1. Ontology Matching
Bahareh-Behkamal
Summer 89

2. بیان مساله

3. ضرورت همگون‏سازی داده‏ها در وب معنایی
تعامل بين منابع داده‏ای ناهمگون در وب معنایی امری انکارناپذیر است.
اکثر منابع داده‏های در وب معنایی بر اساس آنتولوژی‏ها مدل می‏شوند.
آنتولوژی به زبانها و روشهای مختلف و توسط افراد و توسعه‏دهندگان متفاوتی مدل می‏شوند.
در عمل آنتولوژی‏های متفاوت بسیاری در یک حوزه خاص ایجاد خواهد شد.
برای ایجاد زیرساختی مناسب برای انجام تعاملات در وب معنایی بایستی آنتولوژی‏های متفاوت ایجاد شده را به صورت یکپارچه‏ای در آوریم.

4. روش‏های یکپارچه‏سازی آنتولوژی‏ها
روش اول : ادغام آنتولوژی‏ها
هدف از این روش، ایجاد یک آنتولوژی منسجم و یکدست از آنتولوژی‏های متفاوت ایجاد شده در یک حوزه مشخص می‏باشد.
روش دوم : تطیبیق آنتولوژی‏ها
هدف از این روش، یافتن روابط و یا شباهتهای موجود بین موجودیت‏های آنتولوژی‏های متفاوت است.

5. نمونه‏ای از آنتولوژی‏های متفاوت ایجاد شده در یک حوزه یکسان
Example: Two ontology created in hardware component:
O1 : Processor– main board
O2 : central processing unit – mother board

6. عناصر تشکیل دهنده آنتولوژی
مفاهیم (Concept)
کلاس
نمونه
ویژگیها (Property)
Property Object
Data type Property
روابط (Relation)

8. تطبیق آنتولوژی‏ها (Ontology Matching)
اين فرآيند، دو يا چند آنتولوژي با موجوديتهاي مجزا را به عنوان ورودي مي‏گيرد و روابط ویا شباهتهای بين موجوديتها را مشخص مي‏كند.
ورودی‏ها كلاس، ويژگي، نمونه، قانون، مسند و...
روابط معادل بودن (=)، جامع‏تربودن ، خاص‏تر بودن ،
عدم تطابق و همپوشاني می باشد .
شباهت‏‏ها میزان شباهت بر اساس عددی در بازه [0,1]

9. فرايند تطبيق ( Matching Process)
فرايند تطبيق به عنوان يك تابع f در نظر گرفته مي شود كه بعنوان ورودي، دو آنتولوژي o ,o' ، يك مجموعه ازپیش بینی‏ها و منابع r را دریافت می‏کند و یک همترازی A بین o , o' را بر می‏گرداند. شكل زیر فرآيند تطبيق را نشان مي‏دهد :

10. شباهت یا تناظر ( Correspondence)
یک شباهت بین یک موجودیتe متعلق به آنتولوژی o و یک موجودیت e‘ متعلق به آنتولوژی o' یک 5تایی بصورت <id, e, e', R, conf> است که:
id : یک مشخصه منحصر به فرد از شباهت است.
e ,e' : موجودیتهایی از آنتولوژی‏های o, o' هستند .
:R یک رابطه (معادل بودن ، بزرگتر بودن ، عدم تطبیق ، همپوشانی) بین موجودیتهای e ,e' است.
Conf: یک معیار اطمینان بین موجودیت‏های e, e' است که معمولا در بازه [0, 1] می باشد.

11. همترازی ( Alignment )
یک همترازی از آنتولوژی‏های o,o' ، یک مجموعه از شباهتها بین موجودیتهای موجود در o,o' می‏باشد.
با توجه به نوع ورودی و ابزار تطبیق دهنده ، همترازی‏ها بصورت :
مبتنی بر نام
مبتنی بر ساختار
مبتنی بر معنا

13. چالش‏های موجود در تطبیق آنتولوژی‏ها
ارزيابي آنتولوژی‏هایی با حجم بالا
راه حلهای مقیاس پذیری
پارتیشن بندی
كشف دانش پيش زمينه‏ای از بین رفته
مشخص كردن گزاره‏هاي از دست رفته به طور دستي به عنوان یک عمل پيش پردازش قبل از انجام تطبيق
استفاده مجدد از نتايج بدست آمده از تطبيق‏های قبلی
پرس وجو از وب
استفاده از آنتولوژي‏هاي سطح بالای موجود در حوزه کاربردی مورد نظر
عدم قطعيت در تطبيق آنتولوژي‏ها
کاهش عدم قطعیت با تکرار الگوریتم‏های تطبیق در مراحل مختلف
فرض‏هاي اوليه تقویت یا تضعیف می شوند.

14. چالشهای موجود در تطبیق آنتولوژیها
انتخاب تطبيق‏دهنده و خودپيكربندي
انتخاب تطبیق‏دهنده مناسب
تركيب تطبيق‏دهندگان
میزان‏سازی تطبیق دهنده‏ها
به دلیل پویایی محیط وب ، مشخصه‏های کاربردها بطور دائم در حال تغییر می‏باشند
نیاز به پیکربندی مجدد یک تطبیق دهنده در زمان اجرا
توصيف نتايج تطبيق
همترازيهايي ایجاد شده از ابزارهای تطبيق در بیشتر موارد براي كاربران انساني بصورت شهودی قابل درک نمی باشند.

15. ارزيابي تطبیق آنتولوژی‏ها
معیارهای مقبولیت
دقت (Precision)
با داشتن همترازی مرجع R ، دقت تعدادی از همترازی های A یک تابع بصورت P : A × A→ [0, 1] است که از رابطه زیر بدست می­ آید:
فراخوانی (Recall)
با داشتن همترازی مرجع R ، فراخوانی تعدادی از همترازی های A یک تابع بصورت R : A × A→ [0, 1] است که از رابطه زیر بدست می­آید :
معیار-f (Measure -F )
با داشتن همترازی مرجع R ، دقت و فراخوانی، Measure -F تعدادی از همترازی های A از رابطه زیر بدست می­آید:

16. معیارهای مرتبط با کاربر
معیارهای کارایی
زمان
حافظه
معیارهای مرتبط با کاربر
نیازبه دانش فرد خبره برای ارزیابی نهایی همترازیهای ایجاد شده
دستی
نیمه خودکار
روش‏های خودکار
معیارهای مرتبط با کار
بررسی مناسب بودن روش انتخاب شده برای یک مورد کاربردی خاص

17. ارزيابي تطبیق دهندگان
افزایش تعداد روش‏های ارائه شده برای تطبیق آنتولوژی‏ها
نیاز به ایجاد یک توافق عام برای ارزیابی تطبیق دهندگان مختلف
ارزیابی روش‏های جدیدی پیشنهاد
سازمان آغازگر ارزیابی همترازسازی آنتولوژی ها (OAEI)
Ontology Alignment Evaluation Initiative

18. مهمترین اهداف OAEI http://oaei.ontologymatching.org
مشخص کردن نقاط قوت و ضعف سیستمهای تطبیق
مقایسه کارایی سیستم‏های موجود
افزایش ارتباط بین ایجاد کنندگان الگوریتم
بهبود تکنیکهای ارزیابی
بهبود عملکرد تطبیق/همترازسازی آنتولوژیها

19. معرفی تعدادی از ابزارهای تطبیق
DSSim
AROMA
SAMBO
Falcon-AO
Cupid
RIMOM
ASMOV
OLA
S-MATCH
LILY
Anchor-Prompt
Prior+
…..

20. Accuracy of ASMOV vs. OAEI 2008 entrants

21. مراجع [1] M. Davis, "Semantic Wave 2008 Report," July 2008.
[2] M. Ehrig, "Ontology Alignment: Bridging the Semantic Gap," springer, 2007.
[3] E. Rahm and P. Bernstein, "A survey of approaches to automatic schema matching," VLDB Journal, vol. 10, pp. 334–350, 2001.
[4] J. Euzenat and P. Shvaiko, "Ontology matching," Springer-Verlag, 2007.
[5] v. mascardi, a. locoro, and p. rosso, "automatic ontology matching via upper ontologies:a systematic evaluation," 2009.
[6] K. Kotis and M. Lanzenberger, "Ontology Matching: current status, dilemmas and future challenges " Conference on Complex, Intelligent and Software Intensive Systems (CISIS), 2008.

22. [7]W. Hu and Y. Qu, "Falcon-AO: A practical ontology matching system," vol. 6, pp September 2008.
[8] Y. R. Jean-Marya, E. P. Shironoshitaa, and M. R. Kabuka, "Ontology matching with semantic verification," Web Semantics: Science, Services and Agents on the World Wide Web vol. 7, pp September 2009.
[9] J. Li, J. Tang, Y. Li, and Q. Luo, "RiMOM: A Dynamic Multistrategy Ontology Alignment Framework," IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering, vol. 21, pp , August 2009.
[10] M. H. S. a. M. Aono, "Anchor-Flood," Ontology Alignment Evaluation Initiative 2008.
[11] M. Nagy, M. Vargas-Vera, and E. Motta, "DSSim-ontology mapping with uncertainty " Ontology Alignment Evaluation Initiative 2008.