Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
Dezvoltarea aplicațiilor Web
♕
ingineria specificării cunoștințelor
Dr. Sabin Corneliu Buraga – profs.info.uaic.ro/~busaco/
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
“It is not the strongest of the species that survive, nor the most intelligent, but the ones most responsive to change.”
Charles Darwin
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
Există metode de proiectare (modelare)
a cunoștințelor (ontologiilor)?
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
managementul cunoștințelor
Aspect de interes:
crearea de ontologii din diverse surse
scheme XML
scheme de baze de date diagrame UML
foi de calcul tabelar
altele – e.g., CSV, microformate, microdate HTML5,…
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
managementul cunoștințelor
Aspect de interes:
gestiunea versiunilor
M1 M2
O2 O1 O1.1
O4 O3
O1.2
incompatibleWith
priorVersionOf priorVersionOf
sourceFor
dependsOn extends
targets
related With
uses
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
managementul cunoștințelor
Aspect de interes:
constituirea/folosirea colecțiilor de ontologii
asocieri comparații reconcilieri
validări conversii
asigurarea calității
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
managementul cunoștințelor
Aspect de interes:
modularizarea ontologiilor
„împrumutarea” entităților specificate de ontologii
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
managementul cunoștințelor
Aspect de interes:
modularizarea ontologiilor
„împrumutarea” entităților specificate de ontologii facilitează dezvoltarea colaborativă + reutilizarea
V. Presutti, Methods for Ontology Design Patterns Reuse, ISWC 2016 www.slideshare.net/vpresutti/methods-for-ontology-design-patterns-reuse
seria WoMO (Workshops on Modular Ontologies): iaoa.org/womo/
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
managementul cunoștințelor
exemplu practic vizând cunoștințe geografice:
Pascal Hitzler, Modular Ontology Design and Use Case:
The GeoLink Example, ESWC 2017
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
managementul cunoștințelor
Aspect de interes:
obținerea, organizarea și vizualizarea domeniului de cunoaștere
înainte și în timpul creării unei ontologii
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
managementul cunoștințelor
Aspect de interes:
utilizarea ontologiilor în funcție de context
axate asupra modelării – exhaustive – a unei lumi (web) specifice unui set de task-uri/procese – workflow-uri
mixte
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
necesitate
Metodologii de inginerie a cunoștințelor (knowledge engineering methodologies)
procesul prin care experți ai domeniului și ontologiști vor constitui o graf/bază de cunoștințe, modelat(ă)
via un limbaj de reprezentare a cunoștințelor și gestionat(ă) cu o suită de instrumente adiționale
C. Maria Keet, An Introduction to Ontology Engineering, 2020 people.cs.uct.ac.za/~mkeet/OEbook/
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
necesitate
Metodologii de inginerie a cunoștințelor (knowledge engineering methodologies)
procesele, limbajele și instrumentele folosite se bazează pe diverse paradigme de reprezentare a cunoștințelor
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
maniere diferite de specificare a cunoștințelor (Jérôme Euzenat & Pavel Shvaiko, 2014)
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
necesitate
Metodologii de inginerie a cunoștințelor (knowledge engineering methodologies)
pot recurge la abordări de tip Model-Driven Engineering
de (re)văzut MDA – Model Driven Architecture
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
abordări tradiționale
CommonKADS (Scheriber et al., 2000)
UOL – Unified Ontology Language (Baclawski et al., 2002)
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
abordări agile
RapidOWL (Sören Auer & Heinrich Herre, 2007) SAMOD – Simplified Agile Methodology
for Ontology Development (Silvio Peroni, 2016)
essepuntato.it/papers/samod-owled2016.html
Eva Blomqvist, Karl Hammar, Valentina Presutti,
“Engineering Ontologies with Patterns: The eXtreme
Design Methodology”, Ontology Engineering with Ontology Design Patterns, IOS Press (2016)
karlhammar.com/downloads/blomqvist2016engineering.pdf
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
Care sunt procesele de modelare ontologică?
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
observații
Dezvoltarea unei ontologii implică partajarea de informații
+
colaborare
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
observații
“Knowledge is fractal” (Alan Rector)
ontologiile prezintă aceeași structură la fiecare nivel de granularitate (detaliu)
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
observații
Atenție la dezvoltările exponențiale ale ontologiei
fenomenul “exploding bicycle”
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
complicații
Necunoașterea a-priori a dimensiunii ontologiei Numărul persoanelor implicate
Folosirea ontologiei de către utilizatori care nu sunt experți ai domeniului modelat
Natural laziness ☺ ...
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
inginerie: dificultăți
Conflicte privitoare la intuiții
intuițiile sunt dificil de formalizat
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
inginerie: dificultăți
Conflicte privitoare la intuiții
intuițiile sunt dificil de formalizat
experții în domeniu sunt conduși de obisnuințe și practică (șabloane de proiectare)
prototipuri + generalizări
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
inginerie: dificultăți
Conflicte privitoare la intuiții
intuițiile sunt dificil de formalizat
logicienii sunt motivați de logică și computabilitate
definiții/axiome (formale) + operatori universali
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
inginerie: dificultăți
transparență și predictibilitate versus
rigoare + completitudine
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
inginerie: dificultăți
Persoanele
– ontologiști, programatori, utilizatori –
fără (prea multă) experiență
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
inginerie: dificultăți
Studiu de caz: alergia la anumite substanțe (Peter Morville)
acces urgent la informații exacte și utile credibilitatea surselor este esențială
Xin Luna Dong (2016)
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
inginerie: dificultăți
Studiu de caz: alergia la anumite substanțe
orice căutare folosind un motor de căutare clasic eșuează popularitate ≠ autoritate în domeniu
cunoștințele (relevante) trebuie să fie regăsite pe Web necesită expertiză în domeniu +
abilități avansate de căutare pe Web
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
inginerie: dificultăți
Modelarea
semantica (meaning)
corectitudinea clasificărilor și extragerii cunoștințelor
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
inginerie: dificultăți
Modelarea
indexarea
vizează activitățile de descoperire, căutare și găsire a cunoștințelor
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
inginerie: dificultăți
Modelarea
popularea
introducerea datelor (e.g., indivizi) +
procesul decizional
eventual, alte aspecte de interes
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
inginerie: dificultăți
Modelarea
achiziția
capt(ur)area cunoștințelor
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
inginerie: dificultăți
Asigurarea calității + managementul modificărilor calitatea
stabilirea de criterii privitoare la ceea ce este „corect”
(e.g., grad de expresivitate, ușurința refolosirii, volumul entităților modelate:
clase/proprietăți/restricții/indivizi,…)
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
inginerie: dificultăți
Asigurarea calității + managementul modificărilor evoluția
luarea în calcul a schimbărilor viitoare ale ontologiei
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
inginerie: dificultăți
Asigurarea calității + managementul modificărilor testarea
controlul modificărilor
asigurarea – eventual, (semi-)automată – a calității de exemplu, detectarea inconsistențelor
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
inginerie: dificultăți
Privitoare la factorul uman
apariția confuziilor privitoare la termeni și la utilizarea ontologiei în practică
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
inginerie: dificultăți
Privitoare la factorul uman
persoane provenind din medii eterogene
inteligență artificială, interacțiune om-calculator, dezvoltare Web, inginerie software,
lingvistică (computațională), științe cognitive, filosofie, ...
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
inginerie: dificultăți
Referitoare la interoperabilitate
recurgerea la sintaxe diferite
utilizarea de instrumente de modelare eterogene
folosirea unor limbaje având diverse expresivități
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
inginerie: dificultăți
Vizualizarea (redarea) ontologiilor
prezentări alternative documentare automată
navigare bazată pe context + faceted search
aspect important: ontologiile de mari dimensiuni
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
diverse vizualizări ale unei ontologii
cu instrumentul TopBraid Vocabulary Explorer
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
VOWL – Visual Notation for OWL Ontologies
reprezentarea grafică a elementelor unei specificații OWL
(Steffen Lohmann, Ștefan Negru•, Florian Haag, Thomas Ertl, 2016)
vowl.visualdataweb.org
aici, Databases Ontology (parte a lucrării de disertație, Daniel Amariei•): github.com/danielamariei/databases-ontology
•absolvent FII, UAIC
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
inginerie: dificultăți
Vizualizarea (redarea) ontologiilor
descoperirea datelor și relațiilor (data/relation mining) eventual, folosind instrumente de realizare
a raționamentelor automate (reasoners)
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
inginerie: dificultati
găsirea de relații între conceptele oferite de Wikidata instrumentul Wikidata Graph Builder
angryloki.github.io/wikidata-graph-builder/
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
inginerie: realități
Alegerea dificilă a unor criterii formale
(i.e. privind calitatea cunoștințelor modelate)
consistență completitudine
concizie expresivitate
...
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
inginerie: realități
Generarea manuală a ontologiilor
taxonomii navigabile – e.g., Curlie (ex-Open Directory) folksonomii – vezi sistemele de tagging social
ontologii publice – e.g., DBpedia Ontology, FoodON, KBpedia, Music Ontology, schema.org, YAGO,…
ontologii interne (proprietare)
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
inginerie: realități
Ontologiile generale (top-level)
nu sunt cu adevărat utile în practică
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
inginerie: realități
Apar probleme teoretice/practice privind:
asigurarea coerenței facilitarea procesării
folosirea surselor de date multiple
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
inginerie: realități
Diferite vocabulare în vigoare
clasa ≈ concept ≈ categorie ≈ tip instanță ≈ individ
entitate ≈ obiect (clasă/individ)
proprietate ≈ slot ≈ relație ≈ atribut ≈
≈ rol ≈ legătură semantică
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
inginerie: realități
Sintaxe diverse existente
sintaxa abstractă – vezi OWL Manchester N3 (Turtle)
XML/RDF JSON-LD
logica de ordin I formatul Protégé
limbajul natural (parafraza) ...
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
metodologie (Noy & McGuinness)
1. Stabilirea domeniului de cunoaștere 2. Organizarea ontologiei
3. Popularea („umplerea”) ontologiei 4. Verificarea ontologiei
5. Publicarea ontologiei
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
metodologie
Stabilirea domeniului de cunoaștere
asamblarea surselor de date și expertiza
în domeniu pentru a constitui concepte (things)
se vor asigura – măcar informal – consensul și consistența
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
metodologie
Organizarea ontologiei
proiectarea pe ansamblu a structurii conceptuale
identificarea principalelor concepte concrete și a proprietăților acestora
identificarea relațiilor dintre concepte
crearea conceptelor abstracte (de nivel înalt) identificarea instanțelor
referențierea/includerea altor ontologii ...
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
metodologie
Popularea ontologiei
adăugarea conceptelor
inserarea relațiilor + constrângerilor/axiomelor adăugarea indivizilor
…la nivelul de detaliere necesar
pentru realizarea scopurilor ontologiei
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
metodologie
Verificarea ontologiei
reconcilierea inconsistențelor dintre elemente,
la nivel sintactic, logic și semantic
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
metodologie
Verificarea ontologiei
reconcilierea inconsistențelor dintre elemente, la nivel sintactic, logic și semantic
verificarea consistenței poate implica
o clasificare automată, rezultând noi concepte bazate pe proprietăți individuale sau relații între clase
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
metodologie
Publicarea ontologiei
verificarea finală de către experți ai domeniului publicarea + utilizarea efectivă
în cadrul comunității de practică
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
metodologie
Procesul ideal de dezvoltare a unei ontologii
determine scope
consider reuse
enumerate terms
define classes
define properties
define constraints
create instances
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
metodologie
Procesul realist de dezvoltare a unei ontologii
determine scope
consider reuse
enumerate terms
define classes consider
reuse
enumerate terms
define classes
define properties
create instances define
classes define
properties
define constraints
create instances
define classes
consider reuse
define properties
define constraints
create instances
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
metodologie (Rector & Horrocks)
1. Stabilirea scopului
2. Colectarea cunoștințelor
la nivel informal ori semi-formal
3. Rafinarea cerințelor + testarea
4. Implementarea (materializarea modelului) – modelarea propriu-zisă
5. Evaluarea + asigurarea calității
6. Monitorizarea utilizării și a evoluției
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
metodologie
Stabilirea scopului
cerințe evaluare reutilizare
…
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
metodologie
Colectarea cunoștințelor
la nivel informal ori semi-formal
stabilirea termenilor
organizarea informală a termenilor parafrazarea și clarificarea termenilor
definiții informale ale conceptelor
realizarea de diagrame informale
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
metodologie
Rafinarea cerințelor + testarea
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
metodologie
Implementarea – modelarea propriu-zisă
parafrazare și comentare la fiecare fază dezvoltarea unei scheme normalizate și
a unui „schelet” de ontologie
implementarea unui prototip
(consemnând intențiile)verificarea scalabilității
popularea ontologiei
– text mining, procesare alimbajului uman, JSON, microdate, RDFa, baze de date,…
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
metodologie
Evaluarea + asigurarea calității
urmărirea scopului inițial
includerea de verificări privind evoluția ontologiei și ajustarea manierei de management al ei
proiectarea de teste și „probe”
în mod similar testării aplicațiilor software
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
metodologie
Monitorizarea utilizării și a evoluției (mentenanță)
“process not product”
Alan Rector, 2004
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
aspecte importante
Raționamentul lumilor închise vs. deschise
lumi deschise (open world reasoning)
negația reprezintă contradicție – orice poate fi adevărat până când se poate demonstra că e fals
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
aspecte importante
Raționamentul lumilor închise vs. deschise
lumi închise (close world reasoning)
negația înseamnă eșec – orice nu poate fi găsit este fals
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
aspecte importante
Raționamentul lumilor închise vs. deschise
ontologiile sunt considerate lumi deschise,
iar bazele de date lumi închise
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
aspecte importante
Knowledge Base vs. Data Base
o bază de cunoștințe nu definește un model unic, ci reprezintă un set de constrângeri
care pot defini o mulțime de modele posibile
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
aspecte importante
Knowledge Base vs. Data Base
o bază de cunoștințe nu definește un model unic, ci reprezintă un set de constrângeri
care pot defini o mulțime de modele posibile nici o constrângereorice model e posibil
cu cât există mai multe constrângeri, cu atât numărul modelelor posibile scade
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
aspecte importante
Knowledge Base vs. Data Base
o baza de date definește un model unic (Bechhofer, 2004)
numele diferite sunt interpretate ca indivizi distincți domeniul e compus numai din indivizii numiți
în cadrul bazei de date – modelul lumii închise extensiile sunt cât mai reduse posibil
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
aspecte importante
Knowledge Base vs. Data Base
model unic
expresivitate redusă – nu există negații/disjuncții nu poate captura informații incomplete
non-monoton:
adăugarea de noi date nu păstrează adevărul
procesul de reasoning (interogare) este facil și rapid
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
aspecte importante
Knowledge Base vs. Data Base
modele multiple
expresivitate ridicată – conectori booleeni, reuniune,...
se pot captura/exprima informații incomplete
monotonie – adăugarea de noi date păstrează adevărul procesul de reasoning (interogare) este dificil și lent
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
aspecte importante
Activitatea de reasoning
poate fi realizată automat de un reasoner clasificarea conceptelor
rezultă:
un arbore – ierarhie strictă, taxonomie sau
un digraf aciclic (DAG) – poli-ierarhie, graf de concepte
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
aspecte importante
Activitatea de reasoning
poate fi realizată automat de un reasoner normalizare
separarea conceptelor de bază în arbori disjuncți, arborii având legături între ei via definiții și restricții
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
aspecte importante
Exemplu: o ontologie privitoare la animale
înainte de clasificare
arbore de concepte
după clasificare
digraf aciclic
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
Dezvoltarea unei ontologii normalizate presupune:
1. Identificarea conceptelor de bază de sine-stătătoare (cu comentarea celor mai puțin evidente)
2. Separarea conceptelor în arbori de concepte (poate implica specificarea unor
proprietăți/concepte auxiliare) 3. Identificarea relațiilor
(comentarea acelor relații care nu sunt evidente) 4. Crearea descrierilor și definițiilor
(cu oferirea de parafraze pentru fiecare)
5. Identificarea modului în care entitățile-cheie
trebuie clasificate (crearea unor teste de regresie) 6. Utilizarea clasificatorului pentru a genera digraful 7. Verificarea satisfacerii testelor
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
considerații privind modelarea
„Trusa” ontologistului
cerințe
formalisme (construcții logice) ontologii existente
resurse de cunoștințe informale convenții și practici
instrumente
adaptare după Aldo Gangemi (2008)
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
considerații privind modelarea
„Trusa” ontologistului
cerințe – e.g., „un model ideal de specificare a lumii” 😄 construcții logice: subClassOf, restricții de cardinalitate,…
ontologii existente: DOLCE, FOAF, schema.org, multe altele resurse de cunoștințe informale: servicii Web, API-uri,…
convenții și practici – inclusiv șabloane de proiectare instrumente – editoare, instrumente de reasoning,
convertoare, sisteme de stocare etc. (Any23, FaCT++, Jena, Marmotta, Protégé, RDFLib, Stardog, Triplr, Virtuoso,…)
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
considerații privind modelarea
Înțelegerea clară a distincțiilor (Franconi, 2003) concept (clasă) vs. individ
concept (clasă) vs. proprietate (rol)
entitate definită vs. entitate dedusă
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
considerații privind modelarea
Clasă (concept) versus instanță (individ)
o mulțime de indivizi este una numărabilă, discretă spațiul privitor la concepte e ideal continuu și infinit
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
considerații privind modelarea
Clasă (concept) versus instanță (individ)
fiecare individ posedă o identitate clară
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
considerații privind modelarea
Clasă (concept) versus instanță (individ)
dacă două concepte au descrieri echivalente, atunci desemnează același concept
descrierile privitoare la indivizi pot fi alterate (pot evolua)
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
considerații privind modelarea
Clasă (concept) versus instanță (individ)
uzual, actualizările vizând indivizii nu schimbă ierarhia conceptelor
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
considerații privind modelarea
Clasă (concept) versus instanță (individ)
alegerea „clasă vs. individ” depinde de granularitate uzual, numele de clase și indivizi
sunt desemnate de substantive
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
considerații privind modelarea
Clasă (concept) versus proprietate (rol)
nu e ușor de decis dacă o entitate trebuie să fie modelată ca un concept sau drept proprietate
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
considerații privind modelarea
Clasă (concept) versus proprietate (rol)
nu e ușor de decis dacă o entitate trebuie să fie modelată ca un concept sau drept proprietate
Persoana este un concept (clasă)
Mama ca și concept nu există dacă nu considerăm ce rol joacă într-o relație parentală
(este un concept dependent de o relație)
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
considerații privind modelarea
Clasă (concept) versus proprietate (rol)
nu e ușor de decis dacă o entitate trebuie să fie modelată ca un concept sau drept proprietate
convenție:
alegerea de nume neambigue pentru proprietăți folosirea verbelor – hasParent, hasGender etc.
versus
recurgerea la substantive – age, affiliation, alumniOf,…
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
considerații privind modelarea
Fiecărui concept ales i se pot asocia:
proprietăți intrinseci
caracteristice naturii conceptului
proprietăți extrinseci
externe – pot să se modifice pe parcurs
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
considerații privind modelarea
Fiecărui concept ales i se pot asocia:
proprietăți intrinseci
caracteristice naturii conceptului exemplu: identitatea unei persoane
proprietăți extrinseci
externe – pot să se modifice pe parcurs
e.g., ocupația unei persoane: student, designer, artist
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
considerații privind modelarea
Fiecărui concept ales i se pot asocia:
părți, fragmente – în cazul obiectelor structurate/compuse fizice
abstracte
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
considerații privind modelarea
Fiecărui concept ales i se pot asocia:
părți, fragmente – în cazul obiectelor structurate/compuse fizice
„studenții dintr-un an”, „componentele unei tablete”,
„boabele unui strugure” etc.
abstracte
„prezentările unei materii”, „subiectele unui blog”,…
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
considerații privind modelarea
Raționamentele automate privitoare la indivizi sunt dificil de realizat
ontologiile vizează în special clasele
ontologii ≠ baze de date
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
considerații privind modelarea
O ontologie urmează un ciclu de viață (lifecycle), fiind creată, evaluată, ajustată, exploatată
ca și alt artefact software
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
considerații privind modelarea
O ontologie urmează un ciclu de viață (lifecycle), fiind creată, evaluată, ajustată, exploatată
ca și alt artefact software aspecte de interes:
datele
tipurile de workflow-uri
șabloanele de proiectare (reguli de bună practică) utilizarea propriu-zisă
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
adaptare după J. Benedict, D. McGuinness, P. Fox (2007)
Open world (evolve, redesign,
redeploy)
Rapid prototyping
Leverage technology infrastructure
Domain expert reviews
Tools Ontology
development Analysis
Small team, mixed skills
Use cases / counter- examples
Evaluation
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
considerații privind modelarea
Verificarea manierei de modelare
un catalog al greșelilor comune (pitfalls)
María Poveda-Villalón, Asunción Gómez-Pérez, Mari Carmen Suárez- Figueroa, “OOPS!: A Pitfall-Based System for Ontology Diagnosis”,
Innovations, Developments, and Applications of Semantic Web and Information Systems, IGI Global, 2018
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
considerații privind modelarea
oops.linkeddata.es
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
considerații privind modelarea Verificarea manierei de modelare
caz concret: Wikidata
Serghei Stratan, Taxonomy browsing and ontology evaluation for Wikidata (2016)
www.logic.at/emcl2016/Serge%20EMCL_Workshop_Presentation.pdf
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
exemplificare: OnToology
Automatizarea proceselor vizând ingineria ontologică (managementul activităților de documentare, evaluare,
publicare și control al versiunilor pe baza Git)
sistem Web implementat în Python integrează diverse instrumente deschise
github.com/ontoology
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
A. Alobaidet al., “Automating ontology engineering support activities with OnToology”, Web Semantics: Science,
Services and Agents on the World Wide Web, 57, Elsevier (2019)
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
studiu de caz
Modelarea unei ontologii privitoare la animale
🦉🐘🦁🐄🐴🐐🐔🐟🌿
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
studiu de caz
Intenții și scopuri
realizarea unei cărți electronice (e-book) despre animale, oferind informații precum:
locul unde trăiesc
ce consumă – carnivore, ierbivore, omnivore cât de periculoase pot fi
ce anatomie de bază au – e.g., numărul membrelor,...
etc.
adaptare după Alan Rector – www.cs.man.ac.uk/~rector/
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
studiu de caz
Colectarea conceptelor
se pot folosi carduri de concepte
se lucrează în grupuri mici de persoane
se pot atrage experți ai domeniului
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
studiu de caz
Dog Cat Cow Person Tree Grass
Herbivore Male
Female
Dangerous Pet
Domestic animal Farm animal
Food animal Fish
Goldfish Carnivore
Plant Animal Fur
Child Parent Mother
Father clase posibile
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
studiu de caz: organizarea conceptelor
Dog Cat Cow Person Tree Grass
Herbivore Male
Female
Dangerous Pet
Domestic animal Farm animal
Food animal Fish
Goldfish Carnivore
Plant Animal Fur
Child Parent Mother Father
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
studiu de caz
Extinderea conceptelor
gruparea unor concepte
și determinarea caracteristicilor comune:
Plant, Animal ↦ Living Thing
ar putea fi adăugați ulterior și termeni ca Bacteria, Fungi Cat, Dog, Cow, Person ↦ Mammal
alți candidați ar putea fi Goat, Sheep, Horse, Lion etc.
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
studiu de caz
Pentru facilitarea clasificării, colecțiile de subclase trebuie declarate explicit disjuncte
exemplificare:
Plant disjointWith Animal
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
studiu de caz
Alegerea unor axe conceptuale
adăugarea de termeni abstracți
de exemplu: “Living thing”
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
studiu de caz
Alegerea unor axe conceptuale
identificarea relațiilor
de pildă: “eats”, “owns”, “parent of”
Dr. Sabin Buragaprofs.info.uaic.ro/~busaco
studiu de caz
Alegerea unor axe conceptuale
identificarea entităților ce pot fi definite (în relație cu altele)
e.g., “child”, “parent”, “Mother”, “Father”