Определения онтологии

Термин «онтология» имеет 2 значения:

Онтология 1. - Философская дисциплина, изучающая наиболее общие характеристики бытия и сущностей.

Онтология 2. - Структура, артефакт, который описывает значения элементов некоторой системы.

На данном сайте мы будем использовать слово онтология во втором значении: некоторый компьютерный ресурс, представляющий собой некое описание мировоззрения применительно к конкретной области интересов.

На формальном уровне онтология - это некоторая система, состоящая из набора понятий и набора утверждений об этих понятиях, на основе которых можно строить классы, объекты, отношения, функции и теории.

Одно из самых известных определений онтологии, сформулированное Т. Груббером, таково (Gruber, 1993):

Онтология - это точная спецификация концептуализации.

Концептуализация - это структура реальности, рассматриваемая независимо от словаря предметной области и конкретной ситуации. Например, если мы рассматриваем простую предметную область, описывающую кубики на столе, то концептуализацией является набор возможных положений кубиков, а не конкретное их расположение в текущий момент времени.

Более поздней модификацией определения Грубера является такое определение (Gomez-Perez и др., 2004):

Онтология - это формальная спецификация согласованной концептуализации.

Под согласованной концептуализацией подразумевается, что данная концептуализация не является частным мнением, а является общей для некоторой общности людей.

Сформулировано еще достаточно много разных определений онтологии (Клещев, Шалфеева, 2005). В работе (Guarino, Giaretta, 1995) было проанализировано семь различных определений онтологии и было предложено следующее определение:

Ontology is a logical theory which gives an explicit, partial account of a conceptualization (Онтология - это формальная теория, ограничивающая возможные концептуализации).

При всем различии подходов к определению онтологии многие авторы соглашаются в наборе основных ее компонентов. Основными компонентами онтологии являются:

-        классы или понятия;

-        атрибуты;

-        отношения;

-        аксиомы;

-        экземпляры.

Часто используется очень широкая трактовка классов (понятий) онтологии. При широкой трактовке утверждается, что классы (понятия онтологии) могут быть абстрактными и конкретными, элементарными и составными, реально существующими и воображаемыми. Другими словами, классом (понятием) может быть любая сущность, о которой может быть дана какая-либо информация (Corcho, Gomes-Perez, 2000).

Экземпляры (индивиды) представляют собой единичные сущности, принадлежащие классам онтологии.

Единицы онтологии (классы и экземпляры) могут иметь свойства - атрибуты. Каждый атрибут обычно имеет имя и значение и используется для хранения информации, которая специфична для данной единицы.

Отношения представляют тип взаимодействия между понятиями области. Они формально определяются как подмножество произведения n множеств: R: С1 х С2...х Сn. Пример бинарного отношения - отношение часть-целое. Различие между отношениями и атрибутами заключается в том, что отношения связывают между собой два класса, а атрибут описывает внутренние свойства объектов посредством конкретных значений.

Наиболее важным среди отношений в онтологиях является так называемое таксономическое отношение (также известное как отношение класс-подкласс, родовидовое отношение, is-a отношение).

Аксиомы (правила вывода) используются, чтобы записать высказывания, которые всегда истинны. Они могут быть включены в онтологию для разных целей, например для определения комплексных ограничений на значения атрибутов, аргументы отношений, для проверки корректности информации, описанной в онтологии, или для вывода новой информации.

Видно, что термину «онтология» удовлетворяет широкий спектр структур, представляющих знания о той или иной предметной области. В качестве в разной степени формализованных онтологии разными авторами рассматривается множество различных компьютерных ресурсов (Хорошевский, 2008; Welty и др., 1999; Клещев, Шалфеева, 2005; Obrst, 2003), в том числе и известных задолго до начала исследований по онтологиям: словари, рубрикаторы, тезаурусы.