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本体技术与知识系统
戚玉梁老师
中原大学资管所
Section I: Ontology
Section II: Elements of an Ontology
Section III: Web Ontology Language
Section I
Overview of Ontological Techniques
什麼是本体论 -1
本体论(Ontology)
是哲学(形上学 )的一个基本分支
本体论, 神学 , 普通科学
研究存在的问题,探讨现实事物的基本特徵.无法被感知的事物,就无法证明其存在
又称为存在论或是论
A Resource Guide for Philosophers
什麼是本体论 -2
本体论探讨…..「存在」
「存在的最初分类是什麼 」
事物如何形成….以溯源头的方式表达
Ontology就是研究哪种名词代表真实的存在实体,
哪种名词只是代表一种概念
什麼是本体论 -3
本体论的前身是存在论
可推朔到古希腊的柏拉图和亚里士多德
亚里士多德定义存在论为「研究物体的存在的科学」
因此,本体即为研究物体的分类
维基百科
柏拉图
亚里士多德
什麼是本体论 -4
形而上学
物理学
自然科学
什麼是本体论 –5
什麼是「存在」
什麼「在」存在
Object, Subject, Relationship
找出什麼是「物体」
什麼是「主题」
它们之间的「关系」
笛卡尔: 「我思故我在」
本体论在资讯科学-1
对特定事物以抽象方式进行系统化的描述,促使对特定事物,能在固定型式下的共同认知.
Object, Relationship, Subject Concept
Classification and Category
本体论在资讯科学-2
定义
R. Neches (1991)- the basic terms and relations comprising the vocabulary of a topic area, and the rule for combining terms and relations to define extensions to the vocabulary.
T. Gruber(1993)/ [Grarino (1995)] -a (explicit) specification of a conceptualization
Ontologies as a specification mechanism
a set of definitions of formal vocabulary
本体论在资讯科学-3
定义
N. Guarino (1995)-a specification of concept, a philosophical discipline, a formal semantic account, a representation of a conceptual system via a logic theory.
B. Swartout (1997)- a hierarchically structured set of terms for describing a domain that can be used as skeletal foundation for a KB.
W. Borst (1997)/R. Studer (1998) – a formal explicit specification of a shared conceptualization.
http://www-ksl.stanford.edu/kst/what-is-an-ontology.html
本体论在资讯科学-4
本体是一个资料模型(Data model),用来表达对某一个领域的认知
本体在资讯技术上用来推导实物(Object)及其关系
本体技术
对特定领域进行概念建置,统一诠释对领域的认知
本体论用在表达及塑模知识
ontology is a data model that represents a domain and is used to reason about the objects in that domain and the relations between them.
本体论在资讯科学-5
Lassila & McGuinness(2001)
不同程度的本体应用
本体的例子 -1
Taxonomy
界
门
纲
目
科
属
种
定义
定义
定义
定义
定义
定义
定义
Ontology
本体的例子 -2
植物界
维管束植物门
单子叶纲
泽泻目
天南星科
芋属
姑婆芋
..
..
..
..
..
..
..
界
门
纲
目
科
属
种
Section II
Elements of an Ontology
本体的组成
资讯用的本体方法,本体的组成分为
概念- concepts, classes
抽象的集合,例如犬类
属性- properties, attributes
物件的特徵,例如身长
实体- individuals, instances
实际的物件,例如米格鲁(身长: 50 cm …)
关系- Relations
把属性用在串联两个概念 (或实体)
概念 (concepts) -1
本体的概念近似物件技术的类别 (Class)
概念可以包含实体,一群实体的抽象观点
Canine- the class of all dogs
Vehicle – the class of all cars
Thing- the class of all things 一般用做Root-Class
概念可以包含子概念
概念与子概念之间有阶层关系
Super - Sub
概念 (concepts) -2
Coupe
Sedan
Vehicle
Sport
Utility
Car
Aircraft
概念 (concepts) -3
概念可以分为Extensional及Intensional两类
Extensional 是一种概念的延伸
概念的成员可以相互替换 Extensional概念的成员
例: 如果 Concept C 是 Concept C' 的 extensional
意谓 Concept C' 拥有与 Concept C 一 样的定义
Intensional 是一种概念的限定内涵
如果两个概念间仅有 Intensional关系,不可以相互替换
意谓概念的成员仅是同义字而非同定义
概念 (concepts) –4
投票权
Age>=20
Citizen
总统选举
王大明, 30岁,
台北县人
北市长选举
ok
x
(age>20, Taipei city citizen)
属性 (Properties) –1
支持概念的一些特徵
形状
形状的特徵- 2D
方形的特徵- 长, 宽, 高, 平行, 直角
圆形的的特徵- 半径, 圆周
Section III
Web Ontology Language (OWL)
XML-based Ontology Lang.
XML-based Ontology有许多不同的语言
差异处-不同的Logical Model
RDF (Resource Description Framework)
DAML
DAML+OIL
OWL (Web Ontology Language)
Logical Model
提供运算 (mathematical or logical)
维持架构的正确性 inference
运动员
(条件….)
(individual)
李大明
林大明
王大明
陈大明
田径选手
(条件….)
林大明
陈大明
(计算出来的)
学生资料
科展代表
:
Logical Model -2
一致性利用属性层的条件获得合理架构
推估可利用概念层的逻辑计算
杰出青年
(条件….)
田径选手( and)科展代表( and)
….
林大明
推估出来
Think & Practice..
Web Ontology Lang. (OWL)
OWL 是W3C最新公布的Web Semantics 语言,它是继RDF, DAML+OIL 的后继者
OWL 分为三个版本
OWL Lite
OWL DL
OWL Full
Protégé
Protégé 是 OWL 的editor
美国 Stanford U. 开发的工具
Protégé V.2 供编辑 RDF
Protégé V.3 供编辑 OWL
也提供Plugin 其他工具的平台
Protégé vs. OWL vs. Ontology
OWL
-----------
Class
Properties
instance
Ontology
-----------
Concept
Properties
individual
Protégé
-----------
Class
Slot (role)
individual
Protégé - Class
Class 相当於 Ontology 的概念 (Concept)
Protégé 的Classes 以结构及阶层方式建立 Taxonomy
每个 Class 须要支持它的定义
否则无法运算
Class阶层以 Super-Sub 关系出现
代表包含於 (SubSumption )关系
Protégé – slot/role
用於定义class, 但应用於解释individual 的关系
关系类型
Assigned value age 20.
has-a the student has-a BA degree.
is-a all graduate students is-a student.
Transitive all graduate student has a student id.
Symmetric ..
Protégé – individual
Individual 代表符合该领域的实例(object)
Protégé 支援 unique name assumption (UNA)
OWL 不支援 UNA
商学院长主持评选会议
商学院长是王大明
王大明主持评选会议
商学院长与王大明之间必须要有全等关系
Section IV
Protégé 工具
Protégé
下载安装
http://protege.stanford.edu/
Version 3.1
Full version (含OWL plugin)
文件
http://protege.stanford.edu/plugins/owl/documentation.html
找pizza~
Protégé -2
Pizza Tutorial
怎麼描述一个pizza
Base
Topping
本体技术与知识系统
戚玉梁老师
中原大学资管所
Section I: Ontology
Section II: Elements of an Ontology
Section III: Web Ontology Language
Section I
Overview of Ontological Techniques
什麼是本体论 -1
本体论(Ontology)
是哲学(形上学 )的一个基本分支
本体论, 神学 , 普通科学
研究存在的问题,探讨现实事物的基本特徵.无法被感知的事物,就无法证明其存在
又称为存在论或是论
A Resource Guide for Philosophers
什麼是本体论 -2
本体论探讨…..「存在」
「存在的最初分类是什麼 」
事物如何形成….以溯源头的方式表达
Ontology就是研究哪种名词代表真实的存在实体,
哪种名词只是代表一种概念
什麼是本体论 -3
本体论的前身是存在论
可推朔到古希腊的柏拉图和亚里士多德
亚里士多德定义存在论为「研究物体的存在的科学」
因此,本体即为研究物体的分类
维基百科
柏拉图
亚里士多德
什麼是本体论 -4
形而上学
物理学
自然科学
什麼是本体论 –5
什麼是「存在」
什麼「在」存在
Object, Subject, Relationship
找出什麼是「物体」
什麼是「主题」
它们之间的「关系」
笛卡尔: 「我思故我在」
本体论在资讯科学-1
对特定事物以抽象方式进行系统化的描述,促使对特定事物,能在固定型式下的共同认知.
Object, Relationship, Subject Concept
Classification and Category
本体论在资讯科学-2
定义
R. Neches (1991)- the basic terms and relations comprising the vocabulary of a topic area, and the rule for combining terms and relations to define extensions to the vocabulary.
T. Gruber(1993)/ [Grarino (1995)] -a (explicit) specification of a conceptualization
Ontologies as a specification mechanism
a set of definitions of formal vocabulary
本体论在资讯科学-3
定义
N. Guarino (1995)-a specification of concept, a philosophical discipline, a formal semantic account, a representation of a conceptual system via a logic theory.
B. Swartout (1997)- a hierarchically structured set of terms for describing a domain that can be used as skeletal foundation for a KB.
W. Borst (1997)/R. Studer (1998) – a formal explicit specification of a shared conceptualization.
http://www-ksl.stanford.edu/kst/what-is-an-ontology.html
本体论在资讯科学-4
本体是一个资料模型(Data model),用来表达对某一个领域的认知
本体在资讯技术上用来推导实物(Object)及其关系
本体技术
对特定领域进行概念建置,统一诠释对领域的认知
本体论用在表达及塑模知识
ontology is a data model that represents a domain and is used to reason about the objects in that domain and the relations between them.
本体论在资讯科学-5
Lassila & McGuinness(2001)
不同程度的本体应用
本体的例子 -1
Taxonomy
界
门
纲
目
科
属
种
定义
定义
定义
定义
定义
定义
定义
Ontology
本体的例子 -2
植物界
维管束植物门
单子叶纲
泽泻目
天南星科
芋属
姑婆芋
..
..
..
..
..
..
..
界
门
纲
目
科
属
种
Section II
Elements of an Ontology
本体的组成
资讯用的本体方法,本体的组成分为
概念- concepts, classes
抽象的集合,例如犬类
属性- properties, attributes
物件的特徵,例如身长
实体- individuals, instances
实际的物件,例如米格鲁(身长: 50 cm …)
关系- Relations
把属性用在串联两个概念 (或实体)
概念 (concepts) -1
本体的概念近似物件技术的类别 (Class)
概念可以包含实体,一群实体的抽象观点
Canine- the class of all dogs
Vehicle – the class of all cars
Thing- the class of all things 一般用做Root-Class
概念可以包含子概念
概念与子概念之间有阶层关系
Super - Sub
概念 (concepts) -2
Coupe
Sedan
Vehicle
Sport
Utility
Car
Aircraft
概念 (concepts) -3
概念可以分为Extensional及Intensional两类
Extensional 是一种概念的延伸
概念的成员可以相互替换 Extensional概念的成员
例: 如果 Concept C 是 Concept C' 的 extensional
意谓 Concept C' 拥有与 Concept C 一 样的定义
Intensional 是一种概念的限定内涵
如果两个概念间仅有 Intensional关系,不可以相互替换
意谓概念的成员仅是同义字而非同定义
概念 (concepts) –4
投票权
Age>=20
Citizen
总统选举
王大明, 30岁,
台北县人
北市长选举
ok
x
(age>20, Taipei city citizen)
属性 (Properties) –1
支持概念的一些特徵
形状
形状的特徵- 2D
方形的特徵- 长, 宽, 高, 平行, 直角
圆形的的特徵- 半径, 圆周
Section III
Web Ontology Language (OWL)
XML-based Ontology Lang.
XML-based Ontology有许多不同的语言
差异处-不同的Logical Model
RDF (Resource Description Framework)
DAML
DAML+OIL
OWL (Web Ontology Language)
Logical Model
提供运算 (mathematical or logical)
维持架构的正确性 inference
运动员
(条件….)
(individual)
李大明
林大明
王大明
陈大明
田径选手
(条件….)
林大明
陈大明
(计算出来的)
学生资料
科展代表
:
Logical Model -2
一致性利用属性层的条件获得合理架构
推估可利用概念层的逻辑计算
杰出青年
(条件….)
田径选手( and)科展代表( and)
….
林大明
推估出来
Think & Practice..
Web Ontology Lang. (OWL)
OWL 是W3C最新公布的Web Semantics 语言,它是继RDF, DAML+OIL 的后继者
OWL 分为三个版本
OWL Lite
OWL DL
OWL Full
Protégé
Protégé 是 OWL 的editor
美国 Stanford U. 开发的工具
Protégé V.2 供编辑 RDF
Protégé V.3 供编辑 OWL
也提供Plugin 其他工具的平台
Protégé vs. OWL vs. Ontology
OWL
-----------
Class
Properties
instance
Ontology
-----------
Concept
Properties
individual
Protégé
-----------
Class
Slot (role)
individual
Protégé - Class
Class 相当於 Ontology 的概念 (Concept)
Protégé 的Classes 以结构及阶层方式建立 Taxonomy
每个 Class 须要支持它的定义
否则无法运算
Class阶层以 Super-Sub 关系出现
代表包含於 (SubSumption )关系
Protégé – slot/role
用於定义class, 但应用於解释individual 的关系
关系类型
Assigned value age 20.
has-a the student has-a BA degree.
is-a all graduate students is-a student.
Transitive all graduate student has a student id.
Symmetric ..
Protégé – individual
Individual 代表符合该领域的实例(object)
Protégé 支援 unique name assumption (UNA)
OWL 不支援 UNA
商学院长主持评选会议
商学院长是王大明
王大明主持评选会议
商学院长与王大明之间必须要有全等关系
Section IV
Protégé 工具
Protégé
下载安装
http://protege.stanford.edu/
Version 3.1
Full version (含OWL plugin)
文件
http://protege.stanford.edu/plugins/owl/documentation.html
找pizza~
Protégé -2
Pizza Tutorial
怎麼描述一个pizza
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Topping
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