Semantiskais tīmeklis ––––––––––––––––– Semantic Web 4/19/2018 7:45 AM Semantiskais tīmeklis ––––––––––––––––– Semantic Web Andrejs Lesovskis ©2005 Microsoft Corporation. All rights reserved. This presentation is for informational purposes only. Microsoft makes no warranties, express or implied, in this summary.

Lekcijas plāns Ontoloģijas Taksonomijas Tēzauri OWL valoda

Semantiskā tīmekļa slāni

Ontoloģija un ontoloģijas (1) Ontoloģija definē terminus, kas tiek izmantoti, lai aprakstītu un attēlotu zināšanu nozari Ontoloģija arī ir modelis (konceptu kopa), kas satur šo terminu jēdzienus Tādejādi, ontoloģija definē vārdnīcu un vārdnīcas jēdzienu. Cilvēki, datu bāzes un programmas izmanto ontoloģijas, lai apmainītos ar informāciju no noteiktiem domēniem Domēns: konkrētā zināšanu nozare (piemēram, medicīna, nekustams īpašums, finansu pārvaldība, utt). Ontoloģijas iekļauj domēna konceptu definīcijas un relācijas starp šiem konceptiem, kuras var izmantot datori Tās iekodē domēna zināšanas (modular) Zināšanas, kas aptver domēnus (composable) Zināšanas var tikt atkārtoti izmantotas (reusable)

Ontoloģija un ontoloģijas (2) 4/19/2018 7:45 AM Ontoloģija un ontoloģijas (2) "Ontoloģijas definē pamatkonceptus un attiecības, kas veido konkrētas nozares tematisku vārdnīcu, un noteikumus konceptu un attiecību apvienošanai, lai nodefinētu vārdnīcas paplašinājumus." "Ontoloģija ir formāla, skaidra koplietojamas konceptualizācijas specifikācija." ©2005 Microsoft Corporation. All rights reserved. This presentation is for informational purposes only. Microsoft makes no warranties, express or implied, in this summary.

Ontoloģiju pielietošana (1) Bioinformātikā Open Biomedical Ontologies Consortium (GO, MGED) Gene Ontology Project Sequence Ontology Project Graphic showing protein functional domains (sequences of amino acids?); the identifying characteristics of different proteins.

Ontoloģiju pielietošana (2) Medicīnā Terminoloģiju izveidošana un uzturēšana. Piemēram, Snomed, NCI un Galen. - Example from project to (semi-) automate the annotation of MRI images of the brain - FMA derived ontology used to capture knowledge of brain anatomy Frontal Lobe Temporal Lobe Parietal Lobe Occipital Lobe Central Sulcus Lateral Sulcus

Ontoloģiju pielietošana (3) Sarežģītas un daļēji strukturētas informācijas organizēšana: UN-FAO, NASA, Ordnance Survey, General Motors, Lockheed Martin, …

"Big O" Ontoloģija un "small o" ontoloģija 4/19/2018 7:45 AM "Big O" Ontoloģija un "small o" ontoloģija "Big O" Ontoloģija ir filozofijas disciplīna. "Little o" ontoloģija ir informācijas tehnoloģiju disciplīna. ©2005 Microsoft Corporation. All rights reserved. This presentation is for informational purposes only. Microsoft makes no warranties, express or implied, in this summary.

Ontoloģija un ontoloģijas (2) 4/19/2018 7:45 AM Ontoloģija un ontoloģijas (2) Terminu ontoloģija izmanto, lai aprakstītu modeļus ar atšķirīgām detalizācijas (struktūrizācijas) pakāpēm: Mazāka d. p.: taksonomijas (Semio/Convero, Yahoo hierarchy, UNSPSC), datu bāzes shēmas un metadatu shēmas (ICML, ebXML, WSDL). Lielāka d. p.: tēzauri (WordNet, CALL, DTIC), konceptuālie modeli (OO models, UML). Vēl lielāka d. p.: loģiskās teorijas (Ontolingua, TOVE, CYC, Semantic Web). ©2005 Microsoft Corporation. All rights reserved. This presentation is for informational purposes only. Microsoft makes no warranties, express or implied, in this summary.

Ontoloģiju spektrs (1) Stiprā semantika Vājā semantika Loģiskā teorija Modal Logic First Order Logic Loģiskā teorija Is Disjoint Subclass of with transitivity property Description Logic DAML+OIL, OWL UML Konceptuāls modelis Is subclass of RDF/S Semantic Interoperability XTM Extended ER Tēzaurs Has narrower meaning than ER DB Schemas, XML Schema Structural Interoperability Taksonomija Is sublassification of Relational Model, XML Syntactic Interoperability Vājā semantika

Ontoloģiju spektrs (2) Stiprā semantika Vājā semantika Loģiskā teorija Modal Logic First Order Logic Loģiskā teorija Problēma: ļoti vispārēja Semantiskā ekspresivitāte: ļoti augsta Is Disjoint Subclass of with transitivity property Description Logic DAML+OIL, OWL UML Konceptuāls modelis Problēma: vispārēja Semantiskā ekspresivitāte: augsta Is subclass of RDF/S Semantic Interoperability XTM Extended ER Tēzaurs Problēma: vispārēja Semantiskā ekspresivitāte: vidēja Has narrower meaning than ER DB Schemas, XML Schema Structural Interoperability Taksonomija Problēma: lokāla Semantiskā ekspresivitāte: vāja Is sublassification of Relational Model, XML Syntactic Interoperability Vājā semantika

Jēgas (signifikācijas) trīsstūris <John_Smith > Koncepts Semantika:Jēdziens Norāde/ Apzīmējums Apraksts Termins Reālās pasaules referents “John” + “Smith” Sintakse:Simboli Pragmatika:Pielietošana Paplašinājums

Termins “Transportlīdzeklis” Termins un koncepts Termins (terminoloģija): Dabiskās valodas vārdi vai frāzes, kas norāda jēdzienu. Sintakse, kura aizstāj vai indicē semantiku (jēdzienu). Koncepts: Semantiskā vienība (jēdziens), mezgls (entītija) vai saite (attiecība) zināšanu attēlošanas modeļos Termins “Transportlīdzeklis” Koncepts Transportlīdzeklis Koncepts Autotransports Koncepts Automobilis Termins “Automobilis” Termins “Automašīna” Šaurāks nekā Sinonīms Terminu attiecības Ir apakšklase Konceptu attiecības

Taksonomija "Taksonomija (vispār.) – zinātniskās klasificēšanas pamatprincipu pētīšana; sistemātiskā klasificēšana; piemērām: sakārtotā augu un dzīvnieku klasificēšana, kas atbilst to dabiskām attiecībām." " Taksonomija (inf. tehn.) – informācijas entītiju klasificēšana hierarhijas formā, lai tā atbilstu attiecīgajām reālās pasaules entītiju attiecībām."

Vājās taksonomijas Piemērs: direktoriju struktūra Piemērs: UNSPSC 4/19/2018 7:45 AM Vājās taksonomijas Piemērs: direktoriju struktūra Nav nav stingri noteiktas semantikas vecāks-bērns attiecībām: nenoteiktas apakšklasificēšanas attiecības. Nav vispārināšanas / specializācijas taksonomija. Piemērs: UNSPSC ©2005 Microsoft Corporation. All rights reserved. This presentation is for informational purposes only. Microsoft makes no warranties, express or implied, in this summary.

Stipras taksonomijas Saskanīgā semantika vēcāks-bērns attiecībām: Narrower than (terminiem) vai Subclass (konceptiem) attiecības. Vispārināšanas/specializācijas taksonomija.

Stipru taksonomiju piemēri menedžeris objekts aģents persona darbinieks organizācija

Tēzaurs "Tēzaurs – ir pārvaldāma vārdnīca, kas ir sakārtota noteiktā secībā un strukturētā tā, lai varētu attēlot un identificēt ar standartiem attiecību indikatoriem ekvivalentas, homogrāfiskas, hierarhiskas un asociatīvas attiecības starp terminiem.“ ANSI/NISO Monolingual Thesaurus Standard

Tēzauru terminu attiecības

Tēzaura piemērs no CALL imagery aerial imagery infrared imagery radar imagery combat support equipment radar photography moving target indicators intelligence and electronic warfare equipment Narrower than Related to imaging systems imaging radar infrared imaging systems

Tēzaurs un ontoloģija Ontoloģija Koncepts Tēzaurs Reālās pasaules Pārvaldāmā vārdnīca Termini Relācijas Ontoloģija Koncepts Loģiskā-konceptuāla Semantika (stipra) Tēzaurs Reālās pasaules referenti Termins ‘Semantiskās attiecības: Equivalent = Used For (Synonym) UF Broader Term/BT Narrower Term/NT Related Term/RT Logical Concepts Entītijas Relācijas Īpašības Aksiomas Semantiskās attiecības: Subclass Of Part Of Arbitrary Relations Meta-Properties on Relations Terminu Semantika (vāja)

WordNet Princeton WordNet (PWN) tiek definēts kā leksikalizētu jēdzienu semantisks tīkls. Tika izstrādāts Prinstonas universitātē psiholoģijas profesora Dž. Millera vadībā. PWN ir nekomerciāls, atvērts projekts.

WordNet

Konceptuālais modelis (UML piemērs)

Ontoloģiju attēlošanas līmeni Valoda Meta-Level to Object-Level Ontoloģijas (Vispārējās) Meta-Level to Object-Level Zināšanu bāze (Konkrētās zin.) 26

Web Ontology Language (OWL) 4/19/2018 7:45 AM Web Ontology Language (OWL) Ir DAML+OIL valodas revīzija. Ir W3C rekomendācija. Eksistē 3 valodas versijas: OWL Lite OWL DL OWL Full ©2005 Microsoft Corporation. All rights reserved. This presentation is for informational purposes only. Microsoft makes no warranties, express or implied, in this summary.

OWL’am izvirzītie mērķi Labi definēta sintakse Efektīvas spriešanas atbalsts Formālās semantikas Pietiekami izteiksmīga valoda

RDFS trūkumi Nav eksistences/kardinalitātēs ierobežojumu Nav transitīvu, inversīvu un simetrisku īpašību; Speciālas īpašību iezīmības; Sarežģītāk atbalstīt spriešanu.

OWL entītijas un to attiecības

OWL klases <owl:Class rdf:ID="Continent"> <owl:oneOf rdf:parseType="Collection"> <owl:Thing rdf:ID="#Eurasia"/> <owl:Thing rdf:ID="#Africa"/> … </owl:oneOf> </owl:Class> <owl:Class rdf:ID="Opera"> <rdfs:subClassOf rdf:resource="#MusicalWork" /> </owl:Class>

OWL piemērs <owl:Class rdf:ID="mathCourse"> <rdfs:subClassOf> <owl:Restriction> <owl:onProperty rdf:resource= "#isTaughtBy"/> <owl:hasValue rdf:resource= "#949352"/> </owl:Restriction> </rdfs:subClassOf> </owl:Class>

OWL piemērs (2) <owl:Class rdf:ID="carnivore"> <rdfs:comment>Carnivores are exactly those animals that eat animals.</rdfs:comment> <owl:intersectionOf rdf:parsetype="Collection"> <owl:Class rdf:about="#animal"/> <owl:Restriction> <owl:onProperty rdf:resource="#eats"/> <owl:someValuesFrom rdf:resource="#animal"/> </owl:Restriction> </owl:intersectionOf> </owl:Class>

OWL piemērs (3) @prefix ex: <http://example.org>. ex:Canine rdf:type owl:Class. ex:Human rdf:type owl:Class. ex:Spike rdf:type ex:Canine. ex:Ryan rdf:type ex:Human.

OWL redaktori Protégé (Maryland Information and Network Dynamics Lab), Swoop (Stanford University), Emacs.

Rīki un infrastruktūra (1) Redaktori/vide: Oiled, Protégé, Swoop, Construct, Ontotrack, …

Rīki un infrastruktūra (2) Spriešanas sistēmas Cerebra, FaCT++, Kaon2, Pellet, Racer, … Pellet

Paldies par uzmanību! 4/19/2018 7:45 AM ©2005 Microsoft Corporation. All rights reserved. This presentation is for informational purposes only. Microsoft makes no warranties, express or implied, in this summary.