009 жылдың қазан айында W3C ұсынысы болды. OWL 2 әдеттегі қолдануларда кеңейтімділікті жақсарту үшін профильдерді енгізеді. OWL оңай айтылатын және жақсы логотиптер жасауға мүмкіндік беретін, даналықты білдіретін және 1970 жылдардағы Уильям А. Мартиннің Бірыңғай әлемдік тіл білімін ұсыну жобасын құрметтейтін аббревиатура ретінде таңдалды.

Бала асырап алу

2006 жылы интернетте қолжетімді онтологиялар туралы сақталған мәліметтер 688 OWL онтологиясын қамтыды. Олардың ішінде 199-ы OWL Lite, 149-ы OWL DL және 337-і OWL Full (синтаксис бойынша) болды. Зерттеу барысында 19 онтологияда 2000-нан астам сынып, ал 6 онтологияда 10 000-нан астам сынып бар екені анықталды. Сол зерттеуде 587 RDFS сөздігі жиналды.

Онтологиялар

Онтология – концептуализацияның нақты сипаттамасы. | Том Грубер | Портативті онтология спецификацияларына аударма тәсілі.

OWL отбасындағы онтологиямен сипатталған деректер "жеке тұлғалар" және осы тұлғаларды бір-бірімен байланыстыратын "қасиеттік мәлімдемелер" жиынтығы ретінде түсіндіріледі. Онтология – жеке тұлғалар жиынтығына (олар "сыныптар" деп аталады) және олардың арасындағы рұқсат етілген қатынастар түрлеріне шектеулер қоятын аксиомалар жиынтығынан тұрады. Бұл аксиомалар, жүйелерге нақты берілген деректерге сүйене отырып, қосымша ақпаратты қорытуға мүмкіндік беру арқылы семантиканы қамтамасыз етеді. OWL-дің экспрессивті мүмкіндіктері туралы толық ақпарат W3C-тің OWL нұсқаулығында келтірілген. OWL онтологиясы басқа онтологияларды импорттауға қабілетті, импортталған онтологиядан ағымдағы онтологияға ақпаратты қосады. OWL абстрактілі синтаксисі онтологияны аннотациялар, аксиомалар және фактілер тізбегі ретінде көрсетеді. Аннотациялар машинаға және адамға бағытталған метадеректерді қамтиды. Онтологияны құрайтын сыныптар, қасиеттер және жеке тұлғалар туралы ақпарат тек аксиомалар мен фактілерде ғана болады. Әр сынып, қасиет және жеке тұлға анонимді болуы немесе URI сілтемесімен сәйкестендірілуі мүмкін. Фактілер жеке тұлға туралы немесе жеке сәйкестендірушілер жұбы туралы (сәйкестендірілген объектілер әртүрлі ме, әлде бірдей ме) деректерді көрсетеді. Аксиомалар сыныптар мен қасиеттердің сипаттамаларын анықтайды. Бұл стиль фрейм тілдеріне ұқсас, бірақ DL және Ресурстың сипаттамасы (RDF) үшін белгілі синтаксистерден мүлдем өзгеше.

OWL2 функционалдық синтаксисі

Бұл синтаксис OWL2 онтологиясының құрылымын ұқсатады. Ол OWL2 жүйесінде семантиканы, алмасу синтаксистеріне шамамен сәйкестіктерді және профильдерді анықтау үшін қолданылады.

Манчестерлік синтаксис

Манчестер синтаксисі – фрейм тілдеріне ұқсас стильдегі, адам оқуға қолайлы, ықшам синтаксис. OWL және OWL2 үшін түрленулер қол жетімді. Барлық OWL және OWL2 онтологияларын осы синтаксис арқылы бейнелеу мүмкін емес.

Мысалдар

W3C OWL 2 Веб-онтология тілі синтаксис мысалдарымен қамтамасыз етеді.

Сипаттама логикасына қатынасы

OWL кластары сипаттама логикасы (DL) ұғымдарына сәйкес келеді, OWL қасиеттері DL рөлдеріне сәйкес келеді, ал жеке тұлғалар OWL және DL терминологиясында бірдей аталады. Бастапқыда «АЖК» (IS A) өте қарапайым болды. Бірақ бүгінде осы мұрагерлік байланыстың мағыналары, білімді бейнелеу жүйелерінің санындай көп. |Ronald J. Brachman| «АЖК» дегеніміз не және не емес

Алғашқы үлкен онтологияларды құру әрекеттері нақты анықтамалардың жетіспеуінен қиналды. OWL отбасының мүшелері модельдік теориялық формальды семантикаға ие, сондықтан олардың логикалық негіздері де берік. Сипаттама логикасы – бірінші реттік логиканың шешілетін фрагменттерінің бір тобы, олар тартымды және жақсы түсінілген есептеу қасиеттеріне ие. OWL DL және OWL Lite семантикасы DL-ге негізделген. Олар онтологияларды сипаттау және алмасу үшін синтаксисті және оларға мағына беретін формальды семантиканы біріктіреді. Мысалы, OWL DL сипаттама логикасына, ал OWL 2 сәйкес логикаға сәйкес келеді. Осы DL үшін дұрыс, толық және аяқталатын қорыту жүйелері (яғни онтологиядағы білімнің барлық салдарынан шығаруға кепілдік берілген жүйелер) бар.

RDFS-пен байланыс

OWL Full RDF Schema (RDFS) стандартымен үйлесімді болуға және қолданыстағы ресурстарды сипаттау тілінің (RDF) сөздігін толықтыруға арналған. Модель теориясы RDF үшін формалды семантиканы анықтайды. Бұл интерпретация RDF және RDFS сөздіктерінің мағынасын береді. Осылайша, OWL Full онтологияларының мағынасы RDFS мағынасын кеңейту арқылы анықталады, ал OWL Full – RDF-тің семантикалық кеңейтімі болып табылады.

Ашық әлем болжамы

[Жабық] әлемнің болжамы біз білмейтін барлық нәрсе жалған екенін білдіреді, ал ашық әлемнің болжамы біз білмейтін барлық нәрсе анықталмаған деп есептейді. OWL отбасының тілдері ашық әлемнің болжамын қолданады. Ашық әлемнің болжамы бойынша, егер бір мәлімдеме қазіргі біліммен шын екені дәлелденбесе, оны жалған деп қорытынды жасауға болмайды.

Басқа тілдермен салыстыру

Реляциялық деректер қоры бірдей атрибуттары бар түбірлер жиынтығынан тұрады. SQL — реляциялық деректер қорына сұраныс жасау және басқару тілі. Prolog — логикалық бағдарламалау тілі. Екеуі де жабық әлем туралы болжамды қолданады.

Шектеулер

N-адамдық қатынастарға тікелей тілдік қолдау жоқ. Мысалы, модельдеушілер қатынастың сипаттамаларын беруді, екі адамнан артық адамдарды байланыстыруды немесе бір жеке тұлғаны тізіммен байланыстыруды қалауы мүмкін. Мұны OWL-де істеу мүмкін емес. Олар формальды семантикадан тыс мағынаны енкодирлейтін үлгіні пайдалануға мәжбүр болуы мүмкін.