Modellierung von Ontologien

1. Modellierungvon Ontologien Jakob Voß Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)

2. Inhalt • Einführung • Arten von Ontologien • Gemeinsame Bestandteile • Arbeitschritte und Probleme • Sprachen und Werkzeuge • Zusammenfassung Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)

3. Ontologien allgemein Formale Beschreibung eines Begriffssystems. Unterschiede: Technik, Einsatz, Komplexität… Verwandt: Software- und Datenbankentwurf Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)

4. Gemeinsamkeiten Ontologien können je nach Einsatzzweck sehr unterschiedliche Strukturen haben. Dennoch lassen sich gemeinsame Konzepte ausmachen. Vorgehensweisen bei der Modellierung: - Nach gemeinsamen Anwendungen - Nach gemeinsamen Bestandteilen Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)

5. Ziele einer Ontologie - Verwaltung von Wissen • Klärung von Vorstellungen, um gemeinsam in einer Fachdomäne kommunizieren zu können • Informationsresourcen gemeinsam nutzen Welche Systeme gibt es dazu bereits? Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)

6. Beispiele und Vorlagen Arbeitsanweisungen, Unternehmensstruktur, Glossare, Fachwörterbücher, Normen Klassifikationen,Thesauri Terminologische Datenbanken Datenbankstrukturen Expertensystem Mind Maps Sematische Netze … Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)

7. 2. Arten von Ontologien Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)

8. Dokumentation Dokumentation ist die Sammlung, Ordnungund Verbreitung von Informationen jeglicher Art. Inhalte: Daten und Metadaten Techniken: Index, Klassifikation, Thesaurus… Beispiele: Kataloge, Fachdatenbanken, Google Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)

9. Datenbanken Strukturierte Menge von Daten und Systemezu ihrer automatischen Verarbeitung. Inhalte: Fakten, Relationen, Strukturen Mittel: Datenbankschemata, logische Regeln Einfache Tabellen bis hin zu Wissensbankenmit Interferenzmaschinen (Expertensysteme) Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)

10. Nachschlagewerke Meist themenbezogene Fachliteratur Form: Sprachliche Definitionen und Verweise Beispiele: Lexikon, Wörterbuch, Enzyklopädie Auch: Formulierte Vereinbarungen jeglicher Art Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)

11. Nicht-explizites Wissen Concept Maps / Mind Maps / …: Assoziative Erschließung von Sachgebieten (Brainstorming) Einprägsam und einfache Syntax (keine ;-) Daten Metadaten Ontologie RDF Dokumentation Datenbank Nachschlagewerk Format XML Volltexte Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)

12. 3. Gemeinsame Bestandteile Begriffe Relationen Regeln Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)

13. Terminologische Kontrolle Klärung der relevanten Objekte durchSammlung und Gruppierung von Begriffen Trennung von Begriff und Benennung Probleme: Homonyme, Synonyme, Polyseme Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)

14. Relationen Ermittlung der wesentlichen Relationen zur Strukturierung der Begriffe untereinander. Relationen sind selbst Begriffe, so dass Aussagen über Aussagen möglich sind: Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)

15. Relationsarten • Hierarchische Relationen • Generische Relation • Instanzrelation (Klasse/Instanz, Art/Gattung, …) • Vererbungsrelation (Oberklasse, Unterklasse) • Partitive Relation • Eigenschaftsrelation • Ordnungsrelation • Koordinative Beziehungen • Synonymien, Antynomie • Assoziationsbeziehungen Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)

16. Regeln Logische Aussagen über Begriffe und Relationen - Randbedingungen für Relationen (Transitivität, Symmetrie…) - Komplexere Konsistenz- und Schlussfolgerungsregeln Beispiel a-hat-x & y-p-x & p-subclass-partof => a-hat-y Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)

17. Sammlung von Begriffen - Bestehende Strukturen und Dokumente - Computerlinguistische Verfahren - Expertenbefragung Aufteilung in Begriffe, Relationen, Regeln Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)

18. Wiederverwertung Gibt es schon bestehendes? - Arbeitsersparnis - Datenaustausch - Standardisierung Auch in Teilen sinnvoll (Dublin Core) Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)

19. Das Diamond Problem Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)

20. 5. Sprachen und Werkzeuge - Sprachen: Ausdrucksstärke, Komplexität - Werkzeuge: Bedienug, Beschränkungen Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)

21. Repräsentationsformalismen Verschiedene Logiksprachen und Konzepte zur Wissensrepräsentation: KL-ONE, Loom, F-Logic, CyCL,Ontolingua, KIF, CGIF, O-Telos… OWL (aus DAML+OIL, basiert auf RDFS) Sind Regeln überhaupt immer formal? Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)

22. Software Protégé OntoEdit OilEdit … Thesaurus Software1 MindMap Software2 Terminologie Software3 1www.willpower.demon.co.uk/thessoft.htm 2www.mindmap.ch/software.htm 3www.iim.fh-koeln.de/dtp/ Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)

23. 6. Fazit und Bewertung - Modellierung von Ontologien ist interdisziplinär - Viele Verfahren sind aus anderen Bereichen bekannt (Dokumentation, Software- und DB-Entwicklung, Kognitionswissenschaft, KI…) - Teilweise fehlen noch einheitliche Standards (Regeln), diese jedoch nicht das Hauptproblem - Ontologien sind eigentlich nie fertig Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)

24. Quellen zur Demonstration RVK http://www.bibliothek.uni-regensburg.de/rvko_neu/ TerminosaurusRex http://bigmac.phil.uni-sb.de/trex/ Wordnet http://www.cogsci.princeton.edu/~wn/ Protégé http://protege.stanford.edu/ Jakob Voß: Grundlegende Aspekte des Semantic Web: Modellierung von Ontologien (27.1.2003)