Поскольку построение онтологии для огромного объема данных является сложной и своевременной задачей, был разработан ряд инструментов для поддержки пользователя. При реализации проекта онтологии первая и разумная реакция — найти подходящий редактор программного обеспечения онтологии, вследствие каждый человек работающий с данной областью сталкивается с проблемой выбора платформ для работы с онтологиями или их реализации. Для выявления наиболее подходящего инструмента построения онтологии информационно-справочной системы гостиниц и хостелов проведем анализ современных решений в области формирования и поддержки баз знаний онтологического типа.
Для начала выделим наиболее интересные решения для работы с онтологиями. В результате проведения анализа мирового опыта выделили следующие инструменты:
– Protégé 3.4
– IsaViz
– SWOOP
– Apollo.
Данные программные продукты могут быть полезны для построения онтологических схем (терминологического компонента) самостоятельно или вместе с исходными данными. Мы использовали только четыре «популярных и общепринятых» инструментария разработки онтологий (Apollo, Protégé 3.4, IsaViz и SWOOP) с учетом преимуществ этих инструментов. Инструменты, которые обеспечивают поддержку для разных этапов процесса разработки онтологии, называются инструменты онтологического построения. Эти инструменты используются для создания новой онтологии либо с нуля, либо путем повторного использования существующих онтологий, которые обычно поддерживают редактирование, просмотр, документацию, экспорт и импорт из разных форматов, просмотров; библиотеки, и они могут иметь прикрепленные механизмы вывода и т. д. [1].
Онтологические редакторы — это инструменты, которые позволяют пользователям визуально манипулировать, проверять, просматривать и кодировать онтологии и поддерживать таким образом задачу разработки и обслуживания онтологий. Рассмотрим кратко описание каждого программного инструмента его основные функции и функциональные возможности.
Protege — редактор онтологии и базы знаний, созданный Стэнфордским университетом. Protege — это инструмент, который позволяет создавать онтологию домена, настраиваемые формы ввода данных для ввода данных. Protege позволяет определять классы, иерархии классов, переменные, ограничения переменных значений и отношения между классами и свойствами этих отношений. Protege является бесплатным и может быть загружен с http: //protégé.stanford.edu. Protege поставляется с пакетами визуализации, такими как OntoViz, EZPal и т. д.; все это помогает пользователю визуализировать онтологии с помощью диаграмм.
Преимущество Protege заключается в том, что она поддерживает в то же время инструментальных разработчиков, инженеров-разработчиков знаний и специалистов по доменам. Это основное отличие от существующих инструментов, которые, как правило, ориентированы на инженера-специалиста и не обладают гибкостью для метамоделирования. Эта последняя функция облегчает адаптацию Protege к новым требованиям и / или изменениям в структуре модели. Эти инструменты могут помочь в приобретении, организации и визуализации знаний о домене до и во время создания формальной онтологии.
IsaViz — это визуальная среда для просмотра и создания моделей RDF в виде графиков. Этот инструмент предлагается W3C Consortium. IsaViz был разработан Эммануэлем Пьетригой.
IsaViz также включает программное обеспечение, разработанное HP Labs (Jena 2 Semantic Web Toolkit), Apache Software Foundation (Xerces Java 2) и использует библиотеку GraphViz, разработанную AT & T Research. IsaViz не следует или не включает какую-либо методологию построения онтологии. IsaViz импортирует RDF / XML и N-Triples и экспортирует RDF / XML, N-Triples, Portable Network Graphics (PNG) и масштабируемую векторную графику (SVG). Таким образом, можно использовать онтологии для других редакторов, например, Protégé или OilEd. Среда IsaViz состоит из четырех основных окон: окна редактора IsaViz RDF, окна графика, окна определения и окна атрибута. [3]
Apollo — удобное приложение для моделирования знаний. Моделирование основано на основных примитивах, таких как классы, экземпляры, функции, отношения и т. Д. Внутренняя модель создается как система кадров в соответствии с внутренней моделью протокола OKBC.
Система класса Apollo моделируется в соответствии с OKBC. База знаний состоит из онтологии, которые иерархически организованы. Онтология может наследовать другую онтологию, а затем использовать классы унаследованной онтологии как свои собственные. Каждая онтология наследует по крайней мере одну онтологию — онтологию по умолчанию, содержащую все примитивные классы: логическое, целочисленное, float, string, list и т. Д. Класс содержит слоты двух типов: без шаблонов и слотов шаблонов.
Apollo в настоящее время не поддерживает слоты класса без шаблонов. Для каждого класса можно создать несколько экземпляров. Экземпляр наследует все слоты класса. Каждый слот имеет набор фасетов. [4]
SWOOP — это онтологический редактор OWL и браузер SWOOP содержит проверку OWL и предлагает различные представления синтаксиса представления OWL. Он имеет обоснованную поддержку и обеспечивает множественную среду онтологии. Онтологии можно сравнить, отредактировать и объединить. Различные онтологии можно сравнить с их описаниями на основе логики, связанными с ними свойствами и экземплярами.
Интерфейс SWOOP имеет гиперссылки, что позволяет легко и просто навигация. SWOOP не следует методологии построения онтологии. Пользователи могут повторно использовать внешние онтологические данные.
Это возможно либо путем чисто связывания с внешним объектом, либо путем импорта всей внешней онтологии. Частичный импорт OWL невозможен. Существует несколько способов достижения этой цели, например, синтаксическая схема грубой силы для копирования / вставки соответствующих частей (аксиом) внешней онтологии или более элегантного решения, которое включает в себя разделение внешней онтологии при сохранении ее семантики, а затем повторное использование (импорт) только конкретный раздел по желанию. [5]. Точечный анализ инструментов описан в таблице 1.
Таблица 1
Сравнительный анализ инструментов построения онтологий
|
Функционал/ Особенности |
Apollo |
IsaViz |
Protégé 3.4 |
SWOOP |
|
Расширяемость |
нет |
нет |
по плагинам |
нет |
|
Хранение онтологий |
файлы |
файлы |
Файлы и DBM |
файлы |
|
Формат импорта |
OCML |
XSLT, RDF (S), OIL, DAML+OIL, OWL |
XML, RDF (S), XML Schema and OWL |
RDF, DAML |
|
Формат экспорта |
OCML |
XSLT, RDF (S), OIL, DAML+OIL, OWL |
XML, RDF (S), XML Schema, Java, html |
RDF, DAML |
|
Слияние |
нет |
нет |
Via ANCHOR- PROMPT plug-in |
нет |
|
Обработка исключений |
нет |
да |
c PAL |
нет |
|
Проверка согласованности |
да |
по типу наследование и обнаружение циклов в иерархии |
через плагины как FACT и PAL |
Только проверки, уведомление с письмом об ошибке |
В заключение, можно выделить существуют инструменты онтологии с открытым исходным кодом (Protégé 3.4), есть инструменты онтологии, которые требуют обучения / знания определенного языка (SWOOP), и есть инструменты онтологии, которые являются более графическими (IsaViz). Другие инструменты — это веб-приложение (Apollo и SWOOP) или следуйте методологии (Protégé 3.4 и SWOOP). Некоторые инструменты поддерживают только обычные версии и функции просмотра. Другие инструменты предоставляют онтологическую документацию, импорт / экспорт онтологии для разных форматов, графическое представление онтологий, библиотек онтологий и встроенных механизмов вывода.
Среди нескольких жизнеспособных альтернатив нужно найти, какой из них будет лучше работать для прогнозируемой задачи, которую можно легко и эффективно поддерживать, и выражать. Хотя основой онтологии является логика, но она является моделью реальности, и концепции в онтологии должны отражать эту реальность. Мы описали метод, основанный на инструментах, для построения основы онтологий, принятых из анализа сферы применения. В результате проведения анализа выявили что для сферы предоставления знаний в качестве онтологий нам наиболее подходит инструмент Protege.
Литература:
- S. Karim, A. M. Tjoa, Towards the Use of Ontologies for Improving User Interaction for People with Special Needs, in: Computers Helping People with Special Needs, vol. 4061/2006, Springer Berlin /Heidelberg, 2006, pp. 77–84.
- http://protege.stanford.edu
- http://www.w3.org/2001/11/IsaViz/Overview.html
- http://apollo.open.ac.uk/index.html
- Aditya Kalyanpur, Bijan Parsia, Evren Sirin, Bernardo Cuenca Grau, James A. Hendler: “Swoop: A Web Ontology Editing Browser”. J. Web Sem. 4(2): 144–153 (2006)
