Виды онтологии

Рассмотрим некоторые из типов онтологии в порядке от менее формализованных ресурсов к более формализованным (Lassilla, McGuinness, 2001).

Уже словарь с определениями, глоссарий может рассматриваться как онтология с пустым множеством отношений (Гаврилова, Хорошевский, 2000; Хорошевский, 2002). Простейшая модель онтологии с отношениями строится обычно на основе отношений класс-подкласс. Такие модели часто называются таксономиями.

Возможно построение онтологии и на других типах отношений, например на основе отношения часть-целое. В этом случае такая онтология называется партономией.

Рубрикаторы представляют собой иерархически организованные онтологии. При этом отношения между рубриками не сводятся к одному и тому же типу отношений, смысл отношений между разными рубриками может различаться.

Информационно-поисковые тезаурусы также рассматриваются как онтологические ресурсы. Такие тезаурусы имеют обычно таксономические отношения, а также ряд дополнительных отношений. Как мы уже указывали, часто в тезаурусах происходит совмещение под одним именем отношения выше-ниже разного рода отношений, то есть отношения устанавливаются не всегда формальным образом.

Тезаурусы типа WordNet, особенно классификация существительных, также рассматриваются как ресурсы онтологического типа; структура Принстонского WordNet достаточно интенсивно обсуждалась с формальных онтологических позиций. Некоторые изменения, вносимые в следующие версии этого ресурса, вызваны именно такого рода обсуждением -например выделение из отношений гипонимии-гиперонимии отношений класс-экземпляр.

Часто возникает вопрос, можно ли кратко сформулировать основные особенности тезаурусов как вида онтологических ресурсов. Рассмотренные виды тезаурусов (тезаурус Роже, информационно-поисковые тезаурусы, тезаурусы типа WordNet) позволяют выделить следующие отличительные особенности этого вида онтологических ресурсов:

-        единицы тезаурусов имеют тесную связь с естественным языком, обычно снабжаются вариантами их выражения на естественном языке;

-        тезаурусы обычно не имеют внутренней структуры понятий, то есть представления свойств и атрибутов в виде фреймов. Знания о мире, предметной области представлены в виде отношений между понятиями;

-        аксиомы (правила вывода) сводятся к свойствам транзитивности и наследования.

Следующий тип онтологических моделей - это модели с некоторым широким набором отношений. Такие модели могут иметь или не иметь представление свойств и атрибутов понятий в виде фреймов. Для разных видов отношений может указываться кардинальность (соотношение количеств экземпляров связываемых сущностей) и модальность (возможность/обязательность) связей.

Большей выразительностью обладают онтологии, включающие ограничения на область значений свойств. Значения свойств берутся из некоторого предопределенного множества (целые числа, символы алфавита) или из подмножества концептов онтологии (множество экземпляров данного класса, множество классов). Можно ввести дополнительные ограничения на то, что может заполнять свойство.

В целом, с необходимостью выразить больше информации, выразительные средства онтологии (и ее структура) усложняются. Например, может потребоваться заполнить значение какого-либо свойства экземпляра, используя математическое выражение, основанное на значениях других свойств и даже на других экземплярах. Многие онтологии позволяют объявлять два и более классов дизъюнктивными (непересекающимися). Это означает, что у данных классов не существует общих экземпляров.

Наиболее формализованные онтологии представляют собой логические теории, построенные на произвольных логических утверждениях о понятиях - аксиомах. Для описания таких формальных онтологии применяются различные логики (дескриптивные логики, модальные логики, логика предикатов первого порядка) и различные языки описания онтологии DAML+OIL, OWL, CycL, Ontolingua.

Такие онтологические ресурсы, как тезаурусы, рубрикаторы, понятия которых не определяются полностью в терминах формальных свойств и аксиом, иногда называются легкими онтологиями (lightweight ontologies) (Gomez-Perez и др., 2001). Дж. Сова (http://www.jfsowa.com/ontology/ontoshar.htm) называет такие онтологии терминологическими онтологиями. Приверженцы формальных подходов считают такие легкие онтологии не настоящими онтологиями, а ресурсами онтологического типа.

Для отражения спектра онтологии по степени формальности представления, использованию тех или иных формальных элементов часто используются диаграммы, похожие на диаграмму рис. Каждая точка соответствует наличию некоторых ключевых структур в онтологии, отличающих ее от других точек на спектре. Косая черта условно отделяет онтологии от других ресурсов, имеющих онтологический характер.