Ontologie: studijní opora: Typologie podle míry formalizace a typu konceptualizace

6. Typologie informatických ontologií

6.1. Typologie podle míry formalizace a typu konceptualizace

Charakter plynulých přechodů je patrný již v jedné z prvních typologií zpracované Michaelem Uscholdem a Michaelem Grűningerem[1], kteří člení ontologie podle míry formálnosti jazyka, v němž jsou jimi reprezentované znalosti vyjádřeny. Vysoce neformální ontologie jsou vyjádřené volně v přirozeném jazyce, semi-neformální ontologie jsou vyjádřené v omezené a strukturované formě přirozeného jazyka, semi-formální ontologie jsou vyjádřené v umělém, formálně definovaném jazyce a rigorózně formální ontologie obsahují přesně (striktně) definované termíny s formální sémantikou, teorémy a důkazy (např. vlastnosti bezespornosti nebo úplnosti), plně vyjádřitelné programovacím jazykem.

Typologie Debory L. McGuinnessové je další z často citovaných typologií ve formě spektra. Řadí informatické ontologie podle vyjadřovací (sémantické) síly a zároveň dle stupně formalizace. Jednotlivé typy znázorněné na obrázku 5 jsou označeny prostřednictvím pojmenování nástrojů, jež jsou pro daný typ ontologií charakteristické.[3]

McGuinness

Obr. 5 Typy ontologií podle Debory L. McGuinnessové

Autorka navíc člení toto plynulé spektrum na dvě skupiny, jež se obvykle označují jako tzv. lehké a těžké (angl. light-weight, heavy-weight) ontologie.[4]

Lehké ontologie obsahují pojmy, vztahy mezi pojmy a definice, jež popisují pojmy. Zahrnují tedy nástroje, pro něž se v oblasti knihovnictví používá termín „systém organizace znalostí“.

Za informatické ontologie v pravém slova smyslu se zpravidla považují až systémy s formální generickou hierarchií. Rovněž podle normy ISO 25964, jež ontologie uvažuje v kontextu systémů organizace znalostí, je účelné za ontologie považovat pouze těžké ontologie.[5] Přínos těžkých ontologií oproti tradičním systémům organizace znalostí spočívá v bohatší sémantice pojmů i jejich vztahů, vyšším stupni formalizace a v těsnějším sepětí s informačními a komunikačními technologiemi.

Pojmy těžkých ontologií jsou stejně jako v lehkých ontologiích určeny označením, definicemi a navíc vymezením svých vlastností. Obsahují více omezení, jež vyjasňují význam zahrnutých pojmů. Dalším přínosem je bohatší sémantika vztahů – za těžké ontologie se považují systémy schopné vyjádřit komplexnější vztahy mezi pojmy, než jsou obecné vztahy ekvivalence, hierarchie a asociace, obvyklé například v knihovnických klasifikacích a v tezaurech, případně v databázových schématech. Sémantika těžkých ontologií je nejen explicitně vyjádřena, ale i formalizována prostřednictvím logických axiomů, omezení nebo pravidel. Jednoznačně a formalizovaně vymezená sémantika pojmů umožňuje automatické odvozování znalostí. Odvozovat je možné nejen na deklarativní (pojmové) úrovni, ale i na úrovni procesů v plánovacích a analytických úlohách. Významnou součástí těžké ontologie je obvykle software, který umožňuje její vytvoření, editaci i využití.

Lze konstatovat, že rozdíl mezi lehkými a těžkými ontologiemi se projevuje i v možnostech jejich využití (viz část 3). Všechny oblasti užití jsou zpravidla schopny pokrýt pouze těžké ontologie, oblasti užití lehkých ontologií se obvykle omezují na první dva uvedené okruhy, tj. na podporu komunikace a opakovaného využití a organizace znalostí.

[1] USCHOLD, Michael, GRÜNINGER, Michael. Ontologies: principles, methods and applications [online]. Edinburgh: February 1996 [cit. 2023-02-12], s. 6. Technical Report, AIAI-TR-191. University of Edinburgh, School of Informatics, Artificial Intelligence Applications Institute. Dostupné z: https://www.aiai.ed.ac.uk/publications/documents/1996/96-ker-intro-ontologies.pdf.

[2] McGUINNESS, Deborah L. Ontologies come of age. In: FENSEL, Dieter, HENDLER, James A., LIEBERMAN, Henry, WAHLSTER, Wolfgang, ed. Spinning the semantic Web: bringing the World Wide Web to its full potential. 1st ed. Cambridge (Mass.): MIT Press, 2003, s. 171-196. ISBN 978-0-26256212-6 (brož.). ISBN 978-0-262-06232-9 (váz.).

[3] GÓMEZ-PÉREZ, Asunción, FERNÁNDEZ-LÓPEZ, Mariano, CORCHO, Oscar. Ontological engineering: with examples from the areas of knowledge management, e-commerce and the semantic web. 1st ed. London: Springer, 2004, s. 8. https://doi.org/10.1007/b97353. ISBN 978-1-85233-551-9 (print). ISBN 978-1-85233-840-4 (online).

[4] ISO 25964-2:2013. Information and documentation – Thesauri and interoperability with other vocabularies – Part 2: Interoperability with other vocabularies. 1st ed. Geneva: International Organization for Standardization, 2013-03-04, s. 72-73.

[5] SVÁTEK, Vojtěch. Ontologie a WWW. In: Dušan CHLAPEK, ed. DATAKON 2002: sborník databázové konference: Brno, Česká republika, 19.-22. října 2002. Brno: Masarykova univerzita, 2002, s. 29-30. ISBN 978-80-210-2958-3.