Ontoloogia spetsifikatsiooni ja, kontseptualisatsiooni näide

ning arendus

Koolitused ja infopäevad toimuvad Euroopa Liidu struktuurifondide programmi „Infoühiskonna teadlikkuse tõstmine“ raames, mida rahastab Euroopa Regionaalarengu Fond.Koolituste ja infopäevade tellija on Riigi Infosüsteemide Arenduskeskus ja koolitused viib läbi BCS Koolitus AS

Hele-Mai HaavKüberneetika Instituut27. Aprill 2010 a

SF programm „Infoühiskonna teadlikkuse tõstmine“

21/04/232

Ontoloogia lähte-spetsifikatsioon Eesmärk-

ontoloogia eesmärgiks on esitada kodakondsusameti IS poolt hõivatud valdkonna ontoloogia riigi IS semantilise koosvõime saavutamiseks so rahvastikuregister+elukoha aadress

Kasutusstsenaariumid ja kasutajad- Kasutajad on IS disainerid ja arendajad. Kasutusstsenaarium: IS arendaja soovib luua uut veebiteenust. Kasutades RIHA

funktsionaalsust esitab ta päringu, milles märgib uue veebiteenuse sisendile, väljundile või mõlematele vastavad mõisted. Vastuseks saab listi võimalike (komponent)veebiteenuste kirjeldustega.

“RIHAs võiks olla nii, et oleks võimalus olemasolevate veebiteenuste põhjal jõuda soovitud väljundi tekitamiseni läbi spetsialiseeritud otsingu, mis arvestab andmeteenustevaheliste potentsiaalsete seostega läbi SA-WSDL viidete ning operatsioonide definitsioonide WSDLis “ (RIHA suund)

Skoop rahvastikuregistri ja KMA olemasolevate ja tulevaste veebiteenuste liideste sisend ja

väljundparameetritele vastavad mõisted ning neis kasutatavatele vastavatele andmebaasi väljadele vastavad mõisted

Formaalsuse tase- formaalne, OWL DL

Taaskasutatavad ontoloogiad ja teised infoallikad- riigi õigusaktid, IS loomise dokumendid, andmebaasiskeemid, olemasolevate WSDLs

kirjeldatud veebiteenuste kirjeldused, RIHAs publitseeritud ontoloogiad, e-riigi ontoloogiad teistest projektidest jms

21/04/233

Ontoloogia näidiskontseptualisatsioon Üks võimalik kontseptualisatsioon, mida

võiks võtta ontoloogia formaalse esituse aluseks

21/04/234

Ontoloogia näidiskontseptualisatsiooniinfo

Rahvastikuregistri tekitamise ja andmete koosseisu määrused https://www.riigiteataja.ee/ert/act.jsp?id=13111289 https://www.riigiteataja.ee/ert/act.jsp?id=13111289

Andmete koosseis RIHAs (pole kättesaadav praegu) https://riha.eesti.ee/riha/main#PfmsuTN7c1oKOWI94dELIzP2meJG

vz Pidaja-AS Andmevara, haldaja KMA

http://www.andmevara.ee/rr 46 veebiteenust KMA veebiteenuste sisendid/väljundid ADS-Aadressandmete süsteem

21/04/235

1. Terminite sõnastikNimi Sünonüüm Lühend Kirjeldus Tüüp

Eesti Vabariigi kodanik - EE_Kodanik Kodakondsusega eestimaalane mõiste

Eesnimi - - Kodaniku eesnimi Indiviidi atribuut

Perekonnanimi - Kodaniku perekonna nimi Indiviidi atribuut

Sünnikuupäev Sünniaeg Kodaniku sünnikuupäev Indiviidi atribuut

Isikukood Isikukood on isiku soo ja sünniaja alusel moodustatud isiku üheselt kindlaksmääramist võimaldav arv

Indiviidi atribuut

Sugu Indiviidi atribuut

Eesti Vabariigi kodaniku elukoha

aadress

(Kodanik, Aadress)

- KodanikuAadress Kodaniku alalise elukoha aadress Eestis vähemalt kohaliku omavalitsusüksuse täpsusega

Seos

Aadress - - Aadress on tekstiline ja/või numbriline üleskirjutis, mis iseloomustab mingi objekti asukohta.

Mõiste

Pass Isikut ja kodakondsust tõendav dokument

Mõiste

Passi number Passi unikaalne number Indiviidi atribuut

Eesti vabariigi kodaniku pass

(Kodanik; Pass)

KodanikuPass Eesti vabariigi kodaniku isikut tõendav dokument

Seos

21/04/236

Taksonoomia, mis vastab eelmisele tabelile

PassEE_kodanik Aadress

Thing

21/04/237

Kujutletav keerukam taksonoomia

Isikut_tõendav_dok

Kodanik

Aadress

Soome_kodanik

EE_kodanik

Pass

Isikutunnistus

Thing

EE_Soome_kodanik

?

21/04/238

3. Seoste diagramm

Kodanik Aadress

KodanikuPass

onKodanikuAadress

Pass

KodanikuAadress

onKodanikuPass

21/04/239

4. Mõistete sõnastik

Mõiste nimi Indiviidi atribuudid

Seosed

Kodanik Eesnimi

Perekonnanimi

Sünnikuupäev

Isikukood

Sugu

KodanikuAadress

KodanikuPass

Aadress Riik

Maakond

Linn

Tänav

Maja_nr

Korteri_nr

Posti_indeks

onKodanikuAadress

Pass Passinumber onKodanikuPass

21/04/2310

5. Seoste, atribuutide, ja konstantide kirjeldused

Seose nimi Lähtemõiste Kardinaalsus

Sihtmõiste Matem. omadused

Pöördseos

KodanikuAadress Kodanik (1,N)?

(N,M)

Aadress - onKodanikuAadress

KodanikuPass Kodanik (1,1) Pass - onKodanikuPass

21/04/2311

5. Indiviidide atribuutide ja konstantide kirjeldused

Atribuudi nimi

Mõiste nimi

Väärtuse tüüp

Väärtuste vahemik

Eesnimi Kodanik String -

Perekonnanimi Kodanik String

Sünnikuupäev Kodanik Date

Isikukood Kodanik String

Sugu Kodanik String {Naine, Mees}

Passinumber Pass String

Isikukood Kodanik String

21/04/2312

6. Kitsendused ja reeglid

Ei vaatle

21/04/2313

7. Indiviidide defineerimine

Indiviidi nimi Mõiste nimi Atribuut Väärtus

P1 Pass Passinumber 12345678

HMH Kodanik Eesnimi

Perekonnanimi

Sünnikuupäev

Isikukood

Sugu

Hele-Mai

Haav

01/04/1951

45104150328

Naine

Kui soovite, siis võite näitlikustamiseks ka HMHga siduda passi P1 läbi KodanikuPass seose.Üldiselt aga me indiviide ei vaja. Mõnes kohas ehk ainult.

21/04/2314

Ontoloogia kontseptualisatsiooni esitamine OWL keeles

21/04/2315

OWL keel

Ontology Web Language XML-il baseeruv ontoloogiate

kirjeldamise keel W3C (World Wide Web Consortium)

soovitus alates 10. veebruar, 2004

21/04/2316

Ontoloogia näide OWLis<owl:Class rdf:ID=“Person” /><owl:Class rdf:ID=“Man”>

<rdfs:subClassOf rdf:resource=“#Person” /><owl:disjointWith rdf:resource=“#Woman” />

</owl:Class><owl:Class rdf:ID=“Woman”>

<rdfs:subClassOf rdf:resource=“#Person” /><owl:disjointWith rdf:resource=“#Man” />

</owl:Class><owl:Class rdf:ID=“Father”>

<rdfs:subClassOf rdf:resource=“Man” /></owl:Class><owl:Class rdf:ID=“Mother”>

<rdfs:subClassOf rdf:resource=“Woman” /></owl:Class><owl:Class rdf:ID=“Parent”>

<owl:unionOf rdf:parseType="Collection"> <owl:Class rdf:about="#Father"/> <owl:Class rdf:about="#Mother"/></owl:unionOf>

</owl:Class><owl:ObjectProperty rdf:ID=“hasChild">

<rdfs:domain rdf:resource="#Parent" /><rdfs:range rdf:resource="#Person" />

</owl:ObjectProperty>

Person

Man Woman

subClassOf subClassOf

disjointWith

Father

subClassOf

Mother

subClassOf

Parent

unionOf

hasChild

21/04/2317

XML, RDF, RDFS ja OWL

XML kirjeldab struktureeritud dokumentide süntaksi, kuid ei mingit

semantikat XML Schema

vahend XML dokumentide struktuuri defineerimiseks ja piiramiseks RDF

raamistik ressursside ja nendevaheliste seoste kirjeldamiseks ja vastava andmemudeli lihtsustatud semantika

RDF/XML RDF väljendite esitlusviis XMLis

RDF Schema RDF ressursside klasside ja omaduste kirjeldamise sõnastik ja

semantika ülem-/alamklass seostele OWL

keerulisemad seosed, piirangud, andmetüübid, kardinaalsus jms

21/04/2318

OWL = RDFS + palju muud

OWLi eesmärk on sarnane RDFSile – pakkuda XML sõnavara klasside, nende omaduste ja seoste defineerimiseks

Kõiki RDF ja RDFS elemente/atribuute saab kasutada OWL dokumentides

OWL klassid võimaldavad kirjeldada enamat kui RDFS klassid

Eristamaks RDFS ja OWL klasse, on OWLi raames defineeritud uus klass, owl:Class

Rikkalikuma keele tõttu saab OWLi abil kirjeldada keerulisemaid probleeme ning neid vastavaid tuletusmootoreid kasutades lahendada

21/04/2319

Mis lisandub?

Piirangud omaduste kardinaalsusele, nt täht kuulub täpselt ühte galaktikasse

Piirangud omaduste kardinaalsusele või väärtustele vastavalt seotud klassile, nt kristlastel on tavaks, et abielus osaleb 2 isikut, samas kui moslemitel on vähem piiranguid

Saab määrata kas omadus on transitiivne, nt, kui A hasAncestor B, ja B hasAncestor C, siis A hasAncestor C.

Klasside ekvivalentsus – määrab, et kahe erineva URIga klassid kujutavad endast tegelikult sama klassi

Eksemplaride ekvivalentsus – määrab, et kahe erineva URIga eksemplarid kujutavad endast tegelikult sama eksemplari

Võimalus kirjeldada uusi klasse kombineerides olemasolevaid (nt, ühendid ja ühisosad) klasse, või öeldes, et teatud klasside ühisosa on tühi hulk (ükski eskemplar ei kuulu mõlemasse klassi samaaegselt)

jms

21/04/2320

OWL-i kihid

OWL Lite Lihtsaim ja madalaima arvutusliku keerukusega OWLi

alamkeel Peamiselt lihtsate taksonoomiate ja lihtsate piirangute

kirjeldamiseks, nt kardinaalsuse jaoks vaid väärtused 0 ja 1

OWL DL Kõik OWL keele konstruktsioonid koos teatud piirangutega Baseerub kirjeldusloogikail (Description Logics) Seega arvutuslikult lahenduv, täielik Mittekooskõlalisuse kontroll

OWL Full Kõrgeim arvutuslik keerukus Arvutuslikult mittelahenduv

Full

DL

Lite

21/04/2321

OWL-DL

DL tuleneb väljendist “Description Logic” Maksimaalne osa OWList, mis veel tagab:

täielikkuse (kui probleemile on lahendus, siis see ka leitakse)

lahenduvuse (arvutused teostatakse lõpliku aja jooksul)

Sisaldab kõiki OWL keele konstruktsioone, kuid piirab selle kasutust nt klass ei saa olla eksemplari ja omaduse rollis,

omadus ei saa olla klassi ja eksemplari rollis

21/04/2322

Tööriistad

Ontoloogiate redaktorid Protege, KAON, OilEd, SWOOP jms

Tuletusmootorid Racer(Pro), FaCT, Pellet jms

Süntaksi valideerijad XMLi vastu XSD-d valideerimise vahendid

Visualiseerimine TGVizTab – Protege plugin, KAON OIModeller jms

API-d Jena, OWLIM, SOFA jms

Ontoloogiaserverid ONKI Ontology Server, Ontolingua, KAON,

OntoRama, ACOS, Starlab, OWS jms

21/04/2323

Publitseerimine, otsimine, haldamine Publitseerimine

http://www.semic.euhttp://www.ekoss.orghttp://riha.eesti.ee

Otsiminehttp://www.ontosearch.org/http://swoogle.umbc.edu/

Loomine, haldamineSEHKE, sehke.eesti.ee

21/04/2324

Kasulikud materjalid ja viited

1. http://www.co-ode.org/resources/tutorials/ProtegeOWLTutorial.pdf

2. http://www.aifb.uni-karlsruhe.de/WBS/cte/ontologyengineering/

3. http://www.xml.com/pub/a/2004/07/14/onto.html4. http://www.w3.org/2004/OWL/5. http://www.w3.org/RDF/6. http://www.w3.org/TR/rdf-schema/7. http://swoogle.umbc.edu/8. Gómez-Pérez, A. "Ontology Evaluation." Handbook of

Ontologies. Berlin: Springer, 2004. pp. 251-271.

21/04/2325

Semantikaalast informatsiooni

1. Riigi infosüsteemi semantilise koosvõimega seotud dokumentatsioon, semantika töörühma materjalid jms http://www.riso.ee/wiki/Semantika

2. Teavituskanalina postitusnimekiri https://lists.riik.ee/listinfo/semantika

3. Semantika foorum aadressil http://www.riso.ee/et/forum/4

21/04/2326

Praktiline info: semantika juhendi uuendus/täiendus 15.04.2010 jõuti RIAs seisukohale, et ontoloogiaid luues on

prioriteedid järgnevad: 1) olemasolevad andmekogud koos WSDLidega 2) olemasolevad andmekogud ilma WSDLideta 3) uued planeeritud andmekogud/infosüsteemid

Ontoloogia skoop 1) korral on skoobiks WSDL sisend/väljund parameetrid.

Pole vaja annoteerida kõiki andmevälju ja seega pole vaja ka kõikidele andmeväljadele vastavaid mõisteid lülitada ontoloogiasse. Pole keelatud lülitada ontoloogiasse mõisteid, mida peetakse valdkonna mõistmisel vajalikuks kuigi need pole seotud veebiteenuste sisendite ja väljunditega.

2) ja 3) juhul lähtutakse ontoloogia tegemisel kontseptuaalsest andmemudelist

21/04/2327

Tänan Teid!Lisainfo:

Rica Semjonovaprojektijuht

rica.semjonova@ria.ee6630295