ontologien und repräsentation des wissens artem khvat haw-hamburg9.12.2005
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OntologienOntologien und und Repräsentation des Repräsentation des
Wissens Wissens
Artem KhvatArtem KhvatHAW-HamburgHAW-Hamburg
9.12.20059.12.2005
Artem Khvat " Ontologien und Repräsentation dArtem Khvat " Ontologien und Repräsentation des Wissens" es Wissens"
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ÜbersichtÜbersicht
MotivationMotivation OntologienOntologien
Typen der OntologienTypen der Ontologien OntologiesprachenOntologiesprachen Merge (Union) Merge (Union)
AnwendungenAnwendungen CS AKTive SpaceCS AKTive Space OntoWebOntoWeb
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ÜbersichtÜbersicht
Werkzeuge Werkzeuge Protege Protege JenaJena
Masterprojekt 'Ferienclub‚Masterprojekt 'Ferienclub‚ PROMPT-Protege 2000PROMPT-Protege 2000 MOnTo 0.3 b.MOnTo 0.3 b.
Master ThesisMaster Thesis LiteraturLiteratur
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Motivation Motivation
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MotivationMotivation
Suchauftrag Suchauftrag www.google.dewww.google.de (noch (noch vor einige Zeit)vor einige Zeit)
„„Fahrzeug Baujahr 1967“Fahrzeug Baujahr 1967“ Ergebnisse: Ergebnisse:
Alles was das Wort Alles was das Wort „Fahrzeug“+“Baujahr“+“1967“ „Fahrzeug“+“Baujahr“+“1967“ enthältenthält
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MotivationMotivation
„„Best of all“Best of all“ http://www.floersbachtal.de/pdf/feuerwehr_fbt.pdfhttp://www.floersbachtal.de/pdf/feuerwehr_fbt.pdf
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MotivationMotivation
Extensible Markup LanguageExtensible Markup Language::
abgekürzt abgekürzt XMLXML, ist ein Standard zur , ist ein Standard zur Erstellung maschinen- und Erstellung maschinen- und menschenlesbarer Dokumente in menschenlesbarer Dokumente in Form einer Baumstruktur. XML Form einer Baumstruktur. XML definiert dabei die Regeln für den definiert dabei die Regeln für den Aufbau solcher Dokumente. Aufbau solcher Dokumente.
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MotivationMotivation
<sentence><sentence>
<fahrzeug <fahrzeug href=“http://www.seriouswhhref=“http://www.seriouswheels.com/pics-1960-eels.com/pics-1960-1969/1968-Pontiac-1969/1968-Pontiac-Firebird-Red-Blower-s-Firebird-Red-Blower-s-sy.jpg“>“Fierbird“ sy.jpg“>“Fierbird“
< baujahr >Baujahr < baujahr >Baujahr 1968</baujahr> 1968</baujahr> </fahrzeug>, ist das beste </fahrzeug>, ist das beste was passieren kann. was passieren kann.
</sentence></sentence>
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MotivationMotivation
<?xml version="1.0" standalone="yes" encoding="UTF-8"?> <?xml version="1.0" standalone="yes" encoding="UTF-8"?> <Auto> <Auto>
<hersteller> </hersteller> <hersteller> </hersteller>
<model> <model> <name> </name> <name> </name> <farbe> </farbe><farbe> </farbe><jahr> </jahr> <jahr> </jahr>
</model> </model> <motor> <motor>
<leistung> </leistung> <leistung> </leistung> <hub><hub/> <hub><hub/>
</motor> </motor>
</Auto> </Auto>
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MotivationMotivation
Suchauftrag:Suchauftrag: Hersteller : „Opel„ Hersteller : „Opel„ Model : Model :
Name „Vectra“Name „Vectra“ Farbe „Blau“Farbe „Blau“
MotorMotor Hub“1600“Hub“1600“ Leistung:“75 kw“Leistung:“75 kw“
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MotivationMotivation
<?xml version="1.0" standalone="yes" <?xml version="1.0" standalone="yes" encoding="UTF-8"?> encoding="UTF-8"?>
<Auto> <Auto>
<hersteller>GM</hersteller> <hersteller>GM</hersteller> <name>Vectra </name> <name>Vectra </name> <farbe>blau</farbe><farbe>blau</farbe><jahr>1998</jahr> <jahr>1998</jahr> <leistung>75KW</leistung> <leistung>75KW</leistung> <hub>1600/<hub> <hub>1600/<hub>
</Auto> </Auto>
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MotivationMotivation
<?xml version="1.0" standalone="yes" encoding="UTF-8"?> <?xml version="1.0" standalone="yes" encoding="UTF-8"?> <Auto> <Auto>
<manufacturer>Opel</manufacturer > <manufacturer>Opel</manufacturer >
<model> <model> <name>Vectra A</name> <name>Vectra A</name> <color>blau</color><color>blau</color><year>1998</year> <year>1998</year>
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<power>75KW</power> <power>75KW</power> <cylindercapacity>1600 mm³</cylindercapacity> <cylindercapacity>1600 mm³</cylindercapacity>
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</Auto> </Auto>
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OntologienOntologien
Aristotle.Aristotle.- Autor von Metaphysik.Autor von Metaphysik.- System der Kategorien System der Kategorien
des Daseins : Substanz, des Daseins : Substanz, Qualität, Quantität, Qualität, Quantität, Relation, Action, Platz, Relation, Action, Platz, Zeit und Neigung. Zeit und Neigung.
- Alles über alles, Alles über alles,
aussagen.aussagen.
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OntologienOntologien
Gomez-Perez :Gomez-Perez :
Die Informations-Systeme Die Informations-Systeme werden konstruiert nicht für werden konstruiert nicht für die exakte Weltabbildung, die exakte Weltabbildung, sonder für die effektive sonder für die effektive Realisierung der Aufgaben.Realisierung der Aufgaben.
„„Ontological Engineering“ Springer Verlag 2003 Ontological Engineering“ Springer Verlag 2003
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1515
OntologienOntologien
Definition nach Definition nach GruberGruber 1993: 1993:
Eine Ontologie ist die ausdrückliche Eine Ontologie ist die ausdrückliche
Spezifikation der Konzeptualisierung.Spezifikation der Konzeptualisierung.
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1616
OntologienOntologien
Ontologien: MotivationOntologien: Motivation Digital gespeicherte Informationen Digital gespeicherte Informationen
existieren in großen Mengenexistieren in großen Mengen Problem: Fehlertoleranter ZugriffProblem: Fehlertoleranter Zugriff Effiziente SucheEffiziente Suche Individuelle FilterungIndividuelle Filterung Lücke zwischen Bedeutung und Lücke zwischen Bedeutung und
Speicherung von InformationenSpeicherung von Informationen
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Typen der OntologienTypen der Ontologien
Typen der OntologienTypen der Ontologien Ontologien für die Präsentation der Ontologien für die Präsentation der
Wissen.Wissen. Allgemeine Ontologien.Allgemeine Ontologien. „„Top-level“ oder „Upper level“ Top-level“ oder „Upper level“
Ontologien.Ontologien. Domain Ontologien.Domain Ontologien. Aufgabebezogene Ontologien.Aufgabebezogene Ontologien. Domain- Aufgabebezogene Ontologien.Domain- Aufgabebezogene Ontologien. Methode Ontologien.Methode Ontologien. Applikation Ontologien.Applikation Ontologien.
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Typen der OntologienTypen der Ontologien
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1919
Typen der OntologienTypen der Ontologien
Ontologien für die Präsentation der Ontologien für die Präsentation der Wissen.Wissen. werden benutz für die formale werden benutz für die formale
Repräsentation der Wissen.Repräsentation der Wissen. Benutzen formale Definitionen als Benutzen formale Definitionen als
Präsentations- Primitive (classes, Präsentations- Primitive (classes, subclasses, attributes, values, relations subclasses, attributes, values, relations and axioms).and axioms).
bilden weitere Ontologien.bilden weitere Ontologien. Beispiele : RDF,RDF(S), Beispiele : RDF,RDF(S),
DAML+OIL,OWL .DAML+OIL,OWL .
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2020
Typen der OntologienTypen der Ontologien
Beispiel : Beispiel : Standart Units Ontology (Gomez-Perez 2003 Standart Units Ontology (Gomez-Perez 2003 Ontological Engin.):Ontological Engin.):
((defien-framedefien-frame Minute Minute:own-slot:own-slot
(( Documentation „“ Time Unit“)(( Documentation „“ Time Unit“)(Instance-Of Unit-of-Measure))(Instance-Of Unit-of-Measure))
:axiom-def:axiom-def((Quantity.Dimension Minute Time-Dimension)))((Quantity.Dimension Minute Time-Dimension)))
((defien-frame defien-frame Second-of-TimeSecond-of-Time:own-slots:own-slots
((Documentation „ The SI standard unit of time“)((Documentation „ The SI standard unit of time“)(Instance-Of Si-Unit Unit-of-Measure)(Instance-Of Si-Unit Unit-of-Measure)(Quantity.Dimension Time-Dimension))(Quantity.Dimension Time-Dimension))
:axiom-def:axiom-def((=Minute (* 60 Second-Of-Time))))((=Minute (* 60 Second-Of-Time))))
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OntologiesprachenOntologiesprachen
Ontologiesprachen (1)Ontologiesprachen (1) Eine Ontologiesprache bezieht sich in Eine Ontologiesprache bezieht sich in
aller Regel auf Konzepte (Klassen, aller Regel auf Konzepte (Klassen, Entitäten, ...)Entitäten, ...)
Eigenschaften von Konzepten (Slots, Eigenschaften von Konzepten (Slots, Attribute, ...) und Relationen zwischen Attribute, ...) und Relationen zwischen KonzeptenKonzepten
(Assoziationen) und zusätzlicher (Assoziationen) und zusätzlicher Sprachmittel für Einschränkungen.Sprachmittel für Einschränkungen.
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2222
OntologiesprachenOntologiesprachen
Ontologiesprachen (2)Ontologiesprachen (2) Größe Bandbreite verschiedener Größe Bandbreite verschiedener
Ontologiesprachen:Ontologiesprachen: Einfach (nur Konzepte und Taxonomie Einfach (nur Konzepte und Taxonomie
RDF)RDF) Frame-basiert (Konzepte plus Frame-basiert (Konzepte plus
Konzepteigenschaften RDF(S))Konzepteigenschaften RDF(S)) Logik-basiert (z. B. Ontolingua, Logik-basiert (z. B. Ontolingua,
DAML+OIL, ...) DAML+OIL, ...)
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2323
OntologiesprachenOntologiesprachen
Ontologiesprachen (3)Ontologiesprachen (3)
Ontologien werden oftmals durch Ontologien werden oftmals durch Diagramme ausgedrückt (meist nicht Diagramme ausgedrückt (meist nicht möglich dabei alles auszudrücken).möglich dabei alles auszudrücken).
Entity-Relationship Schemata und UML Entity-Relationship Schemata und UML Klassendiagramme können als Klassendiagramme können als Ontologiesprachen verstanden werden.Ontologiesprachen verstanden werden.
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2424
Merge (Union) Merge (Union)
http://jena.sourceforge.net/downloads.htmlhttp://jena.sourceforge.net/downloads.html
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2525
AnwendungenAnwendungen
Computer Science:Computer Science: CS AKTive Space CS AKTive Space
Überblick über die Universitäten in Überblick über die Universitäten in GroßbritannienGroßbritannien
OntoWebOntoWeb Thematisches Netzwerk Thematisches Netzwerk
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2626
CS AKTive SpaceCS AKTive Space
CS AKTive Space CS AKTive Space 3Stone3Stone
25 Millionen RDF Tripels25 Millionen RDF Tripels
ArmadilloArmadillo „„on the fly“ Interpretation in on the fly“ Interpretation in RDFRDF
OntoCopiOntoCopi SucheSuche
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2727
OntoCopiOntoCopi
OntoCopiOntoCopi Ontologiebasiertes Netzwerk Ontologiebasiertes Netzwerk
Analyse ToolAnalyse Tool Untersucht die Zusammenhänge Untersucht die Zusammenhänge
von Instanzen in der von Instanzen in der WissensbasisWissensbasis
Filterung relevanten Beziehungen Filterung relevanten Beziehungen durch Filterung der Pfaden im durch Filterung der Pfaden im NetzNetz
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2828
OntoCopiOntoCopi
memberOf 0.6memberOf 0.6 hasAutor 1hasAutor 1 attended 0.3 attended 0.3 Alle Knoten 1Alle Knoten 1 1.1.
A 1*0.6 zu D A 1*0.6 zu D 2 .2 .
A=1+1*1+1*0.6 A=1+1*1+1*0.6
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2929
CS AKTiveCS AKTive
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3030
OntoWebOntoWeb
OntoWebOntoWeb Shared Concepts fürShared Concepts für
OntoWeb OrganisationenOntoWeb Organisationen DokumenteDokumente EventsEvents Wissenschaftliche ErgebnisseWissenschaftliche Ergebnisse MaterialienMaterialien
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3131
OntoWeb FrameworkOntoWeb Framework
ZOPEZOPE Zope DBZope DB
DOGMADOGMA Framework für die Aufbau der OntologienFramework für die Aufbau der Ontologien
SEALSEAL Erstellung und Verwaltung des OnlineportalsErstellung und Verwaltung des Onlineportals
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3232
OntoWeb-SEALOntoWeb-SEAL
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3333
OntoWeb - DOGMAOntoWeb - DOGMA
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3434
Description LogicDescription Logic
Sprache GRAILSprache GRAIL Überprüfung der semantischen Überprüfung der semantischen
KorrektheitKorrektheit Formulierung der BedingungenFormulierung der Bedingungen Mit begrenzter Anzahl der Mit begrenzter Anzahl der
Konzepten, Folgerungen treffenKonzepten, Folgerungen treffen
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Werkzeuge (API)Werkzeuge (API)
ProtegeProtege Stanford Stanford MedicalMedical InformaticsInformatics DaimlerChryslerDaimlerChrysler iSOCOiSOCO: Intelligent Software : Intelligent Software forfor thethe
NetworkedNetworked EconomyEconomy JenaJena
Bristol, UKBristol, UK HP Labs HP Labs
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3636
Jena 2Jena 2
Jena 2Jena 2 Hewlett Packard Laboratories, Hewlett Packard Laboratories,
Bristol Bristol http://http://jena.sourceforge.netjena.sourceforge.net// Framework für die Erstellung von Framework für die Erstellung von
Semantic Web Applikationen Semantic Web Applikationen
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3737
Jena 2Jena 2
Jena and it‘s features: Jena and it‘s features: RDF API RDF API ARP - Jena's RDF/XML Parser ARP - Jena's RDF/XML Parser Persistence Persistence Reasoning Subsystem Reasoning Subsystem Ontology Subsystem Ontology Subsystem RDQL query language RDQL query language
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3838
Masterprojekt 'Ferienclub' Masterprojekt 'Ferienclub'
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3939
PROMPT-Protege 2000PROMPT-Protege 2000
Natasha Natasha NoyNoy, , Ph.DPh.D.. -- -- Senior Research Senior Research ScientistScientist
Stanford Medical Stanford Medical InformaticsInformatics
PROMPT-Protege 2000PROMPT-Protege 2000
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4040
PROMPT-Protege 2000PROMPT-Protege 2000
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4141
MOnToMOnTo
Projekt „Ferien Club“Projekt „Ferien Club“ MOnToMOnTo
Ontologie „merge“Ontologie „merge“ WissensvermittlerWissensvermittler Web ServicesWeb Services
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MOnTo 0.3 b.MOnTo 0.3 b.
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4343
Master Thesis Master Thesis
Entwicklung und Merge (semi-automt.) von Entwicklung und Merge (semi-automt.) von den Ontologienden Ontologien
Strategie für die Ermöglichung des Strategie für die Ermöglichung des Automatischen Mergen.Automatischen Mergen. 2 Wörterbuche 2 Wörterbuche
Natürliche SpracheNatürliche Sprache Graphen Graphen
Web Services Web Services
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Master ThesisMaster Thesis
„„People can’t share knowledge if they People can’t share knowledge if they don’t speak a common language“don’t speak a common language“
([Davenport 1998])([Davenport 1998])
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Literatur:Literatur:
http://www.semantic-web.athttp://www.semantic-web.at http://www.w3.org/DesignIssues/Semantic.htmlhttp://www.w3.org/DesignIssues/Semantic.html http://www.semanticweb.orghttp://www.semanticweb.org Asucion Gomez-Perez Mariano Fernadez-Lopez, Asucion Gomez-Perez Mariano Fernadez-Lopez,
Oscar Corcho Ontological Engineering Springer Oscar Corcho Ontological Engineering Springer Verlag 2003.Verlag 2003.
http://www.w3.org/TR/http://www.w3.org/TR/rdf-schemardf-schema// http://www.w3.org/2001/sw/WebOnt/http://www.w3.org/2001/sw/WebOnt/ http://www.ibr.cs.tu-bs.de/lehre/ws0304/svs/work/http://www.ibr.cs.tu-bs.de/lehre/ws0304/svs/work/
rdf_paper_final.pdfrdf_paper_final.pdf http://protege.stanford.edu/ http://protege.stanford.edu/
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LiteraturLiteratur
http://www.ontoweb.org/ http://www.ontoweb.org/ http://triplestore.aktors.org/http://triplestore.aktors.org/
demo/AKTiveSpace/ demo/AKTiveSpace/ http://www.w3.org/ http://www.w3.org/ http://www.hpl.hp.com/semweb/http://www.hpl.hp.com/semweb/
jena.htm jena.htm