Описание знания при помощи онтологий

Термин онтология давно уже стал модным в научной литературе. В первом его значении – как описание существенных свойств предметной области – он употреблялся в отечественной лингвистической литературе более двадцати лет назад. Для изучения языка как общественного явления это означало описание реальных коммуникативных процессов, происходящих в обществе. Особенности этого подхода (его условно можно назвать онтологическим) хорошо можно видеть на примере коммуникативных процессов, реализованных при помощи текстов в обществе.

Онтология в описанном выше смысле может рассматриваться как представление в интуитивно понимаемых терминах о предметной области для определенных целей.

Однако практика научных исследований показала, что для достаточно сложных предметных областей часто необходима структура, занимающая промежуточное положение между представлением о том, что существует в действительности и строго формализованной теорией. Такая структура также называется онтологией, это второе, новое значение этого термина. Такая онтология лежит между тем, что должно быть представлено и его теоретическим обобщением.

По-видимому, это вполне соответствует той функции, которую необходимо реализовать в рамках проекта Semantic Web для простого, общедоступного способа описания знаний.

Форма онтологии оказалась достаточно удобной, так как, являясь, с одной стороны, достаточно сложно организованной знаковой структурой, описывающей элементарное знание о ПО, онтология выступает, с другой стороны, в качестве исходного материала для получения новых эмпирических знаний, полученных в процессах деятельности.

По сути дела, онтология - это специальным образом организованная семиотическая система, имеющая в качестве набора денотатов некоторые объекты предметной области, их свойства и отношения. Классическим и общепринятым является определение Грубера онтологии как концептуализации предметной области. Действительно, если привести классический и простой пример, то для торговли компакт-дисками в Интернете между продавцом и покупателем должны быть определены основные понятия: компакт-диск, его автор, название, цена и т.д. и отношения между ними. Это и есть онтология в самой простой форме.

Сейчас наиболее распространенным, свободно доступным и, можно даже сказать, стандартным является редактор онтологий Protégé, созданный в Стенфордском университете. В руководство по его использованию входит подробная инструкция, как сделать свою первую онтологию.

Онтология, в свою очередь, может рассматриваться как многоуровневый объект, состоящий из нескольких высокоуровневых онтологий, доступных всем пользователям Сети, дополненных специфическими для данной области понятиями. Онтология, как правило, описывает специфику определенной области деятельности и динамично развивается вместе с этой областью.

Как уже говорилось, онтология – это формальное явное описание понятий рассматриваемой предметной области. Важным моментом в этом определении является то, что с помощью онтологии мы описываем именно рассматриваемуюпредметную область. Нам не обязательно пояснять все возможные в данной ситуации понятия, и, тем более, понятия, не относящиеся непосредственно к данному контексту. Онтология должна содержать только необходимую информацию и, по возможности, ничего лишнего.

Онтологии необходимы для повторного использования знаний. В онтологиях широко применяется наследование. В частности, поэтому для разработки онтологии удобно использовать объектно-ориентированный язык, наподобие Java.

Другим важным применением онтологий является разделение общих теоретических понятий предметной области и конкретных прикладных понятий. В качестве примера можно рассмотреть процесс сборки компьютера из комплектующих. Этот процесс является конкретизированным приложением общего процесса сборки некоторой системы из компонент. Этот общий процесс в большинстве случаев будет удобно вынести в отдельную онтологию.