Онтологии и их классификация

Существуют различные подходы, ориентированные на интегрированное описание данных и знаний. Однако все большую популярность последнее время приобретают онтологии^[1].

Технологии, позволяющие создание/управление и распространение форматированных документов, такие как Lotus Notes, SharePoint, web или распределенные базы данных, могут хранить документы, обеспечивая им уникальность и независимость друг от друга.

Но возможен подход, основанный на онтологии, — в этом случае документы становятся как бы «нанизанными» на единую смысловую нить. Это облегчает не только поиск, но и обучение, актуализацию, интеграцию знаний и многие другие задачи.

Существует множество различных подходов к определению понятия «онтология», например:

• — онтология — эксплицитная^[2] спецификация определенной темы/концептуализации;
• — онтология — это базы знаний специального типа, которые могут читаться и пониматься, отчуждаться от разработчика и/или физически разделяться их пользователями.

В любом случае онтология — подход к моделированию знаний в организации. Существует высказывание известного российского ученого Н. Н. Моисеева: «Модель можно рассматривать как специальную форму кодирования информации… С помощью моделей из старых знаний могут возникать новые знания. И потому одной из важнейших задач науки является не только систематизация, кодирование известной информации… но и… раскодирование той информации, которая потенциально содержится в моделях и приводит к получению нового знания»^[3].

Если модель — способ кодирования некоторой области знаний, то можно убедиться, что онтология, по сути, —модель имеющихся знаний в определенной теме, наиболее удобная для дальнейшей технической реализации. Причем для онтологии важна не только функция посредника между человеком (создателем знания) и последующим носителем знания, она самоценна для анализа. Знания, сведенные с помощью онтологии воедино, действительно приводят к появлению новых знаний. Имеется определение, что онтология — это структурная спецификация некоторой предметной области, ее формализованное представление, которое включает словарь (или имена) указателей на термины предметной области и логические выражения, которые описывают, как они соотносятся друг с другом.

Если метаописания объектов предметной области обычно бывают разрозненными, а понятиям не уделяется достаточно внимания, то в онтологии главное — взаимосвязь понятий, составляющая общую картину, в которой для каждого объекта найдется своя «ячейка» (рис. 9.1).

Очевидно, существует масса способов описания предметной области. Можно провести описание относительно легким способом, но проигнорировав некоторые менее существенные связи. Можно, напротив, четко определить все действующие правила, но затратить значительно больше времени и сил.^[4]

Рис. 9.1. Схема интеллектуального пространства^1.

Таким образом, любую из существующих онтологий можно охарактеризовать по признаку «простая — сложная», подразумевая, что дополнительная сложность дает в качестве преимущества дополнительные существенные подробности.

Существующие языки и способы составления онтологий иногда делят на легковесные и тяжеловесные (рис. 9.2), условно подразумевая, что тяжеловесные — те, которые приспособлены для описания предметной области практически любой сложности. Тяжеловесные онтологии обычно используются для последующего кодирования технологических систем, т. е. они содержат, хотя бы частично, логику принятия решений в предметной области.

Рис. 9.2. Спектр выразительности онтологий^[5]

Очевидно, на первых этапах развертывания менеджмента знаний в организации легковесные онтологии более уместны, так как быстрее проявляют свои преимущества, не требуя значительных затрат. Один из распространенных способов построения легковесной онтологии — неформальная таксономия. На рис. 9.3 и 9.4 показан переход от хаоса (для неофита) имен великих итальянских мастеров к стройной историко-художественной онтологии ^[6].

В получившейся онтологии четко видны некоторые связи: место и период творчества автора, влияние предшественников. При этом выделенные концепты и связи не претендуют на полноту и обладают условной точностью: не утверждается, что онтология охватывает всех художников, со всеми их учителями и учениками, а место на временной шкале тоже весьма приблизительно, поскольку на. рис. 9.4 столетиям отводится различная площадь. Тем не менее, как и любая модель, данная онтология дает возможность для познания, получения ответов на некоторые вопросы (например, насколько вероятно влияние творчества одного мастера на творчество другого и т. д.).

Рис. 9.3. Неструктурированное множество имен итальянских художников.

Рис. 9.4. Итальянские мастера XIII—XVI вв.

Вообще, таксономия — это иерархическая классификация определенного набора объектов, которая помогает пользователю понять, как явное знание может быть сгруппировано и разделено по категориям. Вверху этой структуры — объединяющая единая классификация — корневой таксон, — которая относится ко всем объектам данной таксономии. Таксоны, находящиеся ниже корневого, являются более специфическими классификациями, которые относятся к поднаборам общего набора классифицируемых объектов.

Будучи типичным результатом составления карты знаний и структурирования процессов, грамотная таксономия помогает пользователю знания, облегчая поиск и попытки воспользоваться чужим опытом. Из неформальных таксономий в отдельный класс сегодня выделяется фолксономия («народная таксономия»). Ее особенность в том, что ее составляет не ограниченный круг экспертов, а все участники обмена знаниями. Голос каждого участника влияет, например, на значимость того или иного класса или позволяет обозначить связи между классами. Между тем формальная таксономия более требовательна и строится по четким правилам. Пример такой таксономии приведен на рис. 9.5.

Развитие визуальных средств для построения онтологий сделало возможным появление такого подхода, как онтологический инжиниринг. Можно привести простейший алгоритм онтологического инжиниринга^[7]:

• — выделение концептов — базовых понятий данной предметной области;
• — определение «высоты дерева онтологий» — числа уровней абстракции;
• — распределение концептов по уровням;
• — построение связей между концептами — определение отношений и взаимодействий базовых понятий;
• — консультации с различными специалистами для исключения противоречий и неточностей.

• [1] Гаврилова Т. Онтологический подход к управлению знаниями при разработке корпоративных систем автоматизации. URL: http://www.bigc.ru/theory /km/ontol_podhod_to_uz.php#l
• [2] Эксплицитным, или явным (от англ, explicit — явный, определенный), в менеджменте знаний называют такое знание, которое может быть достаточно четко формализовано и передаваться между людьми опосредованно безнеобходимости в личных демонстрациях, пояснениях, уточнениях.
• [3] Цит. по: Основы научных исследований / Б. И. Герасимов, В. В. Дробышева, Н. В. Злобина, Е. В. Нижегородов, Г. И. Терехова. М. :ФОРУМ, 2009.
• [4] Тузовский А. Ф., Чириков С. В., Ямпольский В. 3. Системы управления знаниями (методы и технологии).
• [5] 2 Тузовский А. Ф., Чириков С. В., Ямпольский В. 3. Указ. соч.
• [6] Гаврилова Т Онтологический инжиниринг. URL: http:/www.bigc.ru/government/modeling/methodology/recommended/onte/
• [7] Гаврилова Т. Указ. соч.