87
Валькман Ю. Р. Валькман Ю. Р. [email protected]. ua ОНТОЛОГИИ: ОНТОЛОГИИ: формальное формальное и и неформальное неформальное

Валькман Ю. Р. [email protected]

  • Upload
    ryann

  • View
    65

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

ОНТОЛОГИИ: формальное и неформальное. Валькман Ю. Р. [email protected]. С О Д Е Р Ж А Н И Е 1. Введение и некоторые определения 2. Классификации онтологий 3. Онтологии для обработки текстов на ЕЯ 4. Об эволюции структур данных и знаний 5. Применение онтологий 6. Примеры - PowerPoint PPT Presentation

Citation preview

Page 1: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Валькман Ю. Р.Валькман Ю. Р[email protected]

ОНТОЛОГИИ:ОНТОЛОГИИ:формальное формальное

и и неформальноенеформальное

Page 2: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

С О Д Е Р Ж А Н И ЕС О Д Е Р Ж А Н И Е1. Введение и некоторые определения1. Введение и некоторые определения

2. Классификации онтологий2. Классификации онтологий

3. Онтологии для обработки текстов на ЕЯ3. Онтологии для обработки текстов на ЕЯ

4. Об эволюции структур данных и знаний4. Об эволюции структур данных и знаний

5. Применение онтологий5. Применение онтологий

6. Примеры6. Примеры

7. Разработка онтологий 1017. Разработка онтологий 101

8. Анализ формальных понятий8. Анализ формальных понятий

9. Модели представления знаний в БЗ9. Модели представления знаний в БЗ

Page 3: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

««Онтология - философское учение о бытии, его основах, Онтология - философское учение о бытии, его основах, принципах, структуре и закономерностях.принципах, структуре и закономерностях. В этом определении еще не нашел отражения тот факт, что в В этом определении еще не нашел отражения тот факт, что в начале 90-х годов этот термин был заново "осмыслен" ИИ. Для начале 90-х годов этот термин был заново "осмыслен" ИИ. Для данной области такая склонность к постоянному заимствованию данной области такая склонность к постоянному заимствованию ярких этикеток очень типична. ярких этикеток очень типична. С одной стороны, она обусловлена генетически, поскольку С одной стороны, она обусловлена генетически, поскольку началась с выбора не самого скромного названия для самой началась с выбора не самого скромного названия для самой области. области. С другой, это постоянное подбадривание себя и контекста ИИ С другой, это постоянное подбадривание себя и контекста ИИ частым введением броских "лейблов", переименовывающих нечто частым введением броских "лейблов", переименовывающих нечто начинающее приедаться специалистам и публике из-за слишком начинающее приедаться специалистам и публике из-за слишком медленного прогресса по существу. медленного прогресса по существу. Что-то вроде очередного перекрашивания того же автомобиля. Что-то вроде очередного перекрашивания того же автомобиля. В этом есть свой резон: в случае удачи автомобиль В этом есть свой резон: в случае удачи автомобиль

действительно начинает смотреться по-новому.действительно начинает смотреться по-новому. Итак, ИИ решил расширить горизонты и поднять до "основ бытия" Итак, ИИ решил расширить горизонты и поднять до "основ бытия" уровень своего направления, занимавшегося уровень своего направления, занимавшегося формальными формальными моделями (описаниями) знаний о какой-либо области, переименовав моделями (описаниями) знаний о какой-либо области, переименовав их в Онтологииих в Онтологии.» .»

КЕНТАВР ПО ИМЕНИ ТЕОН:ТЕЗАУРУС+ОНТОЛОГИЯКЕНТАВР ПО ИМЕНИ ТЕОН:ТЕЗАУРУС+ОНТОЛОГИЯА.С. НариньяниА.С. Нариньяни

Page 4: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Отношения «ВОтношения «ВІ - І - КМ»КМ»в в контекстеконтексте «интеллектуальности» «интеллектуальности»

BI

I

КМ

К

КBAI

Page 5: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Двухэтажная языковая модель Двухэтажная языковая модель действительности действительности В. ТурчинаВ. Турчина

Page 6: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

В зависимости от того, какого типа язык В зависимости от того, какого типа язык используется, можно говорить о используется, можно говорить о неформальном и формальном мышлении.неформальном и формальном мышлении.

ПриПри неформальном мышлениинеформальном мышлении языковые языковые объекты важны главным образом постольку, объекты важны главным образом постольку, поскольку они вызывают у нас определенные поскольку они вызывают у нас определенные комплексы представлений. Слова здесь — комплексы представлений. Слова здесь — веревочки, дергая за которые мы извлекаем из веревочки, дергая за которые мы извлекаем из памяти частицы нашего жизненного опыта, памяти частицы нашего жизненного опыта, переживаем их вновь, сопоставляем, переживаем их вновь, сопоставляем, сортируем и т. п. Результатом этой внутренней сортируем и т. п. Результатом этой внутренней работы является преобразование работы является преобразование представленийпредставлений S1 → S2S1 → S2, которое моделирует , которое моделирует перемены в окружающей средеперемены в окружающей среде R1 → R2R1 → R2. .

Page 7: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Это не значит, однако, что неформальное Это не значит, однако, что неформальное

мышление тождественно с безъязыковым. мышление тождественно с безъязыковым.

Во-первыхВо-первых, уже само расчленение потока , уже само расчленение потока

ощущений зависит от системы понятий, ощущений зависит от системы понятий,

фиксированной в языке. фиксированной в языке.

Во-вторыхВо-вторых, и в процессе преобразования, и в процессе преобразования S1 → S2S1 → S2

«натуральный вид» языкового объекта — «натуральный вид» языкового объекта —

слово — играет немаловажную роль: мы очень слово — играет немаловажную роль: мы очень

часто пользуемся ассоциацией именно между часто пользуемся ассоциацией именно между

словами, а не представлениями. Поэтому словами, а не представлениями. Поэтому

формулу неформального мышления можно формулу неформального мышления можно

изобразить в видеизобразить в виде

(S1, L1) → (S2, L2).(S1, L1) → (S2, L2).

Page 8: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

При формальном мышлении мы оперируем с При формальном мышлении мы оперируем с языковыми объектами как с некоторыми языковыми объектами как с некоторыми самостоятельными и самодовлеющими самостоятельными и самодовлеющими сущностями, забывая на время об их семантике сущностями, забывая на время об их семантике и вспоминая о ней лишь тогда, когда надо и вспоминая о ней лишь тогда, когда надо интерпретировать полученный результат или интерпретировать полученный результат или уточнить исходные посылки. Формула уточнить исходные посылки. Формула формального мышления такова:формального мышления такова:

S1 → L1 → L2 → S2.S1 → L1 → L2 → S2.Для того чтобы формальное мышление Для того чтобы формальное мышление приводило к правильным результатам, приводило к правильным результатам, семантика языка должна обладать семантика языка должна обладать определенными свойствами, которые мы определенными свойствами, которые мы характеризуем такими терминами, как характеризуем такими терминами, как точность, определенность, однозначностьточность, определенность, однозначность. .

Page 9: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Об онтологияхОб онтологиях Экспликация концептуализации, специальная БЗ, семантическая сеть (в Дубне) и т. д.???

Ответ Мизогучи:Ответ Мизогучи: Позвольте мне процитировать фразу, найденную в моем архиве электронной почты по онтологии: (1) Представляет ли нечто - консенсус-знание некоторого сообщества людей?

(2) Используют ли его при ссылках на точно определенные термины?

(3) Представляет ли оно консенсус-знание некоторого сообщества агентов?

(4) Является ли используемый язык достаточно выразительным для людей, чтобы они могли сказать то, что они хотят?

Page 10: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

(5) Может ли оно быть использовано повторно в нескольких эпизодах решения проблем?

(6) Является ли оно стабильным?

(7) Может ли оно использоваться для решения множества проблем различного сорта?

(8) Может ли оно служить отправной точкой для конструирования множественных (в некотором смысле) приложений, включая новую базу знаний, схему базы данных, объектно-ориентированную программу?

Чем увереннее звучит ответ «Чем увереннее звучит ответ «дада» на эти » на эти вопросы, тем это НЕЧТО «вопросы, тем это НЕЧТО «онтологичнееонтологичнее».».

Page 11: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Онтология (артефакт)Онтология (артефакт)• Неформально, онтология представляет

собой некоторое описание взгляда на мир применительно к конкретной области интересов.

• Это описание состоит из терминов и правил использования этих терминов, ограничивающих их значения в рамках конкретной области

Page 12: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Типичная - одна из многих -характеристика Типичная - одна из многих -характеристика

читается так:читается так:

Онтология - это набор определений (на Онтология - это набор определений (на

формальном языке) фрагмента формальном языке) фрагмента

декларативных знаний, ориентированный декларативных знаний, ориентированный

на совместное многократное на совместное многократное

использование различными использование различными

пользователями в своих приложениях.пользователями в своих приложениях.

В онтологии вводятся термины, типы и В онтологии вводятся термины, типы и

соотношения (аксиомы), описывающие фрагмент соотношения (аксиомы), описывающие фрагмент

знания.знания.

Page 13: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Одно из самых известных определений Одно из самых известных определений

онтологии дал Том Грубер, звучит оно онтологии дал Том Грубер, звучит оно

следующим образом: следующим образом: Онтология — это точная Онтология — это точная

спецификация концептуализацииспецификация концептуализации..

Концептуализация — это структура Концептуализация — это структура

реальности, рассматриваемая независимо реальности, рассматриваемая независимо

от словаря предметной области и от словаря предметной области и

конкретной ситуации.конкретной ситуации. Например, если мы рассматриваем простую Например, если мы рассматриваем простую предметную область, описывающую кубики на предметную область, описывающую кубики на столе, то концептуализацией является набор столе, то концептуализацией является набор возможных положений кубиков, а не конкретное возможных положений кубиков, а не конкретное их расположение в текущий момент времени.их расположение в текущий момент времени.

Page 14: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Более поздней модификацией определения Более поздней модификацией определения

Грубера является такое определение: Грубера является такое определение:

ОнтологияОнтология — это формальная — это формальная

спецификация согласованной спецификация согласованной

концептуализации.концептуализации. Под согласованной концептуализацией Под согласованной концептуализацией

подразумевается, что данная концептуализация подразумевается, что данная концептуализация

не есть частное мнение, а является общей для не есть частное мнение, а является общей для

некоторой группы людей.некоторой группы людей.

Сформулировано еще достаточно много Сформулировано еще достаточно много

разных определений онтологии. разных определений онтологии.

Page 15: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Например, Никола Гуарино определяет Например, Никола Гуарино определяет

онтологию следующим образом: онтологию следующим образом: ОнтологияОнтология

— это формальная теория, — это формальная теория,

ограничивающая возможные ограничивающая возможные

концептуализации мира.концептуализации мира. Некоторые определения отражают способы, Некоторые определения отражают способы,

которыми авторы строят и используют которыми авторы строят и используют

онтологии, например: онтологии, например: ОнтологияОнтология — это — это

иерархически структурированное множество иерархически структурированное множество

терминов, описывающих предметную область, терминов, описывающих предметную область,

которое может быть использовано как исходная которое может быть использовано как исходная

структура для базы знаний.структура для базы знаний.

Page 16: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

НЕФОРМАЛЬНО ОНТОЛОГИЯНЕФОРМАЛЬНО ОНТОЛОГИЯ представляет представляет

собой некоторое описание взгляда на мир собой некоторое описание взгляда на мир

применительно к конкретной области интересов. применительно к конкретной области интересов.

Это описание состоит из терминов и правил Это описание состоит из терминов и правил

использования этих терминов, ограничивающих использования этих терминов, ограничивающих

их значения в рамках конкретной области.их значения в рамках конкретной области.

НА ФОРМАЛЬНОМ УРОВНЕ ОНТОЛОГИЯНА ФОРМАЛЬНОМ УРОВНЕ ОНТОЛОГИЯ — это — это

система, состоящая из набора понятий и набора система, состоящая из набора понятий и набора

утверждений об этих понятиях, на основе утверждений об этих понятиях, на основе

которых можно описывать классы, отношения, которых можно описывать классы, отношения,

функции и индивиды.функции и индивиды.

Page 17: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Онтологии связывают два существенных Онтологии связывают два существенных аспекта:аспекта:

определяют определяют формальную формальную семантикусемантику информации, информации, позволяя обработку позволяя обработку информации информации компьютеромкомпьютером

определяют семантику определяют семантику реального мирареального мира, позволяя, , позволяя, основываясь на общей основываясь на общей терминологии, связывать терминологии, связывать информацию, информацию, представленную в виде, представленную в виде, требуемом для требуемом для компьютерной обработки, компьютерной обработки, с информацией, с информацией, представленной в удобной представленной в удобной для восприятия человеком для восприятия человеком формеформе

Основной областью применения Основной областью применения онтологии является онтологии является интеграция интеграция

информацииинформации

Page 18: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Онтология в модели Ontolingua определяется Онтология в модели Ontolingua определяется кортежем: кортежем:

<С, R, I, A>,<С, R, I, A>, где где CC – множество – множество классовклассов как унарных как унарных

отношений над объектамиотношений над объектами, ,

R: C×…×CR: C×…×C – множество отношений, – множество отношений,

введённых как множества введённых как множества кортежей кортежей объектов, и функцийобъектов, и функций как особой как особой разновидности отношений, разновидности отношений,

II – множество индивидов, – множество индивидов,

AA – утверждения, определяющие классы и – утверждения, определяющие классы и

отношения. отношения.

Page 19: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Определения включают вербальные Определения включают вербальные

описания объектов и формальные описания наописания объектов и формальные описания на

языке языке KIFKIF (Knowledge Interchange Format). В (Knowledge Interchange Format). В

связи с выразительностью языкасвязи с выразительностью языка KIF KIF, ,

основанного на логике первого порядка, основанного на логике первого порядка,

спецификации на языке Ontolingua не поддаются спецификации на языке Ontolingua не поддаются

автоматическому логическому выводу дляавтоматическому логическому выводу для

многих задач. Разработка онтологий в этой многих задач. Разработка онтологий в этой

модели подчиняется специальной технике модели подчиняется специальной технике

дополнения непротиворечивых спецификаций.дополнения непротиворечивых спецификаций.

Page 20: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Онтологии в моделях, основанных на Онтологии в моделях, основанных на дескриптивной логике, составляют кортеж дескриптивной логике, составляют кортеж

<C, R, H<C, R, HCC , H , HRR, I, A>,, I, A>, где где CC – множество классов, – множество классов,

R: С×СR: С×С – множество свойств классов, – множество свойств классов,

HHCC: С×С: С×С – иерархия классов, – иерархия классов,

HHRR: R×R: R×R – иерархия отношений, – иерархия отношений,

I I – множество индивидов, – множество индивидов,

A A – множество аксиом над классами и – множество аксиом над классами и ограничений отношений. ограничений отношений. В некоторых моделях могут отсутствовать В некоторых моделях могут отсутствовать HR HR и/или и/или II, а , а AA составляют только конструкции определённых видов, составляют только конструкции определённых видов, предусмотренные в данной модели. Этот набор определяет предусмотренные в данной модели. Этот набор определяет сложность вывода в задачах непротиворечивости исложность вывода в задачах непротиворечивости ипоглощения спецификаций.поглощения спецификаций.

Page 21: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

O={C, R, A}O={C, R, A}где где O O — онтология, — онтология,

С С — совокупность концептов предметной — совокупность концептов предметной области, области,

RR — совокупность отношений между ними, — совокупность отношений между ними,

AA — набор аксиом (законов и правил, — набор аксиом (законов и правил, которые описывают законы и принципы которые описывают законы и принципы существования концептов).существования концептов). По глубине проработки все онтологии По глубине проработки все онтологии делятся на: делятся на:

«весомые»«весомые» онтологии (Heavy-weighted), онтологии (Heavy-weighted),

содержащие аксиомы содержащие аксиомы {C, R, A}{C, R, A}«легкие»«легкие» (Light-weighted), их не (Light-weighted), их не

содержащие содержащие {C, R}{C, R}

Page 22: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

«Соответствие между сообщением и информацией (информация передается посредством сообщения) не является взаимно-однозначным. Решающим для связи между сообщением Sсообщением S и информацией Iинформацией I является некоторое отображение int int (правило правило интерпретацииинтерпретации): ): Пусть {t1, … tn}{t1, … tn} – множество терминов, а V V – множество их возможных значений. Будем называть вербальным представлением информациивербальным представлением информации такое такое сообщениесообщение, которое имеет вид некоторого отображения множества терминов {t1, … tn}{t1, … tn} в множество значений VV. Смысл терминов t1, … tnt1, … tn может быть представлен концептуализацией Concконцептуализацией Conc таких вербальных представлений информации, которые имеют интерпретацию. Онтология есть явное описание (на некотором языке L) смысла Онтология есть явное описание (на некотором языке L) смысла терминов, неявно определенных концептуализацией терминов, неявно определенных концептуализацией Conc:Conc:

O = <Conc, L>».O = <Conc, L>».

Е.А. ШалфееваЕ.А. ШалфееваИнститут автоматики и процессов управления ДВО РАН, г. Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН, г. Владивосток, РоссияВладивосток, РоссияКлассификация структурных свойств онтологийКлассификация структурных свойств онтологий

Page 23: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

В проектировании онтологий условно можно выделить два направления, до некоторого времени развивавшихся отдельно. Первое связано с представлением онтологии Первое связано с представлением онтологии как как формальной системыформальной системы, основанной на , основанной на математически точных аксиомах. математически точных аксиомах. Второе направление развивалось в рамках Второе направление развивалось в рамках компьютерной лингвистики и когнитивной наукикомпьютерной лингвистики и когнитивной науки. . Там онтология понималась как система Там онтология понималась как система абстрактных понятий, абстрактных понятий, существующих только в существующих только в сознании человека,сознании человека, которая может быть которая может быть выражена на ЕЯ (или средствами какой-то другой выражена на ЕЯ (или средствами какой-то другой системы символов). При этом обычно не системы символов). При этом обычно не делается предположений о точности или делается предположений о точности или непротиворечивости такой системы.непротиворечивости такой системы.

Page 24: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Таким образом, существует два Таким образом, существует два альтернативных подхода к созданию и альтернативных подхода к созданию и исследованию онтологий. исследованию онтологий. Первый Первый (формальный) основан на логике (формальный) основан на логике (предикатов первого порядка, дескриптивной, (предикатов первого порядка, дескриптивной, модальной и т.п.). модальной и т.п.). Второй Второй (лингвистический) основан на (лингвистический) основан на изучении естественного языка (в частности, изучении естественного языка (в частности, семантики) и построении онтологий на больших семантики) и построении онтологий на больших текстовых массивах, так называемых корпусах. текстовых массивах, так называемых корпусах. В настоящее время данные подходы тесно В настоящее время данные подходы тесно взаимодействуют.взаимодействуют. Идет поиск связей, Идет поиск связей, позволяющих комбинировать соответствующие позволяющих комбинировать соответствующие методы. методы.

Page 25: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Поэтому иногда бывает сложно отделить Поэтому иногда бывает сложно отделить

лексические онтологии с элементами лексические онтологии с элементами

формальных аксиоматик от логических формальных аксиоматик от логических

систем с включениями лингвистических систем с включениями лингвистических

знаний.знаний.

Независимо от различных подходов Независимо от различных подходов

можно выделить 3 основных принципа можно выделить 3 основных принципа

классификации онтологий:классификации онтологий:

по степени формальности;по степени формальности;

по наполнению, содержимому;по наполнению, содержимому;

по цели создания.по цели создания.

Page 26: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

3. Онтологии для 3. Онтологии для обработки текстов на ЕЯ.обработки текстов на ЕЯ.

Лексические онтологииЛексические онтологии

Page 27: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Для того чтобы применить онтологию для Для того чтобы применить онтологию для

автоматической обработки текстов, в частности, автоматической обработки текстов, в частности,

для решения задач информационного поиска, для решения задач информационного поиска,

необходимо понятиям онтологии сопоставить необходимо понятиям онтологии сопоставить

набор языковых выражений (слов и набор языковых выражений (слов и

словосочетаний), которыми понятия могут словосочетаний), которыми понятия могут

выражаться в тексте. выражаться в тексте.

Процедура сопоставления понятий онтологий Процедура сопоставления понятий онтологий

и языковых выражений может быть и языковых выражений может быть

осуществлена различными способами.осуществлена различными способами.

Page 28: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

1.1. Во-первых, онтология может быть сделана Во-первых, онтология может быть сделана заранее, путем логической классификации, а заранее, путем логической классификации, а затем к ее элементам могут быть приписаны затем к ее элементам могут быть приписаны языковые единицы. языковые единицы. Так, например, Дуг Ленат (Doug Lenat), Так, например, Дуг Ленат (Doug Lenat), руководитель известного проекта в области руководитель известного проекта в области представления знаний представления знаний CycCyc, в рамках которого , в рамках которого предполагалось формализовать знания здравого предполагалось формализовать знания здравого смысласмысла (common sense) и использовать их, в (common sense) и использовать их, в частности, для обработки текстов на частности, для обработки текстов на ЕЯ, считает, что учет значений слов может ЕЯ, считает, что учет значений слов может только запутать ("words are often red herrings"), только запутать ("words are often red herrings"), что что значения слов делят мир неоднозначно, а значения слов делят мир неоднозначно, а линии деления происходят из самых различных линии деления происходят из самых различных причин: исторических, физиологических и т.п.причин: исторических, физиологических и т.п.

Page 29: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Предлагается создавать онтологию путем Предлагается создавать онтологию путем логического анализа, "сверху-вниз". При этом логического анализа, "сверху-вниз". При этом имена вводимых понятий (желательно) должны имена вводимых понятий (желательно) должны отражать те признаки, которые заложены в отражать те признаки, которые заложены в основу деления. основу деления. В результате получаются В результате получаются имена понятий имена понятий достаточно громоздкие, неестественныедостаточно громоздкие, неестественные, с ними , с ними трудно оперировать как разработчикам, так и трудно оперировать как разработчикам, так и возможным пользователям.возможным пользователям. Другая проблема такого подхода: приписывая Другая проблема такого подхода: приписывая языковые выражения логически обоснованной языковые выражения логически обоснованной системе понятий, мы получаем, что одно и то же системе понятий, мы получаем, что одно и то же слово может соответствовать слишком большо-слово может соответствовать слишком большо-му количеству таких "правильных" понятий в му количеству таких "правильных" понятий в зависимости от контекста, а значит, возникает зависимости от контекста, а значит, возникает излишняя многозначностьизлишняя многозначность лексической единицы. лексической единицы.

Page 30: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Кроме того, тогда как небольшие онтологии Кроме того, тогда как небольшие онтологии

могут быть построены методом сверху-вниз, могут быть построены методом сверху-вниз,

разработка подробных онтологий для реальных разработка подробных онтологий для реальных

приложений — задача нетривиальная. приложений — задача нетривиальная.

Более того, во многих предметных областях Более того, во многих предметных областях

знание, нужное для распространения и знание, нужное для распространения и

интеграции, интеграции, содержится в основном в текстахсодержится в основном в текстах. .

Из-за внутренних свойств человеческого языка Из-за внутренних свойств человеческого языка

непростой задачей является связать знания, непростой задачей является связать знания,

содержащиеся в текстах, с онтологиями, даже содержащиеся в текстах, с онтологиями, даже

если бы была построена подробная онтология если бы была построена подробная онтология

предметной области.предметной области.

Page 31: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Некоторые исследователи, такие как известный Некоторые исследователи, такие как известный британский лингвист Йорик Вилкс, считают, что британский лингвист Йорик Вилкс, считают, что "несмотря на то, что все авторы статей по "несмотря на то, что все авторы статей по онтологиям подчеркивают, что понятия онтологиям подчеркивают, что понятия являются кирпичиками любой онтологии, мы являются кирпичиками любой онтологии, мы манипулируем понятиями посредством слов. Во манипулируем понятиями посредством слов. Во всех онтологиях, которые известны, слова всех онтологиях, которые известны, слова используются для того, чтобы представлять используются для того, чтобы представлять понятия. Следовательно, то множество явлений понятия. Следовательно, то множество явлений в мире, которые не вербализованы, не могут в мире, которые не вербализованы, не могут быть смоделированы. Мы можем описать это быть смоделированы. Мы можем описать это явление как Онтологическую гипотезу Сепира-явление как Онтологическую гипотезу Сепира-Уорфа, то есть то, что не описывается словами, Уорфа, то есть то, что не описывается словами, не может быть отражено в онтологии".не может быть отражено в онтологии".

Page 32: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Различие в абстрактных моделях разных Различие в абстрактных моделях разных субъектов при рассмотрении одного объектасубъектов при рассмотрении одного объекта

Д. В. Кудрявцев «Системы управления знаниями и применение Д. В. Кудрявцев «Системы управления знаниями и применение онтологий»онтологий»Санкт-Петербург, Изд-во Политехнического университета, 2010Санкт-Петербург, Изд-во Политехнического университета, 2010

Page 33: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Концепт C

Знак S

Денотат D

«ЗНАК»«ЗНАК» – материальный, чувственно воспринимаемый объект, – материальный, чувственно воспринимаемый объект, который символически, условно представляет и отсылает к который символически, условно представляет и отсылает к обозначаемому им предмету, явлению, действию или событию.обозначаемому им предмету, явлению, действию или событию.

«КОНЦЕПТ»«КОНЦЕПТ» ( (понятиепонятие) - определение обозначаемого посредством ) - определение обозначаемого посредством знаказнака объекта. объекта.

«ДЕНОТАТ»«ДЕНОТАТ» – любой предмет, процесс, явление, составляющее – любой предмет, процесс, явление, составляющее содержание языкового (содержание языкового (знаковогознакового) выражения и определяемого ) выражения и определяемого посредством посредством денотатаденотата. Иными словами, - сущность, явление . Иными словами, - сущность, явление реального или ментального мира, кодируемая языковым знаком.реального или ментального мира, кодируемая языковым знаком.

Page 34: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Представление понятия Представление понятия «стул» в знаковой системе«стул» в знаковой системе

Концепт: Ножки

Сиденье Спинка

Знак:

Стул

Денотат: Все в мире

стулья входят в понятие

стул

Формальные сист емы (Искуст венный инт еллект )

Реальный мир Памят ь человека ест ь инт еллект

Page 35: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

СЕМАНТИКА

СИНТАКСИС ПРАГМАТИКА

В семиотике различают следующие разделы: В семиотике различают следующие разделы:

синтактикусинтактику,, имеющую дело со структурой (синтаксисом) имеющую дело со структурой (синтаксисом) знаковых систем, знаковых систем,

семантикусемантику,, рассматривающую смысл (интерпретацию) рассматривающую смысл (интерпретацию) знаковых систем (другими словами, соответствие знаковой знаковых систем (другими словами, соответствие знаковой системы другой знаковой системе), системы другой знаковой системе),

прагматикупрагматику,, имеющую дело с целенаправленностью имеющую дело с целенаправленностью знаковых систем.знаковых систем.

Page 36: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Семантический треугольникСемантический треугольник

В этом треугольнике часто возникают В этом треугольнике часто возникают неоднозначности:неоднозначности:

Синонимия,Синонимия, Омонимия,Омонимия, Полисемия.Полисемия.

Д. В. Кудрявцев «Системы управления знаниями и применение онтологий»Д. В. Кудрявцев «Системы управления знаниями и применение онтологий»Санкт-Петербург, Изд-во Политехнического университета, 2010Санкт-Петербург, Изд-во Политехнического университета, 2010

Page 37: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Пример омонимииПример омонимии

Д. В. Кудрявцев «Системы управления знаниями и применение онтологий»Д. В. Кудрявцев «Системы управления знаниями и применение онтологий»Санкт-Петербург, Изд-во Политехнического университета, 2010Санкт-Петербург, Изд-во Политехнического университета, 2010

Page 38: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Пример распростронения Пример распростронения синонимии в организациисинонимии в организации

Д. В. Кудрявцев «Системы управления знаниями и применение онтологий»Д. В. Кудрявцев «Системы управления знаниями и применение онтологий»Санкт-Петербург, Изд-во Политехнического университета, 2010Санкт-Петербург, Изд-во Политехнического университета, 2010

Page 39: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

СХЕМА МИРОВ СКОВОРОДЫСХЕМА МИРОВ СКОВОРОДЫ

1. Reality – Reality – RR

2. Mind - Mind - ММ

3. SSigns –igns – SS

Page 40: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

СХЕМА МИРОВ ПОППЕРАСХЕМА МИРОВ ПОППЕРА

1. М И РФ И З И Ч Е С К И Х

В Е Щ Е Й

2. МИР ИНДИВИДУАЛЬНОГО

МЫШЛЕНИЯ

3. МИР ОБЪЕКТИВНОГО

СОДЕРЖАНИЯ МЫШЛЕНИЯ

Page 41: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

4. Об эволюции 4. Об эволюции структур данных и структур данных и

знанийзнаний

Page 42: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Историческое развитие языково-мыслительных Историческое развитие языково-мыслительных и математико-формализованных средств и математико-формализованных средств

познанияпознания

Page 43: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Для того чтобы уверенно оперировать понятиями Для того чтобы уверенно оперировать понятиями "информация", "данные", "знание", необходимо не "информация", "данные", "знание", необходимо не только понимать суть этих понятий, но и прочувствовать только понимать суть этих понятий, но и прочувствовать отличия между ними. отличия между ними. Однако, одной интуитивной интерпретации этих Однако, одной интуитивной интерпретации этих понятий здесь недостаточно. понятий здесь недостаточно. Сложность понимания отличий вышеупомянутых Сложность понимания отличий вышеупомянутых понятий - в их кажущейся синонимичности. понятий - в их кажущейся синонимичности. Вспомним, что понятие Data Mining переводится на Вспомним, что понятие Data Mining переводится на русский язык при помощи этих же трех понятий: русский язык при помощи этих же трех понятий: как как добыча данных, извлечение информации, раскопка добыча данных, извлечение информации, раскопка знаний. знаний. Для начала сделаем попытку разобраться в этих Для начала сделаем попытку разобраться в этих терминах на простых примерах. терминах на простых примерах.

1. Студент, который сдает экзамен, нуждается в 1. Студент, который сдает экзамен, нуждается в данных. данных. 2. Студент, который сдает экзамен, нуждается в2. Студент, который сдает экзамен, нуждается в информации. информации. 3. Студент, который сдает экзамен, нуждается в3. Студент, который сдает экзамен, нуждается в знаниях.знаниях.

Page 44: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Эволюция структур и представлений данных и знанийЭволюция структур и представлений данных и знаний

Файлы БД…(об,дед,темпор) Файлы БД…(об,дед,темпор) ХДХД

Гипертекст Медиа (графика) Гипертекст Медиа (графика) RDFRDF,, OWL OWL

ЗНАНИЯ лог… фреймы…продукции…ЗНАНИЯ лог… фреймы…продукции…сем. сетисем. сети

Фактографическая информацияФактографическая информация

Документографическая информацияДокументографическая информация

Page 45: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua
Page 46: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua
Page 47: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

МНОЖЕСТВЕННАЯМНОЖЕСТВЕННАЯ

ПРИЗНАКОВ

РЕПРЕЗЕНТАЦИЯ ПОНЯТИЙ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ РЕПРЕЗЕНТАЦИЯ ПОНЯТИЙ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ПСИХОЛОГОВПСИХОЛОГОВ

Д Е Р Е В О

ПРОТОТИПА

Дуб, каштан, береза, ель, сосна, …

Ствол, корни, крона, ветки, листья (хвоя), растение, …

Page 48: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Реляционная модельРеляционная модель

Экс-налЭкс-нал

Ин-налИн-нал

СтволСтвол ВеткиВетки КорниКорни ЛистьяЛистья . . . .. . . .

ДубДуб

КаштанКаштан

БерезаБереза

ЕльЕль

СоснаСосна

. . . . .. . . . . . . . . . .

RR АА11×А×А22×…×А×…×Аnn

Page 49: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Отображение признаков Отображение признаков понятия при построении понятия при построении

классификатораклассификатора

Признаки интенсионала

Признаки экстенсионала

Page 50: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

ГИПЕРКУБЫ И ПОЛИКУБЫ

Page 51: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua
Page 52: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

««Среди задач интеллектуального анализа данных Среди задач интеллектуального анализа данных имеются задача таксономии и задача имеются задача таксономии и задача

распознавания образов»распознавания образов»

Page 53: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Семантическая сеть (Q-сеть) ЗАГОРУЙКО Н.Г., которая объединяет в себе основные достоинства пирамидальных сетей В.П. Гладуна и семантических сетей Кузнецова И.П.

Page 54: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Загоруйко Н.Г., Налетов А.М., Гребенкин И.М.Загоруйко Н.Г., Налетов А.М., Гребенкин И.М. Q - Q - сетисети

Page 55: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Логотипом журнала “Онтология Логотипом журнала “Онтология проектирования“ является образ,проектирования“ является образ,воплощающий в себе связь воплощающий в себе связь естественного и искусственного.естественного и искусственного. В качестве природного - взят В качестве природного - взят важнейший элемент биологичес-важнейший элемент биологичес-кого объекта - крыло птицы, а кого объекта - крыло птицы, а искусственным объектом – выс-искусственным объектом – выс-тупает самолет. тупает самолет. Онтология этого Онтология этого процесса, процесса моделирова-процесса, процесса моделирова-ния будущего, возвращает нас к ния будущего, возвращает нас к сущностям, к существующему, к сущностям, к существующему, к уже созданному бытию...уже созданному бытию... Гибрид самолета и крыла пти-Гибрид самолета и крыла пти-цы в данном изображении напо-цы в данном изображении напо-минают горящий факел. Созида-минают горящий факел. Созида-тельный огонь знаний, как луч тельный огонь знаний, как луч позволит осветить путь к истине, позволит осветить путь к истине, к тайнам мироздания...к тайнам мироздания...

Page 56: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Онтология проектированияОнтология проектирования как как научное направление включает в научное направление включает в себя:себя:

исследование понятийного исследование понятийного аппарата и разработки на его аппарата и разработки на его основе тезауруса,основе тезауруса,

анализ критериев и моделей анализ критериев и моделей проектируемого объекта, проектируемого объекта, методов и сценариев методов и сценариев проектирования,проектирования,

сбор и обработку информации об сбор и обработку информации об объекте как системы и объекте как системы и составляющих его элементах. составляющих его элементах.

Page 57: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

ПроектированиеПроектирование как процесс и область как процесс и область знаний об артефакте является предметом знаний об артефакте является предметом онтологического анализа ученых-онтологического анализа ученых-исследователей и узких специалистов. исследователей и узких специалистов. Онтология проектированияОнтология проектирования, ее , ее понятийный аппарат, ее базовые принципы - понятийный аппарат, ее базовые принципы - инвариантны к предметной области, в то инвариантны к предметной области, в то время как само проектирование, как время как само проектирование, как деятельность, всегда предметно, всегда деятельность, всегда предметно, всегда объектно-ориентировано. объектно-ориентировано. Развиваясь как научная дисциплина, Развиваясь как научная дисциплина, онтология проектирования вбирает и онтология проектирования вбирает и обобщает накопленный опыт из разных обобщает накопленный опыт из разных предметных областей.предметных областей.

Page 58: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Онтология проектированияОнтология проектирования - это - это структурированное знаниеструктурированное знание об объектах и методах об объектах и методах проектирования, это совокупность семантических проектирования, это совокупность семантических справочников, баз данных и процедур, алгоритмов справочников, баз данных и процедур, алгоритмов оптимизации и учета проектной неопределенности.оптимизации и учета проектной неопределенности. Онтология проектированияОнтология проектирования - это также - это также формализо-формализо-ванное описаниеванное описание знаний субъектов проектирования о знаний субъектов проектирования о процессе проектирования новых или модернизаций уже процессе проектирования новых или модернизаций уже известных артефактов, включая знания о самом объекте известных артефактов, включая знания о самом объекте проектирования и близких к нему по свойствам проектирования и близких к нему по свойствам артефактов, а также тезаурус предметной области.артефактов, а также тезаурус предметной области. Цель журналаЦель журнала - в рамках научной дискуссии - в рамках научной дискуссии попытаться приблизиться к замыслу Создателя, понять и попытаться приблизиться к замыслу Создателя, понять и объяснить суть процесса сотворения, развития, объяснить суть процесса сотворения, развития, самоорганизации, моделирования и проектирования самоорганизации, моделирования и проектирования будущего через познание процесса создания будущего через познание процесса создания артефактов, эволюции и отбора. артефактов, эволюции и отбора.

Page 59: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

ТЕМАТИКА ЖУРНАЛАТЕМАТИКА ЖУРНАЛА““Во что ты веришь? В то, что все вещи должны быть наново Во что ты веришь? В то, что все вещи должны быть наново

взвешены”. взвешены”. Фридрих Ницше “Веселая наука“Фридрих Ницше “Веселая наука“

Философские аспекты онтологии проектирования:Философские аспекты онтологии проектирования: истоки онтологического подхода в естествознании и истоки онтологического подхода в естествознании и

инженерных науках;инженерных науках; философия техники;философия техники; онтологическая относительность и инженерные онтологическая относительность и инженерные

метаонтологии;метаонтологии; парадигмы и принципы проектирования;парадигмы и принципы проектирования; пространство семантики и семиотики, психологии и пространство семантики и семиотики, психологии и

биологии, акмеологии и социологии, феноменологии в биологии, акмеологии и социологии, феноменологии в проектной деятельности;проектной деятельности;

суть, смысл и цель проектирования;суть, смысл и цель проектирования; роль гносеологии, когнитологии в онтологии роль гносеологии, когнитологии в онтологии

проектирования;проектирования; субъект и объект проектирования, природа их субъект и объект проектирования, природа их

взаимодействия и развития.взаимодействия и развития.

Page 60: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Инжиниринг онтологий: когнитивные принципы формирования

онтологий; языки формализации онтологии; инструментальные интегрированные среды

инжиниринга онтологий; конструирование онтологий; нахождение семантических связей, подобия

между онтологиями; композиция онтологий; динамика онтологий и денотативных баз

данных; платформы, форматы, стандарты для

инжиниринга онтологий; экспертные системы, оболочки и компоненты.

Page 61: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Прикладные онтологии проектирования: принципы использования онтологий в

проектировании; проектирование, управляемое онтологией; проектирование, использующее онтологии; параллельное проектирование; онтологии предметных областей

проектирования; интеллектуальные системы проектирования,

использующие онтологии; технические справочники на основе

онтологий; онтологии проектирования и обучающие

системы; тезаурусы и базы знаний в проектировании.

Page 62: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

8. Формальный 8. Формальный концептуальный анализконцептуальный анализ

илиилиАнализ формальных Анализ формальных

понятийпонятий

Page 63: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Формальный концептуальный Формальный концептуальный анализ (ФКА)анализ (ФКА) — — логико-алгебраический логико-алгебраический метод анализа данных, предложенный в метод анализа данных, предложенный в 1981 году Рудольфом Вилле (1982). 1981 году Рудольфом Вилле (1982). В методе отражено философское В методе отражено философское понимание понятия как единицы понимание понятия как единицы мышления, определяемой своим объемом мышления, определяемой своим объемом и содержанием. и содержанием. ФКА предназначен для исследования ФКА предназначен для исследования объектов, которые задаются имеющимися объектов, которые задаются имеющимися у них свойствами.у них свойствами. Для установления связи между Для установления связи между объектами и их свойствами служит объектами и их свойствами служит формальный контекстформальный контекст. .

Page 64: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Простой формальный контекст это тройка Простой формальный контекст это тройка множество объектов, множество свойств, связь множество объектов, множество свойств, связь между объектами и свойствами.между объектами и свойствами.

Формальным контекстомФормальным контекстом называется тройка вида называется тройка вида KK=(=(GG, , MM, , II)), , где где GG и и MM – множества, а – множества, а II – отношение на множестве – отношение на множестве GxMGxM. . GG представляет множество объектов, представляет множество объектов, MM – множество свойств, а – множество свойств, а gImgIm означает, что объект означает, что объект gg обладает обладает свойством свойством mm..

Page 65: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

9. МОДЕЛИ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ 9. МОДЕЛИ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЗНАНИЙЗНАНИЙ

В В БЗБЗ

Page 66: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

МОДЕЛИ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЗНАНИЙ

Page 67: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua
Page 68: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua
Page 69: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Определение и классификация знанийОпределение и классификация знаний

Page 70: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Логические языки представления знаний

Логические ЯПЗ опираются на представление всех знаний в виде Логические ЯПЗ опираются на представление всех знаний в виде синтаксически правильных формул какой-либо формальной синтаксически правильных формул какой-либо формальной логической системы. Напомним, что формальная логическая логической системы. Напомним, что формальная логическая система задается четверкой компонент видасистема задается четверкой компонент вида

F = (Т, Р, A, W)F = (Т, Р, A, W),,

где где ТТ — множество базовых элементов, из которых строятся все — множество базовых элементов, из которых строятся все

высказывания ввысказывания в FF,,

РР— множество синтаксических правил, определяющие среди — множество синтаксических правил, определяющие среди всех возможных выражений из базовых элементов те, которые всех возможных выражений из базовых элементов те, которые синтаксически правильны, синтаксически правильны,

АА — множество аксиом — множество аксиом FF, образующее подмножество в , образующее подмножество в множестве синтаксически правильных формул, которым априорно множестве синтаксически правильных формул, которым априорно приписывается статус истинности,приписывается статус истинности,

WW — правила вывода, позволяющие получать из аксиом новые — правила вывода, позволяющие получать из аксиом новые синтаксически правильные формулы, которым можно приписывать синтаксически правильные формулы, которым можно приписывать статус истинности.статус истинности.

Page 71: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

1.1. Множество Множество T T есть множество базовых есть множество базовых элементов различной природы, например слов элементов различной природы, например слов из некоторого из некоторого ограниченногоограниченного словаря, деталей словаря, деталей детского конструктора, входящих в состав детского конструктора, входящих в состав некоторого набора и т.п. Важно, что для некоторого набора и т.п. Важно, что для множества множества TT существует некоторый способ существует некоторый способ определения принадлежности или определения принадлежности или непринадлежности произвольного элемента к непринадлежности произвольного элемента к этому множеству. Процедура такой проверки этому множеству. Процедура такой проверки может быть любой, но за конечное число шагов может быть любой, но за конечное число шагов она должна давать положительный или она должна давать положительный или отрицательный ответ на вопрос, является ли x отрицательный ответ на вопрос, является ли x элементом множества элементом множества TT. . Обозначим эту Обозначим эту процедурупроцедуру ПП11(T).(T).

Page 72: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

2. 2. Множество Множество PP есть множество есть множество синтаксических правил. С их помощью из синтаксических правил. С их помощью из элементов элементов TT образуют образуют синтаксически синтаксически правильные совокупностиправильные совокупности. Например, из . Например, из слов ограниченного словаря строятся слов ограниченного словаря строятся синтаксически правильные фразы, из синтаксически правильные фразы, из деталей детского конструктора с помощью деталей детского конструктора с помощью гаек и болтов собираются новые гаек и болтов собираются новые конструкции. конструкции. Декларируется существование процедурыДекларируется существование процедуры ПП22(P)(P), с помощью которой за конечное , с помощью которой за конечное

число шагов можно получить ответ на число шагов можно получить ответ на вопрос, является ли построенная вопрос, является ли построенная совокупностьсовокупность синтаксически правильнойсинтаксически правильной. .

Page 73: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

3. 3. В множестве синтаксически правильных В множестве синтаксически правильных

совокупностей выделяется некоторое совокупностей выделяется некоторое

подмножество подмножество AA. .

Элементы Элементы AA называются аксиомами. Как и называются аксиомами. Как и

для других составляющих формальной для других составляющих формальной

системы, системы, должна существовать процедурадолжна существовать процедура

ПП33(A)(A), с помощью которой для любой , с помощью которой для любой

синтаксически правильной совокупности синтаксически правильной совокупности

можно получить ответ на вопрос о можно получить ответ на вопрос о

принадлежности ее к множеству принадлежности ее к множеству AA. .

Page 74: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

4. 4. Множество Множество WW есть множество правил вывода. есть множество правил вывода. Применяя их к элементам Применяя их к элементам AA, можно получать , можно получать новые синтаксически правильные совокупности, новые синтаксически правильные совокупности, к которым снова можно применять правила из к которым снова можно применять правила из WW. . Так формируется множество выводимых в Так формируется множество выводимых в данной формальной системе совокупностей. данной формальной системе совокупностей. Если имеется процедураЕсли имеется процедура ПП44(W)(W), с помощью , с помощью

которой можно определить для любой которой можно определить для любой синтаксически правильной совокупности, синтаксически правильной совокупности, является ли она выводимой, то является ли она выводимой, то соответствующая формальная система соответствующая формальная система называется разрешимой. называется разрешимой.

Это показывает, что именно правило Это показывает, что именно правило вывода является наиболее сложной вывода является наиболее сложной составляющей формальной системы. составляющей формальной системы.

Page 75: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

УРОВНИ УРОВНИ ПОНИМАНИЯПОНИМАНИЯ

Page 76: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Результаты исследований по пониманию ЕЯ к середине 80-х годов XX века составили серьезный базис для разработки и реализации ЕЯ-систем. Вместе с тем, даже наличие развитых моделей всех уровней, рассмотренных выше не позволяет, как показали работы Д.А. Поспелова, обеспечить понимание ЕЯ в достаточно полном объеме. Вот почему, Дмитрием Александровичем акцент исследований был сдвинут из сферы лингвистики в области, психолингвистики и когнитивной психологии. Согласно вышеуказанной работе в рамках функционирования ЕЯ-систем можно выделить 5 можно выделить 5 основных уровней понимания и 2 уровня основных уровней понимания и 2 уровня метапонимания.метапонимания.

Page 77: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

1.1. Первый уровень характеризуется тем, что Первый уровень характеризуется тем, что любые ответы на вопросы система формирует любые ответы на вопросы система формирует только только на основе прямого содержанияна основе прямого содержания введенного в нее текста (при этом в введенного в нее текста (при этом в лингвистическом процессоре осуществляются лингвистическом процессоре осуществляются морфологический, синтаксический и морфологический, синтаксический и семантический анализы текста и вопросов, семантический анализы текста и вопросов, интерпретация результатов которых приводи к интерпретация результатов которых приводи к формированию их внутреннего представления, с формированию их внутреннего представления, с чем работает блок вывода). чем работает блок вывода). 2.2. Второй уровень отличается от первого тем, Второй уровень отличается от первого тем, что здесь, в систему что здесь, в систему включаются средства включаются средства вывода на логиках текставывода на логиках текста (временных, (временных, пространственных, каузальных и др.), что дает пространственных, каузальных и др.), что дает возможность порождать информацию, возможность порождать информацию, отсутствующую тексте явно.отсутствующую тексте явно.

Page 78: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

3.3. Третий уровень характеризуется тем, что к Третий уровень характеризуется тем, что к

средствам первых двух уровней добавляются средствам первых двух уровней добавляются

правила пополнения текста знаниями системы о правила пополнения текста знаниями системы о

средесреде (как правило, в виде сценариев или (как правило, в виде сценариев или

процедур иного типа). процедур иного типа).

4.4. Следующие два уровня понимания даже в Следующие два уровня понимания даже в

наиболее продвинутых системах того времени наиболее продвинутых системах того времени

были реализованы лишь частично. При этом на были реализованы лишь частично. При этом на

четвертом уровне предполагается пополнение четвертом уровне предполагается пополнение

текста невербальнойтекста невербальной (например, зрительной) (например, зрительной)

информацией, позволяющей соотнести текст с информацией, позволяющей соотнести текст с

реальной ситуацией его порождения. реальной ситуацией его порождения.

Page 79: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

5.5. А на пятом уровне кроме текста и его А на пятом уровне кроме текста и его

расширения четвертого уровня расширения четвертого уровня

используются информация используются информация о конкретном о конкретном

субъекте, являющими источником текста, и субъекте, являющими источником текста, и

знания о коммуникациизнания о коммуникации (модель диалога, (модель диалога,

цели общения, нормы коммуникации, цели общения, нормы коммуникации,

оценки коммуникантов и т.п.), которые оценки коммуникантов и т.п.), которые

опирались в то время на теорию речевых опирались в то время на теорию речевых

актов.актов.

Page 80: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

7 и 8.7 и 8. Последние два уровня в момент Последние два уровня в момент разработки модели понимания были разработки модели понимания были исследованы слабо. исследованы слабо. На первом метауровне происходит изменение На первом метауровне происходит изменение содержимого БЗ системы, что приводит к содержимого БЗ системы, что приводит к существенным сложностям, связанным с существенным сложностям, связанным с немонотонностью вывода на знаниях, немонотонностью вывода на знаниях, а на втором метауровне идет порождение а на втором метауровне идет порождение метафорического знания на основе вывода по метафорического знания на основе вывода по аналогии и ассоциации. аналогии и ассоциации. Для метауровней важно и то, что здесь Для метауровней важно и то, что здесь возникают новые процедуры манипулирования возникают новые процедуры манипулирования знаниями и процесс этот носит принципиально знаниями и процесс этот носит принципиально открытый характер. открытый характер.

Page 81: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

7. Разработка 7. Разработка

онтологий 101онтологий 101(Об американском учебнике)(Об американском учебнике)

Page 82: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Разработка онтологий 101: Разработка онтологий 101: руководство по созданию Вашей руководство по созданию Вашей

первой онтологиипервой онтологии В большинстве американских колледжей В большинстве американских колледжей

вступительный курс любого предмета имеет номер «101»: вступительный курс любого предмета имеет номер «101»:

«Химия 101», «Биология 101» и т.д. «Химия 101», «Биология 101» и т.д.

Следующие два более углубленных курса по химии Следующие два более углубленных курса по химии

назывались бы «Химия 102» и «Химия 103» назывались бы «Химия 102» и «Химия 103»

соответственно. В США номер «101» означает соответственно. В США номер «101» означает

«Введение». Т.е., название работы нужно понимать как «Введение». Т.е., название работы нужно понимать как

««Введение в разработку онтологий: Руководство по Введение в разработку онтологий: Руководство по

созданию Вашей первой онтологиисозданию Вашей первой онтологии». ».

Page 83: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Вопросы для проверки компетентностиВопросы для проверки компетентности Один из способов определить масштаб онтологии – Один из способов определить масштаб онтологии – это набросать это набросать список вопросовсписок вопросов, на которые должна , на которые должна ответить база знаний, основанная на онтологии, т.е. ответить база знаний, основанная на онтологии, т.е. ВОПРОСЫ ДЛЯ ПРОВЕРКИ КОМПЕТЕНТНОСТИ.ВОПРОСЫ ДЛЯ ПРОВЕРКИ КОМПЕТЕНТНОСТИ.

Эти вопросы будут служить лакмусовой бумажкой: Эти вопросы будут служить лакмусовой бумажкой: Содержит ли онтология достаточно Содержит ли онтология достаточно

информации для ответа на эти типы информации для ответа на эти типы вопросов?вопросов?

Требуется ли для ответов особый уровень Требуется ли для ответов особый уровень детализации или представление детализации или представление определенной области? определенной области?

Эти вопросы для проверки компетентности являются Эти вопросы для проверки компетентности являются всего лишь формальными и не должны быть всего лишь формальными и не должны быть исчерпывающими.исчерпывающими.

Page 84: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

В области вина и еды возможны следующие В области вина и еды возможны следующие

вопросы для проверки компетентности:вопросы для проверки компетентности:1.1. Какие характеристики вина мне следует учитывать при Какие характеристики вина мне следует учитывать при

выборе вина?выборе вина?

2. Вино 2. Вино BordeauxBordeaux красное или белое? красное или белое?

3. Хорошо ли сочетается 3. Хорошо ли сочетается Cabernet SauvignonCabernet Sauvignon с морскими с морскими продуктами?продуктами?

4. Какое вино лучше всего подойдет к жареному мясу?4. Какое вино лучше всего подойдет к жареному мясу?

5. Какие характеристики вина влияют на его сочетаемость 5. Какие характеристики вина влияют на его сочетаемость с блюдом?с блюдом?

6. Влияет ли с год производства вина на его букет или 6. Влияет ли с год производства вина на его букет или крепость?крепость?

7. Какие урожаи 7. Какие урожаи Napa Zinfandel Napa Zinfandel были хорошими?были хорошими?

Page 85: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Судя по этому списку вопросов, Судя по этому списку вопросов, онтология будет включать информациюонтология будет включать информацию

о различных характеристиках вина и о различных характеристиках вина и типах вин,типах вин,

годахгодах  производствапроизводства  вин (хороших и вин (хороших и плохих), плохих),

классификациях еды, которые нужно классификациях еды, которые нужно учесть при выборе подходящего учесть при выборе подходящего вина,вина,

рекомендуемых сочетаниях вина и рекомендуемых сочетаниях вина и еды.еды.

Page 86: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

Шаг 1.Шаг 1. Определение области и Определение области и масштаба онтологиимасштаба онтологии

Мы предлагаем начать разработку онтологии с Мы предлагаем начать разработку онтологии с

определения ее области и масштаба. определения ее области и масштаба.

То есть, ответим на несколько основных вопросов:То есть, ответим на несколько основных вопросов:

Какую область будет охватывать онтология?Какую область будет охватывать онтология?

Для чего мы собираемся использовать Для чего мы собираемся использовать онтологию?онтологию?

На какие На какие типытипы вопросов должна давать ответы вопросов должна давать ответы информация в онтологии?информация в онтологии?

Кто будет использовать и поддерживать Кто будет использовать и поддерживать онтологию?онтологию?

Page 87: Валькман Ю. Р. yur@valkman.kiev.ua

СПАСИБО ЗА СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕВНИМАНИЕ

ТВОРЧЕСКИХТВОРЧЕСКИХ

УСПЕХОВ!УСПЕХОВ!