Ontologie (Informatik)
Dieser Artikel beschäftigt sich mit der Ontologie in der Informatik. Zu weiteren Bedeutungen des Wortes siehe Ontologie (Begriffsklärung).
Unter einer Ontologie versteht man in der Informatik im Bereich der Wissensrepräsentation ein formal definiertes System von Begriffen und/oder Konzepten und Relationen zwischen diesen Begriffen. Zusätzlich enthalten Ontologien - zumindest implizit - Regeln.
Ontologien haben mit der Idee des Semantic Web innerhalb der letzten Jahre einen Aufschwung erfahren, was jedoch nicht unbedingt zu einer Klärung des Begriffes Ontologie beigetragen hat. In vielen Fällen handelt es sich bei den als Ontologien bezeichneten Strukturen lediglich um kontrollierte Vokabularien wie Klassifikationen oder Thesauri. Von der Möglichkeit von Relationen über Relationen (in RDF als Reification bezeichnet) und Regeln wird unter anderem aufgrund ihrer Komplexität relativ selten Gebrauch gemacht, obwohl gerade diese Merkmale Ontologien von anderen Begriffssystemen unterscheiden.
Analog zu einer Datenbank wo Struktur (Datenbankschema) und Inhalt (Daten) ein Ganzes bilden, gehören auch bei einer Ontologie die Regeln und die Konzepte zusammen.
Sprachen zur Beschreibung von Ontologien sind zum Beispiel RDF, DAML+OIL, F-Logic, die vom World Wide Web Consortium (W3C) als Sprache des Semantic Web propagierte Web Ontology Language (OWL) oder die unter ISO/IEC 13250:2000 normierte "XML Topic Map (XTM)"
Typen
Nach der Art der Repräsentation von Ontologien unterscheidet man folgende Typen:
- Taxonomie (= Systematik): Objekte werden streng hierarchisch klassifiziert (z. B. „A ist Kind von B“). Taxonomien werden häufig durch Bäume visualisiert.
- Thesaurus: Objekte werden beliebig miteinander in Beziehung gesetzt (z. B. „A ist ein B“, „A ist verwandt mit B“).
- Logisch-mathematische Repräsentation: Objektbeziehungen werden über formale Notationen dargestellt (z. B. „
synonym(a, b) := synonym(b, a);“).
Auch beim Wissensbereich, aus dem die Begriffe und Relationen der Ontologie stammen, gibt es unterschiedliche, oftmals komplementäre Typen:
- eine Ontologie kann den Versuch darstellen, Allgemeinwissen oder umfassendes und möglicherweise alltägliches Weltwissen abzubilden,
- eine Ontologie kann einen eingeschränkten, fachspezifischen Wissensbereich abbilden.
Erstellung von Ontologien
Ontologieerstellung lässt sich durch formalisierte Prozessabläufe beschreiben. Die Verfahren nach Holsapple und Joshi, nach Gómez-Pérez oder Uschold widmen sich verstärkt der hierbei notwendigen Zusammenarbeit von Experten des Wissensgebietes der Ontologie und Informatikern oder allgemeiner Formalisten. Zudem existieren in der Informatik Ansätze, die eine automatische Unterstützung der Ontologieerstellung liefern. Solche Verfahren haben entweder das Ziel, eine vollständige Konstruktion der Ontologie vorzunehmen (wie etwa das Verfahren von Mädche) oder bestehende Ontologien durch Begriffsvorschläge zu erweitern (beispielsweise das Verfahren von Faatz und Steinmetz). Bei der Erstellung von Ontologien kann auch die Verschmelzung bestehender Ontologien von Interesse sein. Hierzu gibt es ein formales Verfahren nach Stumme und Mädche.
Siehe auch
- Web Ontology Language
- Gerichteter azyklischer Graph (Repräsentationsmöglichkeit von Ontologien)
Literatur
- Clyde W. Holsapple und K. D. Joshi, A collaborative approach to ontology design, Communications of the ACM, Volume 45 , Issue 2 (February 2002), S. 42 - 47, 2002, http://portal.acm.org/citation.cfm?id=503147
- Asunción Gomez-Perez, Mariano Fernando-Lopez und Oscar Corcho, Ontology Engineering, Springer Verlag, 2004
- Mike Uschold und Michael Grüninger, Ontologies: principles, methods, and applications, 1996, S. 93-155, Knowledge Engineering Review, Vol. 11, Nr. 2, http://citeseer.ist.psu.edu/uschold96ontologie.html
- Alexander Mädche, Ontology Learning for the Semantic Web, Kluwer Academic Publishers, 2002
Weblinks
- http://www-ksl.stanford.edu/kst/what-is-an-ontology.html "An ontology is a specification of a conceptualization." (Tom Gruber)