Инструментальные средства проектирования онтологий

7.1. Редакторы онтологий

При создании онтологий (как и при проектировании программного обеспечения или написании электронного документа) целесообразно пользоваться подходящими инструментами. Будем называть инструментальные программные средства, созданные специально для проектирования, редактирования и анализа онтологий, редакторами онтологий.

Основная функция любого редактора онтологий состоит в поддержке процесса формализации знаний и представлении онтологии как спецификации (точного и полного описания).

В большинстве своем современные редакторы онтологий предоставляют средства " кодирования " (в смысле "описания") формальной модели в том или ином виде. Некоторые дают дополнительные возможности по анализу онтологии, используют механизм логического вывода.

В этой части будут описаны наиболее общие характеристики редакторов и проведен их сравнительный анализ. Подробно рассматривается редактор Protege.

Поддерживаемые редактором формализмы и форматы представления

Под формализмом понимается теоретический базис, лежащий в основе способа представления онтологических знаний. Примерами формализмов могут служить логика предикатов (First Order Logic - FOL), дескриптивная логика, фреймовые модели (Frames), концептуальные графы и т.п. Формализм, используемый редактором, может не только существенно влиять на внутренние структуры данных, но и определять формат представления или даже пользовательский интерфейс.

Формат представления онтологии задает вид хранения и способ передачи онтологических описаний. Под форматами подразумеваются языки представления онтологий: RDF, OWL, KIF, SCL.

Таким образом, некоторая формальная модель представляется в формализме FOL и может быть выражена средствами языка KIF.

Редакторы онтологий обычно поддерживают работу с несколькими формализмами и форматами представления, но часто только один формализм является "родным" (native) для данного редактора.

Функциональность редактора онтологий

Важной характеристикой является функциональность редактора, т.е. множество сценариев его использования.

Базовый набор функций обеспечивает:

• работу с одним или более проектами:
  1. сохранение проекта в нужном формализме и формате (экспорт);
  2. открытие проекта;
  3. импорт из внешнего формата;
  4. редактирование метаданных проекта (в широком смысле: от настройки форм редактирования и представления данных до поддержки версий проекта);
• редактирование онтологии. Набор возможных действий обычно включает создание, редактирование, удаление понятий, отношений, аксиом и прочих структурных элементов онтологии, редактирование таксономии.

К дополнительным возможностям редакторов относят поддержку языка запросов (для поиска нетривиальных утверждений), анализ целостности, использование механизма логического вывода, поддержку многопользовательского режима, поддержку удаленного доступа через Интернет.

Сложные инструментальные средства

Эти средства нужны для того, чтобы не только вводить и редактировать онтологическую информацию, но и анализировать ее, выполняя типичные операции над онтологиями, например:

• выравнивание (alignment) онтологий - установка различного вида соответствий между двумя онтологиями для того, чтобы они могли использовать информацию друг друга;
• отображение (mapping) одной онтологии на другую - нахождение семантических связей между подобными элементами разных онтологий;
• объединение (merging) онтологий - операция, которая по двум онтологиям генерирует третью, объединяющую информацию из первых двух.