Semantic Web                                                   Technologien                                               ...
Semantic Web TechnologienWiederholung2                                                F S          R D                    ...
Semantic Web Technologien    Vorlesungsinhalt3       1. Einführung       2. Semantic Web Basisarchitektur               Di...
Semantic Web Technologien Wiederholung4                                                                                   ...
Semantic Web Technologien    Vorlesungsinhalt5    3. Wissensrepräsentation und Logik       Die Sprachen des Semantic Web -...
6       „People can‘t share knowledge if           they don‘t speak a common language“       Thomas Davenport (1997)      ...
7       „People can‘t share knowledge if           they don‘t speak a common language“       Thomas Davenport (1997)      ...
Sharing Knowledge8                                 •Informationsaustausch zwischen heterogenen                            ...
Sharing Knowledge9                                  • Informationsaustausch zwischen heterogenen                          ...
Sharing Knowledge10                                     Nutze eine gemeinsame Sprache….                                   ...
Was ist Wissen?11                                     Wahrheiten                                                        An...
3. Wissensrepräsentation und Logik            3.1 Ontologien in Philosophie und Informatik12          Ontologien als zentr...
Begriffsbestimmung                                                                                            • ον    [gri...
Zentrale Fragen der Ontologie                                                                              1.Was heißt es,...
Woher stammt der Begriff?1615                                                                                  • „Ontologi...
Woher stammt der Begriff?1616                                                                                  • Christian...
Ontologie in der klassischen                                               griechischen Philosophie1617                   ...
Ontologie in der klassischen                                               griechischen Philosophie1618                   ...
Ontologie in der klassischen                                               griechischen Philosophie1619                   ...
Ontologie in der klassischen                                               griechischen Philosophie1620                   ...
Ontologie in der klassischen                                                  griechischen Philosophie1621                ...
Ontologie in der klassischen                                               griechischen Philosophie1622                   ...
Ontologie in der klassischen                                               griechischen Philosophie1623                   ...
Ontologie in der klassischen                                               griechischen Philosophie1624                   ...
Ontologie in der klassischen                                               griechischen Philosophie1625                   ...
Ontologie in der klassischen                                               griechischen Philosophie1626                   ...
Ontologie in der klassischen                                               griechischen Philosophie1627       Porphyrios v...
Ontologie in der klassischen                                               griechischen Philosophie1628       Porphyrios v...
Ontologie in der                                            mittelalterlichen Philosophie1629                             ...
Ontologie in der                                            mittelalterlichen Philosophie1630                             ...
Ontologie in der                                            mittelalterlichen Philosophie1631                             ...
Ontologie in der                                            mittelalterlichen Philosophie1632                             ...
1633                 Ramon Lull             (Raimundus Lullus)                (1232-1316                                  ...
Ontologie in der Philosophie                                            der Aufklärung1634                                ...
1635                                                                                                     John Wilkins     ...
Ontologie in der Philosophie                                            der Aufklärung1636                                ...
Ontologie in der Philosophie                                            der Aufklärung1637                                ...
Ontologie in der Philosophie                                            der Aufklärung1638                                ...
1639                                                                          Der Ontologiebegriff                        ...
Der Ontologiebegriff                                   in der Informatik1640                                     “... An o...
Der Ontologiebegriff                                   in der Informatik1641                                  "An ontology...
Konzeptualisierung1642                                                            verwenden                               ...
Konzeptualisierung1643                                                                                      On tolo gien  ...
Wie können wir Ontologien                                 modellieren?1644                                   Ontologien - ...
Wie können wir Ontologien                                 modellieren?1645                                    • Modellieru...
Wie können wir Ontologien                                 modellieren?1646                                  • Modellierung...
Wie können wir Ontologien                                 modellieren?1647                                •     Modellieru...
Wie können wir Ontologien                                 modellieren?1648                                 • Modellierung ...
Wie können wir Ontologien                                 modellieren?1649                                   • Modellierun...
1650                                                                   ere ic h ein                                       ...
Aussagenlogik – Propositional Logic1651                 • in der Aussagenlogik besteht die Welt ausschließlich aus Fakten ...
Prädikatenlogik – First Order Logic1652                •      In der Prädikatenlogik erster Stufe (First Order Logik, FOL)...
Beschreibungslogiken – Description Logics1653                            Beschreibungslogiken (engl. description logics) s...
Beschreibungslogiken – Description Logics1654                     • Concepts (unäre Prädikate),                      • bes...
Beschreibungslogiken – Description Logics1655                    • Individuals                            (Konstanten, ind...
Beschreibungslogiken – Description Logics1656                            • Operatoren beinhalten in der Regel zumindest:  ...
Attributive Language with Complement-ALC1657                            • Atomare Typen                             • Konz...
Attributive Language with Complement-ALC1658                 • Klassenbeziehungen                    • Inklusion C ⊑ D    ...
Attributive Language with Complement-ALC1659                  • Terminologisches Wissen (TBox)                     • Axiom...
Description Logics - Beschreibungslogiken1660                            Operator / Constructor                           ...
Description Logics - Beschreibungslogiken1661                          • Semantik wird durch eine Interpretation festgeleg...
Ontologieentwurf und Modellierung1662                      • Ontologien können z.B. auch mit Hilfe von Datenbank- oder    ...
Ontologieentwurf und Modellierung1663                        • Formalismen und Modelle limitieren die Art des Wissens, die...
1664                                                         olo giet ypen                                          Ont   ...
Ontologietypen und -kategorien1665                                                     allgemeine, bereichsübergreifende O...
Ontologietypen und -kategorien1666                                                     allgemeine, bereichsübergreifende O...
Ontologietypen und -kategorien1667                                                     allgemeine, bereichsübergreifende O...
Ontologietypen und -kategorien1668                                                     allgemeine, bereichsübergreifende O...
Ontologietypen und -kategorien1669                                                     allgemeine, bereichsübergreifende O...
Ontologietypen und -kategorien1670          -                                                   Ausdruckstärke            ...
Ontologietypen und -kategorien1671                     •      Kontrolliertes Vokabular:                            endlich...
Ontologietypen und -kategorien                  Thesaurus1672                                                             ...
Ontologietypen und -kategorien1673                Taxonomiesysteme                             Taxonomie: Einteilung von D...
• Carl v. Linné (um 1740) schafft                                                                                         ...
Ontologietypen und -kategorien1675          -                                                   Ausdruckstärke            ...
Ontologietypen und -kategorien1676                  •       informale IS-A-Hierarchie:                            explizit...
Ontologien als Interpretation der Wirklichkeit1677       unterschiedliche Tierkategorien in "einer gewissen chinesischen  ...
1678                                                     eisp iele                                        O ntol ogieb    ...
Ontologiebeispiele und Anwendungen1679                                                                                    ...
Ontologiebeispiele und Anwendungen1680                                                                                    ...
Ontologiebeispiele und Anwendungen1681                                                                                    ...
Ontologiebeispiele und Anwendungen1682                                                                                    ...
Ontologiebeispiele und Anwendungen1683                                                                                    ...
Semantic Web Technologien     Vorlesungsinhalt84     3. Wissensrepräsentation und Logik        Die Sprachen des Semantic W...
Nächste Vorlesung...die nächste Vorlesung....85                                                                           ...
3. Wissensrepräsentation & Logik     3.1 Ontologien in Philosophie und Informatik86                              • P. Hitz...
3. Wissensrepräsentation & Logik     3.1 Ontologien in Philosophie und Informatik87          Materialien                  ...
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

04 - Ontologie in der Philosophie und der Informatik - Semantic Web Technologien WS 2011/12

3,051

Published on

Folien zur 4. Vorlesung "Semantic Web Technologien" am Hasso Plattner Institut, Universität Potsdam, Wintersemester 2011/12, am 15.11.2011 :
04 - Ontologien in Philosophie und Informatik

Published in: Technology
1 Comment
2 Likes
Statistics
Notes
No Downloads
Views
Total Views
3,051
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
5
Actions
Shares
0
Downloads
57
Comments
1
Likes
2
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

04 - Ontologie in der Philosophie und der Informatik - Semantic Web Technologien WS 2011/12

  1. 1. Semantic Web Technologien Vorlesung Dr. Harald Sack Hasso-Plattner-Institut für Softwaresystemtechnik Universität Potsdam Wintersemester 2011/12 Blog zur Vorlesung: http://wwwsoup2011.blogspot.com/Mittwoch, 16. November 11
  2. 2. Semantic Web TechnologienWiederholung2 F S R D SO ... WE NEED A WAY TO DEFINE RDF SCHEMATA FOR CLASSES AND RELATIONS ?! Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  3. 3. Semantic Web Technologien Vorlesungsinhalt3 1. Einführung 2. Semantic Web Basisarchitektur Die Sprachen des Semantic Web - Teil 1 3. Wissensrepräsentation und Logik Die Sprachen des Semantic Web - Teil 2 4. Semantic Web Anwendungen Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  4. 4. Semantic Web Technologien Wiederholung4 e n g i l o to O n Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  5. 5. Semantic Web Technologien Vorlesungsinhalt5 3. Wissensrepräsentation und Logik Die Sprachen des Semantic Web - Teil 2 3.1. Exkurs: Ontologien in Philosophie und Informatik 3.2. Wiederholung: Aussagenlogik und Prädikatenlogik 3.3. Beschreibungslogiken (Description Logics) 3.4. RDFS-Semantik 3.5. OWL und OWL-Semantik 3.6. OWL 2 und Regeln Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  6. 6. 6 „People can‘t share knowledge if they don‘t speak a common language“ Thomas Davenport (1997) Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  7. 7. 7 „People can‘t share knowledge if they don‘t speak a common language“ Thomas Davenport (1997) Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam Turmbau zu Babel, Pieter Brueghel, 1563Mittwoch, 16. November 11
  8. 8. Sharing Knowledge8 •Informationsaustausch zwischen heterogenen Systemen • System A verwendet Schema A • System B verwendet Schema B • dabei können gleiche Begriffe mit unterschiedlicher Bedeutung assoziiert sein • während unterschiedliche Begriffe die gleiche Bedeutung haben können • Begriffe/Konzepte aus System A mit Schema A müssen in Begriffe und Konzepte aus Schema B übersetzt werden Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam Turmbau zu Babel, Pieter Brueghel, 1563Mittwoch, 16. November 11
  9. 9. Sharing Knowledge9 • Informationsaustausch zwischen heterogenen Systemen • Lösung (1): • Übersetzer für jede mögliche Kombination von n unterschiedlichen Systemen → benötigt O(n2) Übersetzer…. • Lösung (2): • unabhängiges Repräsentationsschema (Interlingua) • → benötigt n Übersetzer…. Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam Turmbau zu Babel, Pieter Brueghel, 1563Mittwoch, 16. November 11
  10. 10. Sharing Knowledge10 Nutze eine gemeinsame Sprache…. • gemeinsame Symbole und Begriffe (Syntax) • Übereinkunft bzgl. deren Bedeutung (Semantik) • Klassifikation von Begriffen (Taxonomie) • Assoziationen und Vernetzungen von Begriffen (Thesauri) • Regeln und Wissen darüber, welche Vernetzungen zulässig und sinnvoll sind (Ontologien) Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam Turmbau zu Babel, Pieter Brueghel, 1563Mittwoch, 16. November 11
  11. 11. Was ist Wissen?11 Wahrheiten Annahmen (Truths) (Beliefs) Wissen (Knowledge) Klassische Definition: „Wissen ist eine Teilmenge aller wahren Annahmen“ Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  12. 12. 3. Wissensrepräsentation und Logik 3.1 Ontologien in Philosophie und Informatik12 Ontologien als zentraler Begriff in der Philosophie Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam Raffael: Die Schule von Athen, 1510-11Mittwoch, 16. November 11
  13. 13. Begriffsbestimmung • ον [griech.] Partizip zu „sein“ λογια [griech.] Lehre13 „Philosophische Disziplin, die sich primär mit dem Sein, dem Seienden als solchem und mit den fundamentalen Typen von Entitäten beschäftigt...“ (wikipedia) • „wie sind die Dinge als solches (an sich)?“ allgemeine Metaphysik ⇳ Erkenntnistheorie (Epistemologie) Raffael: Die Schule von Athen, 1510-11 Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam Wolff: Philosophia prima sive Ontologia, 1729 ChristianMittwoch, 16. November 11
  14. 14. Zentrale Fragen der Ontologie 1.Was heißt es, dass es etwas gibt?14 • Wann sind zwei Dinge identisch? • Ist alles, was existiert auch wirklich? • Existiert auch das, was nur möglich ist? • Gibt es nicht existierende Dinge? 2.Welche Kategorien von Objekten existieren? • Gibt es Dinge, die nur einfach oder nur vielfach vorkommen (Universalien)? • Gibt es Dinge, die immer einseitig von anderen abhängen (Substanzen)? • Von welcher Art ist diese Abhängigkeit (Kausalität)? • Gibt es notwendige Eigenschaften (Essenzen)? • Wie ist das Verhältnis von zusammengesetzten Dingen zu ihren Teilen? Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  15. 15. Woher stammt der Begriff?1615 • „Ontologie“ taucht erstmals 1606 („ontologia“ in Latein) bei Jacob Lorhard in seinem Buch „Ogdoas Scholastica“ auf • In deutscher Sprache taucht der Begriff „Ontologie“ erstmals 1613 in Rudolf Goclenius der Ältere Rudolf Göckels (1547-1628) „Lexicon philosophicum“ auf Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  16. 16. Woher stammt der Begriff?1616 • Christian Wolff ordnet die Ontologie als philosophische Disziplin als Teil der Metaphysik, genauer der allgemeinen Metaphysik (metaphysica generalis) zu • Traditionelle Ontologie beschäftigt sich mit dem Verhältnis des „Seins“ zum „Seienden“ • ontologische Differenz (Heidegger) • Trennung von „Existenzialität“ und „Kategorialität“ Christian Wolff (1679-1754) Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  17. 17. Ontologie in der klassischen griechischen Philosophie1617 • Parmenides (6./5. Jhdt. v. Chr.) • Grundfrage: „Was sind die fundamentalen Kategorien des Seins?“ Parmenides (ca. 535-470 v. Chr) „...Denn es ist unmöglich, dass dies zwingend erwiesen wird: es sei Nichtseiendes; Vielmehr halte du von diesem Wege der Forschung den Gedanken fern, Und es soll dich nicht vielerfahrene Gewohnheit auf diesen Weg zwingen, Walten zu lassen das blicklose Auge und das dröhnende Gehör Und die Zunge, nein mit dem Denken bring zur Entscheidung die streitreiche Prüfung, Die von mir genannt wurde.“ Parmenides (Peri Physeios, 7.1-7.4) Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam Raffael: Die Schule von Athen, 1510-11Mittwoch, 16. November 11
  18. 18. Ontologie in der klassischen griechischen Philosophie1618 • Sokrates, Platon (5./4. Jhdt. v. Chr.) „Die Idee/Form (gr. idea, eidos) ist ein wesenhaft eingestaltiges immer Seiendes, das in den vielen Einzelnen zur Darstellung kommt. Sokrates (470-399 v. Chr) Demnach sind bestimmte nur durch die Vernunft zugängliche Entitäten dem Sein und der Erkenntnis nach gegenüber konkreten, sinnlich wahrnehmbaren Einzelgegenständen vorrangig und stehen als seinsbegründende Urbilder in einer bestimmten Beziehung zu diesen. Die Ideen sind wahrhaft seiende, undingliche bloß denkbare r e i n e E i n h e i t e n v o n B e s t i m m u n g e n , Pr i n z i p i e n o d e r Gegenstandsklassen, die allem Einzelnen, das unter sie fällt, das vermitteln, was es als es selbst sein lässt und wodurch es als bestimmt erkennbar ist. Dirk Cürsgen, in: Schäfer (Hrsg.), Platon-Lexikon, 2007, S. 102 Platon (427-347 v. Chr) Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam Raffael: Die Schule von Athen, 1510-11Mittwoch, 16. November 11
  19. 19. Ontologie in der klassischen griechischen Philosophie1619 • Sokrates, Platon (5./4. Jhdt. v. Chr.) Verstand/Vernunft Sokrates Wiedererinnerung Sinneswahrnehmung (470-399 v. Chr) (anamnesis) (empeiria) Ideen Gegenstände unveränderlich veränderlich unvergänglich vergänglich Urbild Abbild nach http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7d/Platon_Ideenlehre.svg Raffael: Die Schule von Athen, 1510-11 Platon (427-347 v. Chr) Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  20. 20. Ontologie in der klassischen griechischen Philosophie1620 • Sokrates, Platon (5./4. Jhdt. v. Chr.) • Trennung zwischen Sokrates • Konzept / Klasse (470-399 v. Chr) (= Idee, „Noosphäre“, Welt der Ideen) und • Instanz (Objekte der realen Welt, nur „Schatten“ der Ideen) • Hierarchie der Ideen Platon (427-347 v. Chr) Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  21. 21. Ontologie in der klassischen griechischen Philosophie1621 Platons Höhlengleichnis • aus Platons ,Politeia‘, 7. Buch, entstanden um ca. 370 v. Chr. Platon (427-347 v. Chr) Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamPhilosophie - Eine Bildergeschichte für Einsteiger) (Abbildung aus: Osborne,Mittwoch, 16. November 11
  22. 22. Ontologie in der klassischen griechischen Philosophie1622 • Aristoteles (Metaphysik IV, 1) stellt System von Kategorien auf zur Klassifikation aller Dinge, über die Aussagen getroffen werden können unbelebt / belebt / stofflich / geistig Stoff / Qualität / Quantität / Beziehung / Wirken / Leiden / Ort / Zeit /… Aristoteles (384-322 v. Chr) „Nun sind die (sprachlichen) Äußerungen unserer Stimme Symbole für das, was (beim Sprechen) unserer Seele widerfährt, und unsere schriftlichen Äußerungen sind wiederum Symbole für die (sprachlichen) Äußerungen unserer Stimme. Und wie nicht alle Menschen mit denselben Buchstaben schreiben, so sprechen sie auch nicht dieselbe Sprache. Die seelischen Widerfahrnisse aber, für welche dieses (Gesprochene und Geschriebene) an erster Stelle ein Zeichen ist, sind bei allen Menschen dieselben; und überdies sind auch schon die Dinge, von denen diese (seelischen Widerfahrnisse) Abbildungen sind, für alle dieselben.“ Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam Aristoteles (De Interpretatione I, 16)Mittwoch, 16. November 11
  23. 23. Ontologie in der klassischen griechischen Philosophie1623 Aristotelische Kategorienlehre Aristoteles stellt ein System von Kategorien auf zur Klassifikation aller Dinge, über die Aussagen getroffen werden können Aristoteles (384-322 v. Chr) Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  24. 24. Ontologie in der klassischen griechischen Philosophie1624 Aristotelische Kategorienlehre Aristoteles stellt ein System von Kategorien auf zur Klassifikation aller Dinge, über die Aussagen Aristoteles getroffen werden können (384-322 v. Chr) wikipedia.org Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  25. 25. Ontologie in der klassischen griechischen Philosophie1625 Syllogismen • συλ-λογισμός [griech.] das Zusammenrechnen, logischer Schluss Aristoteles (384-322 v. Chr) • Kern der aristotelischen Logik • Schlussfolgerungsregeln, die immer nach dem gleichen Muster aufgebaut sind wikipedia.org Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  26. 26. Ontologie in der klassischen griechischen Philosophie1626 Aristotelisches Kategoriensystem • Porphyrios beschreibt in seiner Schrift „Isagoge“ eine für Anfänger gedachte Beschreibung des Aristotelischen Kategoriensystems • Im Spätmittelalter wird daraus die „arbor porphyriana“ (Porphyrischer Baum oder „Baum des Wissens“) • klassisches epistemologisches Ordnungssystem, das der botanischen Semantik entlehnt ist Porphyrios von Tyros (234-?? n. Chr) wikipedia.org Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  27. 27. Ontologie in der klassischen griechischen Philosophie1627 Porphyrios von Tyros (234-?? n. Chr) wikipedia.org Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  28. 28. Ontologie in der klassischen griechischen Philosophie1628 Porphyrios von Tyros (234-?? n. Chr) Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  29. 29. Ontologie in der mittelalterlichen Philosophie1629 Mittelalterliche Scholastik Thomas v. Aquin (1225-1274) • Thomas v. Aquin, Anselm v. Canterbury, William v. Ockham (12.-14. Jhdt.) • Universalienproblem: „Kann Universalien (Ideen) eine ontologische Anselm v. Canterbury (reale) Existenz zugemessen werden?“ (1033-1109) • Realismus Ontologische Existenz der Ideen • Nominalismus Ideen sind nichts als Worte/Symbole William v. Ockham (1285-1349) Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  30. 30. Ontologie in der mittelalterlichen Philosophie1630 Occams Rasiermesser • „Sparsamkeitsprinzip“ aus der Scholastik • Von mehreren möglichen Erklärungen ein und desselben Sachverhalts ist die einfachste Theorie allen anderen vorzuziehen. William v. Ockham (1285-1349) • Eine Theorie ist einfach, wenn sie möglichst wenige Variablen und Hypothesen enthält, die in klaren logischen Beziehungen zueinander stehen, aus denen der zu erklärende Sachverhalt logisch folgt. „Entia non sunt multiplicanda sine necessitate.“ Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  31. 31. Ontologie in der mittelalterlichen Philosophie1631 • Christliche Trinitätslehre als Beispiel für eine mittelalterliche Ontologie Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  32. 32. Ontologie in der mittelalterlichen Philosophie1632 • Raimundus Lullus nutzt die Ontologie in Form des Aristotelischen Kategoriensystems mit seinem „Baum der Natur und der Logik“ als ersten Vorläufer einer „logischen Maschine“ • Als Logik bezeichnete Lullus die Kunst und die Wissenschaft, mit Hilfe des Verstandes Wahrheit und Lüge zu unterscheiden, Wahrheit zu Ramon Lull akzeptieren und Lüge von sich zu weisen. (Raimundus Lullus) (1232-1316 Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  33. 33. 1633 Ramon Lull (Raimundus Lullus) (1232-1316 Arbor naturalis et logicalis, aus „Ars Magna“, um 1275 Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  34. 34. Ontologie in der Philosophie der Aufklärung1634 • John Wilkins stellt fest, dass die Ungenauigkeit der natürlichen Sprache den wissenschaftlichen Fortschritt hindert • Er entwickelte die Idee einer universellen philosophische Sprache mit dem Ziel, das Wissen des gesamten Universums damit darstellen zu können Sprache John Wilkins (1614 – 1672) Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  35. 35. 1635 John Wilkins (1614 – 1672) ,A Doctor counted very able Designes that all Mankynd converse shall, Spite o th confusion made att Babell, By Character calld Universall. How long this character will be learning, That truly passeth my discerning.‘ (Ballad of Gresham College, 1663) Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  36. 36. Ontologie in der Philosophie der Aufklärung1636 • Gottfried Wilhelm Leibnitz entwickelt die Idee der „charakteristischen Zahlen“ als Modell der aristotelischen Logik, in der Hoffnung, mit Hilfe eines Kalküls logische Probleme zu lösen. „Wenn man Charaktere oder Zeichen finden könnte, die alle unsere Gedanken genauso rein und klar ausdrücken könnten wie die Arithmetik Zahlen Gottfried Wilhelm Leibniz oder die Analytische Geometrie Linien ausdrückt, (1646 – 1716) dann könnte man in allen Angelegenheiten, soweit sie dem rationalen Denken zugänglich sind, das tun, was man in der Arithmetik und Geometrie tut. “ Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  37. 37. Ontologie in der Philosophie der Aufklärung1637 • Immanuel Kant wendet sich der Erkenntnistheorie zu (Kritik an der „reinen Vernunft“) • Grundfrage: „Wie vermag unser Verstand die Welt Immanuel Kant wahrzunehmen?“ (1724-1804) „Kategorien sind nach Kant apriorisch und unmittelbar gegeben. Sie sind Werkzeuge des Urteilens und Werkzeuge des Wahrnehmens. Als solche dienen sie nur der Anwendung und haben keine Existenz. Sie bestehen somit nur im menschlichen Verstand. Sie sind nicht an Erfahrung gebunden. Durch ihre Unmittelbarkeit sind sie auch nicht an Zeichen gebunden. Kants erkenntnistheoretisches Ziel ist es, über die Bedingungen der Geltungskraft von Urteilen Auskunft zu geben.“ R. Eisler. Kant-Lexikon : Nachschlagewerk zu Kants samtlichen Schriften / Briefen und handschriftlichem Nachlass.. Olms, Hildesheim, 1961 Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  38. 38. Ontologie in der Philosophie der Aufklärung1638 • Immanuel Kant wendet sich der Erkenntnistheorie zu (Kritik an der „reinen Vernunft“) • Erkenntnistheorie: triadisches Modell Immanuel Kant (1724-1804) Quantität Qualität Relation Modalität Substanz u. Einheit Realität Möglichkeit Akzidenz Ursache u. Vielheit Negation Dasein Wirkung Allheit Limitation Wechselwirkung Notwendigkeit Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  39. 39. 1639 Der Ontologiebegriff in der Informatik Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  40. 40. Der Ontologiebegriff in der Informatik1640 “... An ontology is a catalog of the types of things that are assumed to exist in a domain of interest D from the perspective of a person who uses a language for the purpose of talking about D.” (John F. Sowa, 1995) “An ontology is a specification of a conceptualization that is designed for reuse across multiple applications and implementations. …a specification of a conceptualization is a written, formal description of a set of concepts and relationships in a domain of interest.” (Peter Karp, Bioinformatics 16:269, 2000) Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  41. 41. Der Ontologiebegriff in der Informatik1641 "An ontology is an explicit, formal specification of a shared conceptualization. The term is borrowed from philosophy, where an Ontology is a systematic account of Existence. For AI systems, what ‘exists’ is that which can be represented.“ (Thomas R. Gruber, 1993) tomgruber.org Konzeptualisierung: abstraktes Modell (Domäne, identifizierte relevante Begriffe, Beziehungen) Explizit: Bedeutungen aller Begriffe definiert Formal: maschinenverstehbar Gemeinsam: Konsens bzgl. Ontologie Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  42. 42. Konzeptualisierung1642 verwenden gemeinsames Konzept Konzept ruft hervor referenziert Symbol Gegenstand steht für „Golf“ Ogden, Richards, semiotisches Dreieck, 1923 Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  43. 43. Konzeptualisierung1643 On tolo gien nnen wir Wi e kö dellie ren? mo Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  44. 44. Wie können wir Ontologien modellieren?1644 Ontologien - Komponenten und Modelle • Klassen, Beziehungen und Instanzen • Klassen repräsentieren Konzepte • Klassen werden durch Attribute beschrieben • Attribute werden aus Name-Wert-Paaren gebildet „Die Adresse ist eine Postanschrift und Adresse beinhaltet im Allgemeinen Straßenamen, • Vorname <string> Postleitzahl und Ortsnamen.“ • Nachname <string> • Straße <string> Informale Beschreibung • Postleitzahl <int> • Ort <string> •… Semi-informale Beschreibung Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  45. 45. Wie können wir Ontologien modellieren?1645 • Modellierung • Informal natürlichsprachliche Beschreibung • Semi-informal strukturierte Beschreibung in beschränkter natürlicher Sprache • Semi-formal Beschreibung in künstlicher, formal definierter Sprache • Formal Beschreibung in sorgfältig definierten Begriffen mit formaler Semantik, Nachweis der Vollständigkeit und Korrektheit Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  46. 46. Wie können wir Ontologien modellieren?1646 • Modellierung • Klassen stehen mit anderen Klassen in Beziehung hat eine Person Adresse ist eine ist eine Formal: Mengen m1,…mn Professor Student Relation R ⊆ m1 x … x mn hält besucht Vorlesung Lehrveranstaltung ist eine • Beziehungen sind spezielle Attribute, deren Wert ein Objekt einer anderen Klasse darstellt Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  47. 47. Wie können wir Ontologien modellieren?1647 • Modellierung • an Beziehungen zwischen Klassen können Regeln geknüpft werden Frau ist eine besitzt ≠ Person Adresse ist eine 1:n Mann ist eine ist eine 1:1 Professor Student Frau ⋂ Mann = ∅ Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  48. 48. Wie können wir Ontologien modellieren?1648 • Modellierung • Über Klassen, Beziehungen, Regeln können Aussagen getroffen werden • Spezialfall: formale Axiome Beispiel: • „es ist nicht möglich, zwei Lehrveranstaltungen am selben Termin zu halten“ • Axiome bezeichnen Wissen, das auf keine andere Weise nur durch die restlichen Komponenten ausgedrückt werden kann Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  49. 49. Wie können wir Ontologien modellieren?1649 • Modellierung • Instanzen bezeichnen Individuen einer Ontologie Lehrveranstaltung ist eine Seminar Bachelorseminar ist ein SW enabled Applications Donnerstag A-2.1 11.00 Uhr Individuals (instances) are the basic components of an ontology. The individuals in an ontology may include concrete objects such as people, animals, tables, automobiles, molecules, and planets, as well as abstract individuals such as numbers and words. Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  50. 50. 1650 ere ic h ein e form alisi Wi hes M odell? onto logisc - ntatio n und nsre präse achen W isse eibun gsspr logieb eschr O nto Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  51. 51. Aussagenlogik – Propositional Logic1651 • in der Aussagenlogik besteht die Welt ausschließlich aus Fakten (Aussagen) • Folgende Aussagen/Schlussfolgerungen sind z.B. möglich: • Wenn es regnet, dann wird die Straße nass • Wenn der Mond aus grünem Käse besteht, dann kann die Kuh fliegen • Wenn Franz verliebt ist, dann ist er glücklich • Die Welt besteht aus Objekten und Eigenschaften (Properties), die ein Objekt vom anderen unterscheiden. • Zwischen Objekten bestehen Beziehungen (Relationen). Einige Beziehungen sind dabei eindeutig, also Funktionen. Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  52. 52. Prädikatenlogik – First Order Logic1652 • In der Prädikatenlogik erster Stufe (First Order Logik, FOL) erlauben Quantoren Aussagen über Mengen von Objekten zu machen, ohne diese Objekte explizit einzeln aufzuzählen • Alle Menschen sind sterblich • Sokrates ist ein Mensch • Sokrates ist sterblich • FOL ist perfekt zur Beschreibung von Ontologien geeignet, aber • FOL ist sehr ausdrucksstark, • deshalb unhandlich bei der Modellierung, • schlecht geeignet um Konsens bei der Modellierung zu finden und • beweistheoretisch sehr komplex • Suche ein geeignetes Fragment von FOL Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  53. 53. Beschreibungslogiken – Description Logics1653 Beschreibungslogiken (engl. description logics) sind eine Familie von Sprachen zur Wissensrepräsentation. Die meisten Beschreibungs- logiken sind eine Untermenge der Prädikatenlogik erster Stufe, im Gegensatz zu dieser aber entscheidbar. Dies ermöglicht über eine Beschreibungslogik zu schließen, d.h. aus vorhandenem Wissen neues Wissen zu gewinnen… TBox terminological knowledge Vorlesung Wissen über Konzepte einer Domäne (Klassen, Attribute, Eigenschaften…) Vorlesung ABox assertional knowlegde „Semantic Web“ Wissen über Instanzen / Entitäten Knowledge Base Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  54. 54. Beschreibungslogiken – Description Logics1654 • Concepts (unäre Prädikate), • beschreiben Entities/Klassen • z.B. Person, Lehrveranstaltung, Student, Dozent, Seminar, ... Student: { x | Student(x)} • Roles (binäre Prädikate) • beschreiben Eigenschaften / Relationen • z.B. nimmtTeilAn, liest, wirdGelesenVon, … nimmtTeilAn: { (x,y) | nimmtTeilAn(x,y)} Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  55. 55. Beschreibungslogiken – Description Logics1655 • Individuals (Konstanten, individuelle Ausprägungen, Concept Assertion) • z.B. Alice, Bob, SemanticWeb • Syntax: Student(Alice) • Operators / Constructors (zum Formulieren komplexer Beschreibungen von Concepts / Roles) • Expressivität wird beschränkt, so dass: • Erfüllbarkeit (Satisfiability) / Enthaltensein (Subsumption) ist entscheidbar und • (möglichst) von geringer Komplexität • Syntax: nimmtTeilAn(Alice, SemanticWeb) Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  56. 56. Beschreibungslogiken – Description Logics1656 • Operatoren beinhalten in der Regel zumindest: • Konjunktion (⊓), • Disjunktion (⊔), • Negation (⌐) • eingeschränkte Form der Quantifizierung (∀,∃) • bildet Basis Description Logic  ALC • Attributive Language with Complement Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  57. 57. Attributive Language with Complement-ALC1657 • Atomare Typen • Konzeptnamen A, B, ... • Spezielle Konzepte • ⊤ - Top (universelles Konzept) • ⊥ - Bottom Konzept • Rollennamen R,S, ... • Konstruktoren • Negation: ¬C • Konjunktion: C ⊓ D • Disjunktion: C ⊔ D • Existenzquantor: ∃R.C • Allquantor: ∀R.C Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  58. 58. Attributive Language with Complement-ALC1658 • Klassenbeziehungen • Inklusion C ⊑ D • Bsp. Man ⊑ Human • Gleichheit C ≣ D • Bsp. Frau ≣ Woman • Klassen Konstruktoren • Bsp. Seminarteilnehmer ≡ Person ⊓ (∃nimmtTeil.Seminar ⊔ ∃unterrichtet.Seminar) Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  59. 59. Attributive Language with Complement-ALC1659 • Terminologisches Wissen (TBox) • Axiome, die die Struktur der zu modellierenden Domäne beschreiben (konzeptionelles Schema) • Human ⊑ ∃hasParents.Human Orphan ≣ Human ⊓ ¬∃hasParents.Alive • Wissen um Individuen (ABox) • Axiome, die konkrete Situationen (Daten) beschreiben • Orphan(harrypotter) hasParent(harrypotter, jamespotter) Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  60. 60. Description Logics - Beschreibungslogiken1660 Operator / Constructor Syntax Sprache Konjunktion A⊓B Wertrestriktion ∀ R .C FL Existenzquantor ∃R Top (allgemeinstes Concept) ⊤ Bottom (speziellstes Concept) ⊥ S* Negation (C) ⌐A Disjunktion C⊔D AL* Existentielle Restriktion ∃ R .C Zahlenrestriktion (N) (≤ n R) (≥ n R) Menge von Individuen (O) {a1,…,an} Beziehungshierarchie R⊆S H Inverse Beziehung R-1 I Qualifizierte Zahlenrestriktion (≤ n R.C) (≥ n R.C) Q Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  61. 61. Description Logics - Beschreibungslogiken1661 • Semantik wird durch eine Interpretation festgelegt (ΔI, I) • ΔI … Domain of Discourse, ΔI ≠ ∅ • Interpretationsfunktion • I :A → AI ⊆ ΔI , A ... atomares Konzept • I :R → RI ⊆ ΔI x ΔI , R … atomare Relation ┬I = ΔI ⊥I = ∅ (¬A)I = ΔI AI (C Π D)I = CI ∩ DI (∀ R.C)I = {a ∈ ΔI | ∀ b.<a,b> ∈ RI ⇒ b ∈ CI} (∃ R.┬)I = {a ∈ ΔI | ∃ b.<a,b>∈ RI} Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  62. 62. Ontologieentwurf und Modellierung1662 • Ontologien können z.B. auch mit Hilfe von Datenbank- oder Softwarentwurfstechniken beschrieben werden • z.B. UML, ER-Modell, … n n Seminar nimmtTeil Person - Titel: String - Vorname: String n 1 - Semester: String wirdGehalten - Nachname: String - Beginn: Date -… - Ende: Date -… Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  63. 63. Ontologieentwurf und Modellierung1663 • Formalismen und Modelle limitieren die Art des Wissens, die mit diesen ausgedrückt werden können • z.B. UML, ER, SQL gestatten nicht die Formulierung komplexer logischer Abhängigkeiten und das Ziehen von Schlussfolgerungen über diesen • AI-basierte Sprachen (z.B. Ontolingua, LOOM, OCML, FLogic,…) und Ontologie Markup-Sprachen (z.B. RDFS, DAML+OIL, OWL, …) sind besser zur Repräsentation von Ontologien geeignet. Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  64. 64. 1664 olo giet ypen Ont Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  65. 65. Ontologietypen und -kategorien1665 allgemeine, bereichsübergreifende Ontologien (beschreibt sehr generelle Konzepte Top-Level Ontology wie z.B. Zeit, Raum,Vorgang (Upper Ontology, unabhängig von einer bestimmten Foundation Ontology) Domäne oder Problemstellung.) Domain Ontology Task Ontology grundlegende Konzepte bezogen grundlegende Konzepte bezogen auf eine allgemeine Aktivität oder auf eine generische Domäne. Aufgabe. Application Ontology spezielle, auf eine konkret fokussierte Domäne oder Aufgabe zugeschnittene Ontologie, die in der Regel eine Domain und/oder Task Ontologie spezialisieren. (nach Guarino,1998) Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  66. 66. Ontologietypen und -kategorien1666 allgemeine, bereichsübergreifende Ontologien (beschreibt sehr generelle Konzepte Top-Level Ontology wie z.B. Zeit, Raum,Vorgang (Upper Ontology, unabhängig von einer bestimmten Foundation Ontology) Domäne oder Problemstellung.) Domain Ontology Task Ontology grundlegende Konzepte bezogen grundlegende Konzepte bezogen auf eine allgemeine Aktivität oder auf eine generische Domäne. Aufgabe. Application Ontology spezielle, auf eine konkret fokussierte Domäne oder Aufgabe zugeschnittene Ontologie, die in der Regel eine Domain und/oder Task Ontologie spezialisieren. (nach Guarino,1998) Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  67. 67. Ontologietypen und -kategorien1667 allgemeine, bereichsübergreifende Ontologien (beschreibt sehr generelle Konzepte Top-Level Ontology wie z.B. Zeit, Raum,Vorgang (Upper Ontology, unabhängig von einer bestimmten Foundation Ontology) Domäne oder Problemstellung.) Domain Ontology Task Ontology grundlegende Konzepte grundlegende Konzepte bezogen bezogen auf eine auf eine allgemeine Aktivität oder generische Domäne. Aufgabe. Application Ontology spezielle, auf eine konkret fokussierte Domäne oder Aufgabe zugeschnittene Ontologie, die in der Regel eine Domain und/oder Task Ontologie spezialisieren. (nach Guarino,1998) Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  68. 68. Ontologietypen und -kategorien1668 allgemeine, bereichsübergreifende Ontologien (beschreibt sehr generelle Konzepte Top-Level Ontology wie z.B. Zeit, Raum,Vorgang (Upper Ontology, unabhängig von einer bestimmten Foundation Ontology) Domäne oder Problemstellung.) Domain Ontology Task Ontology grundlegende Konzepte bezogen grundlegende Konzepte bezogen auf eine allgemeine Aktivität oder auf eine generische Domäne. Aufgabe. Application Ontology spezielle, auf eine konkret fokussierte Domäne oder Aufgabe zugeschnittene Ontologie, die in der Regel eine Domain und/oder Task Ontologie spezialisieren. (nach Guarino,1998) Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  69. 69. Ontologietypen und -kategorien1669 allgemeine, bereichsübergreifende Ontologien (beschreibt sehr generelle Konzepte Top-Level Ontology wie z.B. Zeit, Raum,Vorgang (Upper Ontology, unabhängig von einer bestimmten Foundation Ontology) Domäne oder Problemstellung.) Domain Ontology Task Ontology grundlegende Konzepte bezogen grundlegende Konzepte bezogen auf eine allgemeine Aktivität oder auf eine generische Domäne. Aufgabe. Application Ontology spezielle, auf eine konkret fokussierte Domäne oder Aufgabe zugeschnittene Ontologie, die in der Regel eine Domain und/oder Task Ontologie spezialisieren. (nach Guarino,1998) Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  70. 70. Ontologietypen und -kategorien1670 - Ausdruckstärke + Allg. kontrolliertes formales Frames logische Thesauri Vokabular ist-ein Constraints Disjunktheit, Begriffe/ informales formale Wert- Inverses, Glossar ist-ein Instanz Restriktionen Part-of… lightweight ontologies heavyweight ontologies (nach Lassila/McGuinnes, 2001) Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  71. 71. Ontologietypen und -kategorien1671 • Kontrolliertes Vokabular: endliche Liste von Begriffen (z.B. Kataloge) • Glossar: eine endliche Liste von Begriffen und deren zugehörige Bedeutung, formuliert in natürlicher Sprache (informal). • Thesauri: [griech. „Schatz, Schatzhaus“] Kontrolliertes Vokabular, dessen Begriffe durch Relationen miteinander verbunden sind. • Äquivalenz (Synonyme) • Hierarchien (Ober-, Unterbegriffe) • Homographien (Homonyme) • Assoziationen (ähnliche Begriffe) Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  72. 72. Ontologietypen und -kategorien Thesaurus1672 Spezialisierungen Slip Oberbegriff Liebestöter Unterwäsche Unterhose Tanga Synonyme Boxershort Schlüpfer Assoziation Unterhemd Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  73. 73. Ontologietypen und -kategorien1673 Taxonomiesysteme Taxonomie: Einteilung von Dingen (oder auch Lebewesen) in Gruppen (von [griech]. τασσεῖν (tassein) = klassifizieren und νόµος (nomos) = Gesetz, Wissenschaft) ... • auch Klassifikationssystem, Nomenklatur, … • in der Wissenschaft meist Einteilung in (mono-)hierarchisch aufgebaute Klassen (Klassen, Unterklassen, ...) • (auch) Teilgebiet der Biologie: • Erfassung der verwandtschaftlichen Beziehungen von Lebewesen in einem hierarchisch aufgebauten System Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  74. 74. • Carl v. Linné (um 1740) schafft ein einfaches, noch heute gebräuchliches hierarchisches1674 Klassifikationsschema für Tiere/ Pflanzen Carl v. Linné (1707-1778) Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität vollständiges Natursystem, 1778 Des Ritters Carl von Linné PotsdamMittwoch, 16. November 11
  75. 75. Ontologietypen und -kategorien1675 - Ausdruckstärke + Allg. kontrolliertes formales Frames logische Thesauri Vokabular ist-ein Constraints Disjunktheit, Begriffe/ informales formale Wert- Inverses, Glossar ist-ein Instanz Restriktionen Part-of… lightweight ontologies heavyweight ontologies (nach Lassila/McGuinnes, 2001) Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  76. 76. Ontologietypen und -kategorien1676 • informale IS-A-Hierarchie: explizite Hierarchie von Klassen, Unterklassenbeziehung nicht strikt eingehalten (Bsp. Schlagwortkatalog in der Bibliothek) • formale IS-A-Hierarchie: explizite Hierarchie von Klassen, Unterklassenbeziehung werden strikt eingehalten • formale Instanz: explizite Hierarchie, die neben der Unterklassenbeziehung auch die Instanzbeziehung erlaubt. Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  77. 77. Ontologien als Interpretation der Wirklichkeit1677 unterschiedliche Tierkategorien in "einer gewissen chinesischen Enzyklopädie" nach Jorge Luis Borges: - dem Kaiser gehörige, - einbalsamierte, - gezähmte, - Milchschweine, - Sirenen, - Fabeltiere, - streunende Hunde, - in diese Einteilung aufgenommene, - die sich wie toll gebärden, - unzählbare, - mit feinstem Kamelhaarpinsel gezeichnete, Jorge Luis Borges - und so weiter, (1899-1986) - die den Wasserkrug zerbrochen haben, - die von weitem wie Fliegen aussehen. Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  78. 78. 1678 eisp iele O ntol ogieb endu ngen und -anw Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  79. 79. Ontologiebeispiele und Anwendungen1679 WordNet • link-based electronic dictionary • Wörterbuch mit seman- tischen Relationen zwischen den Wort- bedeutungen • organisiert in 117587 „Synsets“,gegliedert nach • Substantiven (N) • Verben (V) • Adjektiven (Adj) • Adverbien (Av) http://wordnetweb.princeton.edu/perl/webwn Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  80. 80. Ontologiebeispiele und Anwendungen1680 Top-level Ontologies • beschreiben sehr allgemeine Konzepte (Raum, Zeit, Materie, Ereignis, Aktion,... ) • Konzepte unabhängig von bestimmtem Problembereich. z.B. KR Ontology (John F. Sowa ) • umfasst 27 Konzepte • organisiert als Verband (lattice) http://www.jfsowa.com/ontology/kronto.htm Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  81. 81. Ontologiebeispiele und Anwendungen1681 • Top-Level Ontologie zu Cyc (Wissensbasis mit ca. 200.000 Begriffen und 1 Mio. Axiome) • 6000 Konzepte in 43 Gruppen mit zugehörigen Relationen (OpenCyc, Douglas Lenat ) http://www.opencyc.org/ Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  82. 82. Ontologiebeispiele und Anwendungen1682 • Standard Upper Merged Ontology • IEEE SUO Working Group • integriert verschiedenartige Recourcen zu allgemeiner Top-Level Ontologie (SUMO, IEEE SUOWG ) http://www.ontologyportal.org/ Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  83. 83. Ontologiebeispiele und Anwendungen1683 Domain Ontologie NP-complete is special/general variant is weaker / stronger NP P is a is a can be reduced to is a member of decision problem has member complexity class is a is a … problem graph problem logic problem set problem is a is a Colorability SAT 3-SAT (NP-Ontologie, Sack, Niedermeier, Vogel, 2006 ) Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  84. 84. Semantic Web Technologien Vorlesungsinhalt84 3. Wissensrepräsentation und Logik Die Sprachen des Semantic Web - Teil 2 3.1. Exkurs: Ontologien in Philosophie und Informatik 3.2. Wiederholung: Aussagenlogik und Prädikatenlogik 3.3. Beschreibungslogiken (Description Logics) 3.4. RDFS-Semantik 3.5. OWL und OWL-Semantik 3.6. OWL 2 und Regeln Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  85. 85. Nächste Vorlesung...die nächste Vorlesung....85 Aus sag e nlo und gik Prä dik ate nlo gik Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  86. 86. 3. Wissensrepräsentation & Logik 3.1 Ontologien in Philosophie und Informatik86 • P. Hitzler, S. Roschke, Y. Sure: Semantic Web Grundlagen, Springer, 2007. • H. Stuckenschmidt Ontologien - Konzepte, Technologien, Anwendungen, Springer, 2009. Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  87. 87. 3. Wissensrepräsentation & Logik 3.1 Ontologien in Philosophie und Informatik87 Materialien □Blog http://wwwsoup2011.blogspot.com/ □Webseite http://www.hpi.uni-potsdam.de/studium/lehrangebot/veranstaltung/ semantic_web_technologien.html □bibsonomy - Bookmarks http://www.bibsonomy.org/user/lysander07/swt1112_05 Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität PotsdamMittwoch, 16. November 11
  1. A particular slide catching your eye?

    Clipping is a handy way to collect important slides you want to go back to later.

×