РАЗДЕЛ 2
МОДЕЛИ РАЗВИТИЯ ОНТОЛОГИЙ
2.1. Представление нечеткой информации в онтологиях и ее интерпретация
Представление нечеткой информации в онтологии является предметом ряда важных исследований [37, 50-53]. Это актуально в связи с тем, что онтология, будучи формальным отображением реальности, требует четкого представления информации, а реальность не всегда может быть четко выражена. Такое несоответствие порождает сложности концептуального характера. Среди таких сложностей - реализация процедур адекватного нечеткого логического вывода, реализация адекватных блоков интеграции онтологической информации и прочее. Но, не смотря на указанные проблемы, существует ряд задач, для которых объективно существует нечеткое представление знаний. Среди них: работа с естественным языком, описание сложных процессов, создание словарей и тезаурусов и многое другое. Из вышесказанного следует, что использование нечетких онтологий, возможно в рамках некоторых ограничений, будет иметь место. Таким образом, исследование нечетких онтологий представляет, как научный, так и практический интерес.
Существующие подходы к анализу и сопоставлению версий онтологий [4, 6, 58, 59] имеют ряд функциональных ограничений и принципиальных недостатков, к которым следует отнести: отсутствие возможности работы с нечеткими данными, высокая сложность процедур анализа. Существующие подходы к использованию нечеткости в онтологии [37, 50-53, 60] носят разобщенный характер и не содержат общепризнанных методов.
Отражение нечеткости в онтологии тесно связано с задачей формирования мета-описаний об онтологической информации. Мета-описанным утверждением является пара
(2.1)
где metaа - мета-информация об а.
В настоящее время наиболее распространенными методами введения мета-описаний (2.1) являются следующие подходы [60, 61]:
- реификация,
- введение мета-отношения,
- введение мета-класса.
Рассмотрим каждый из подходов по отдельности.
Реификация [60] заключается в превращении простого утверждения в развернутую структуру
, (2.2)
где х - некоторый абстрактный объект,
"subject", "predicate" и "object" - зарезервированные отношения, обозначающие субъект, предикат и объект соответственно.
Это дает возможность введения дополнительных утверждений об объекте x, который семантически является идентификатором данной тройки.
Введение мета-отношения является реификацией особого рода. Оно заключается в замещении одиночного предиката p групповым предикатом Pr, который формально является представителем определенного рода класса [60]. Например, для простого предиката "работать_в", связывающего некоторый хозяйственный объект и некоторого человека, может потребоваться указание даты, с которой актуальна данная запись. Тогда, создавая некоторый абстрактный класс "работать_в", можно у него определить набор свойств, среди которых будет "сотрудник" и "предприятие", а также все мета-информационные атрибуты. Для мета-отношений обязательными свойствами являются свойства "ОТ" и "В" (в примере "сотрудник" и "предприятие"). При таком подходе простое утверждение преобразуется следующим образом:
, (2.3)
где "В" и "ОТ" - зарезервированные отношения, семантически обозначающие начало и конец замещаемого одиночного предиката.
С одной стороны, данный подход является более выразительным, нежели подход реификации, так как в описании отношения (2.3) используются расширенные возможности описания классов. С другой стороны, такой подход в значительной степени затрудняет логический вывод, так как теряются стандартные возможности описания отношений, что является существенным ограничением в реализации.
Введение мета-класса предлагает двухэтапное описание утверждения. Первый этап описания связывает субъект с представителем мета-класса. В свою очередь этот представитель содержит непосредственно объект и дополнительную информацию об этом конкретном отношении. То есть
, (2.4)
где О - представитель мета-класса,
p' - семантически эквивалентно p с учетом специфики значения свойства,
"is" - зарезервированный предикат, обозначающий эквивалентность объектов.
Примером мета-класса может служить следующее, для простого предиката "работать_в", взятого из вышеописанного примера, может потребоваться указание даты, с которой актуальна данная запись. Тогда, создавая некоторый мета-класс "Сотрудник_на_предприятии", одним из атрибутов которого может быть непосредственно предприятие, а другим - дата зачисления на службу на это предприятие, получаем возможность разделить конкретную связь "работать_в".
Все три описанных подхода широко применяются и имеют как положительные, так и отрицательные стороны [60], но важным аспектом их существования является то, что формально каждое из приведенных описаний может быть преобразовано в одно из двух других [62]. Докажем это.
Утверждение 2.1. Для всех мета-отношений вида (2.3) найдется хотя бы одно эквивалентное ему реифицированное утверждение вида , где "hasMeta" отношение, обозначающее то, что объект является мета-информацией о субъекте.
Действительно, пусть существует некоторое мета-отношение Рr, с помощью которого вводится утверждение (2.3). Очевидно, что Рr = [, meta] есть совокупность отношения между объектом и субъектом и мета-описанием этого отношения. Рассмотрим некоторый объект онтологии, равный мета-описанию y = meta. Введем такое отношение p, что pI = PrI - уI, то есть семантика отношения p является мета-отношением без учета мета-информации. Введем ряд простых утверждений . Совокупность данных утверждений ни что иное, как реифицированное утверждение (2.2). В силу проведенных эквивалентных преобразований оно эквивалентно изначальному набору утверждений. Что соответствует сути утверждения 2.1.
Утверждение 2.2. Для всех мета-отношений вида (2.4) найдется хотя бы одно эквивалентное ему реифицированное утверждение вида .
Действительно, пусть существует утверждение вида (2.4). Определим свойство p, которое семантически эквивалентно
- Київ+380960830922