Ontologien und
Repräsentation des
Wissens
Artem Khvat
HAW-Hamburg
9.12.2005
Übersicht


Motivation
Ontologien
Typen der Ontologien
 Ontologiesprachen
 Merge (Union)


Anwendungen
CS AKTive Space
 OntoWeb

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des Wissens"
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Übersicht

Werkzeuge
Protege
 Jena


Masterprojekt 'Ferienclub‚
PROMPT-Protege 2000
 MOnTo 0.3 b.



Master Thesis
Literatur
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Motivation
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4
Motivation

Suchauftrag www.google.de (noch
vor einige Zeit)


„Fahrzeug Baujahr 1967“
Ergebnisse:

Alles was das Wort
„Fahrzeug“+“Baujahr“+“1967“
enthält
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Motivation

„Best of all“

http://www.floersbachtal.de/pdf/feuerwehr_fbt.pdf
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6
Motivation

Extensible Markup Language:
abgekürzt XML, ist ein Standard zur
Erstellung maschinen- und
menschenlesbarer Dokumente in
Form einer Baumstruktur. XML
definiert dabei die Regeln für den
Aufbau solcher Dokumente.
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Motivation
<sentence>
<fahrzeug
href=“http://www.seriouswh
eels.com/pics-19601969/1968-PontiacFirebird-Red-Blower-ssy.jpg“>“Fierbird“
< baujahr >Baujahr
1968</baujahr>
</fahrzeug>, ist das beste
was passieren kann.
</sentence>
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Motivation
<?xml version="1.0" standalone="yes" encoding="UTF-8"?>
<Auto>
<hersteller> </hersteller>
<model>
<name> </name>
<farbe> </farbe>
<jahr> </jahr>
</model>
<motor>
<leistung> </leistung>
<hub><hub/>
</motor>
</Auto>
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Motivation

Suchauftrag:
Hersteller : „Opel„
 Model :

Name „Vectra“
 Farbe „Blau“


Motor
Hub“1600“
 Leistung:“75 kw“

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Motivation
<?xml version="1.0" standalone="yes"
encoding="UTF-8"?>
<Auto>
<hersteller>GM</hersteller>
<name>Vectra </name>
<farbe>blau</farbe>
<jahr>1998</jahr>
<leistung>75KW</leistung>
<hub>1600/<hub>
</Auto>
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Motivation
<?xml version="1.0" standalone="yes" encoding="UTF-8"?>
<Auto>
<manufacturer>Opel</manufacturer >
<model>
<name>Vectra A</name>
<color>blau</color>
<year>1998</year>
</model>
<motor>
<power>75KW</power>
<cylindercapacity>1600 mm³</cylindercapacity>
</motor>
</Auto>
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Ontologien

-
-
Aristotle.
Autor von Metaphysik.
System der Kategorien
des Daseins : Substanz,
Qualität, Quantität,
Relation, Action, Platz,
Zeit und Neigung.
Alles über alles,
aussagen.
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Ontologien
Gomez-Perez :
Die Informations-Systeme
werden konstruiert nicht für
die exakte Weltabbildung,
sonder für die effektive
Realisierung der Aufgaben.
„Ontological Engineering“ Springer Verlag 2003
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Ontologien
Definition nach Gruber 1993:
Eine Ontologie ist die ausdrückliche
Spezifikation der Konzeptualisierung.
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Ontologien

Ontologien: Motivation
 Digital gespeicherte Informationen
existieren in großen Mengen
 Problem: Fehlertoleranter Zugriff
 Effiziente Suche
 Individuelle Filterung
 Lücke zwischen Bedeutung und
Speicherung von Informationen
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Typen der Ontologien

Typen der Ontologien
 Ontologien für die Präsentation der
Wissen.
 Allgemeine Ontologien.
 „Top-level“ oder „Upper level“
Ontologien.
 Domain Ontologien.
 Aufgabebezogene Ontologien.
 Domain- Aufgabebezogene Ontologien.
 Methode Ontologien.
 Applikation Ontologien.
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Typen der Ontologien
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Typen der Ontologien

Ontologien für die Präsentation der
Wissen.
 werden benutz für die formale
Repräsentation der Wissen.
 Benutzen formale Definitionen als
Präsentations- Primitive (classes,
subclasses, attributes, values, relations
and axioms).
 bilden weitere Ontologien.
 Beispiele : RDF,RDF(S),
DAML+OIL,OWL .
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Typen der Ontologien
Beispiel : Standart Units Ontology (Gomez-Perez 2003
Ontological Engin.):
(defien-frame Minute
:own-slot
(( Documentation „“ Time Unit“)
(Instance-Of Unit-of-Measure))
:axiom-def
((Quantity.Dimension Minute Time-Dimension)))
(defien-frame Second-of-Time
:own-slots
((Documentation „ The SI standard unit of time“)
(Instance-Of Si-Unit Unit-of-Measure)
(Quantity.Dimension Time-Dimension))
:axiom-def
((=Minute (* 60 Second-Of-Time))))
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Ontologiesprachen

Ontologiesprachen (1)
 Eine Ontologiesprache bezieht sich in
aller Regel auf Konzepte (Klassen,
Entitäten, ...)
 Eigenschaften von Konzepten (Slots,
Attribute, ...) und Relationen zwischen
Konzepten
 (Assoziationen) und zusätzlicher
Sprachmittel für Einschränkungen.
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Ontologiesprachen

Ontologiesprachen (2)
 Größe Bandbreite verschiedener
Ontologiesprachen:
 Einfach (nur Konzepte und Taxonomie
RDF)
 Frame-basiert (Konzepte plus
Konzepteigenschaften RDF(S))
 Logik-basiert (z. B. Ontolingua,
DAML+OIL, ...)
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Ontologiesprachen

Ontologiesprachen (3)

Ontologien werden oftmals durch
Diagramme ausgedrückt (meist nicht
möglich dabei alles auszudrücken).

Entity-Relationship Schemata und UML
Klassendiagramme können als
Ontologiesprachen verstanden werden.
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Merge (Union)
http://jena.sourceforge.net/downloads.html
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Anwendungen

Computer Science:

CS AKTive Space


Überblick über die Universitäten in
Großbritannien
OntoWeb

Thematisches Netzwerk
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CS AKTive Space

CS AKTive Space

3Stone


Armadillo


25 Millionen RDF Tripels
„on the fly“ Interpretation in RDF
OntoCopi

Suche
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OntoCopi

OntoCopi
Ontologiebasiertes Netzwerk
Analyse Tool
 Untersucht die Zusammenhänge
von Instanzen in der
Wissensbasis
 Filterung relevanten Beziehungen
durch Filterung der Pfaden im
Netz

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OntoCopi





memberOf 0.6
hasAutor 1
attended 0.3
Alle Knoten 1
1.


A 1*0.6 zu D
2.

A=1+1*1+1*0.6
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CS AKTive
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OntoWeb

OntoWeb

Shared Concepts für





OntoWeb Organisationen
Dokumente
Events
Wissenschaftliche Ergebnisse
Materialien
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OntoWeb Framework

ZOPE


DOGMA


Zope DB
Framework für die Aufbau der Ontologien
SEAL

Erstellung und Verwaltung des Onlineportals
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OntoWeb-SEAL
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OntoWeb - DOGMA
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Description Logic




Sprache GRAIL
Überprüfung der semantischen
Korrektheit
Formulierung der Bedingungen
Mit begrenzter Anzahl der
Konzepten, Folgerungen treffen
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Werkzeuge (API)

Protege
Stanford Medical Informatics
 DaimlerChrysler
 iSOCO: Intelligent Software for the
Networked Economy


Jena

Bristol, UK HP Labs
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Jena 2

Jena 2
Hewlett Packard Laboratories,
Bristol
 http://jena.sourceforge.net/
 Framework für die Erstellung von
Semantic Web Applikationen

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Jena 2

Jena and it‘s features:
RDF API
 ARP - Jena's RDF/XML Parser
 Persistence
 Reasoning Subsystem
 Ontology Subsystem
 RDQL query language

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Masterprojekt 'Ferienclub'
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PROMPT-Protege 2000



Natasha Noy, Ph.D. -Senior Research
Scientist
Stanford Medical
Informatics
PROMPT-Protege 2000
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PROMPT-Protege 2000
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MOnTo


Projekt „Ferien Club“
MOnTo
Ontologie „merge“
 Wissensvermittler
 Web Services

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MOnTo 0.3 b.
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Master Thesis


Entwicklung und Merge (semi-automt.) von
den Ontologien
Strategie für die Ermöglichung des
Automatischen Mergen.

2 Wörterbuche



Natürliche Sprache
Graphen
Web Services
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Master Thesis
„People can’t share knowledge if they
don’t speak a common language“
([Davenport 1998])
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Literatur:








http://www.semantic-web.at
http://www.w3.org/DesignIssues/Semantic.html
http://www.semanticweb.org
Asucion Gomez-Perez Mariano Fernadez-Lopez,
Oscar Corcho Ontological Engineering Springer
Verlag 2003.
http://www.w3.org/TR/rdf-schema/
http://www.w3.org/2001/sw/WebOnt/
http://www.ibr.cs.tubs.de/lehre/ws0304/svs/work/rdf_paper_final.pdf
http://protege.stanford.edu/
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Literatur

http://www.ontoweb.org/
http://triplestore.aktors.org/demo
/AKTiveSpace/

http://www.w3.org/

http://www.hpl.hp.com/semweb/j
ena.htm

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slides - HAW Hamburg