Bài giảng Ontology - Bản thể học

ợc 
đặc trưng bởi các hành động thực hiện trên chúng . 
(c) SE/FIT/HUT 2002
Ontology Enginerring
6(c) SE/FIT/HUT 2002
1. Vòng đời Phát triển O
„ là một tiến trình phát triển lặp. 
Nghĩa là ontology sẽ phát triển đầy 
đủ, hoàn thiện bởi sự phát triển 
thông qua các trạng thái trung gian 
để đạt được điều kiện mong muốn 
hoặc cuối cùng
„ Ngay khi ontology trờ nên quan 
trọng, tiến trình công nghệ ontology 
phải được cân nhắc như một dự án, 
và các phương pháp quản lí dự án 
phải được áp dụng 
(c) SE/FIT/HUT 2002
Vòng đời
„ vòng đời của ontology 
trải qua các trạng thái 
sau: 
„ đặc tả
„ khái niệm hoá,
„ hình thức hoá, 
„ thực thi 
„ bảo trì
(c) SE/FIT/HUT 2002
Đặc điểm
„ Khi một ontology tham gia một mô hình tri thức như một bộ nhớ 
tập thể, nó trở trành một thành phần chính của mô hình. 
„ tuỳ thuộc vào vòng đời của nó khi sự phát triển của các yếu tố 
cần thiết có thể ẩn đi sự phát triển của các yếu tố cơ bản được 
cung cấp bởi ontology. 
„ Mô hình phát triển này cho phép người thiết kế thêm, xoá ,sửa 
các định nghĩa tại mọi thời điểm. 
„ Khi ứng dụng chuyển lĩnh vực, ontology sẽ phải được phát triển. 
Bất kì lúc nào, ở đâu ai đó có thể yêu cầu thêm hoặc sửa các định 
nghĩa trong ontology.
„ Bảo trì ontology là một hoạt động quan trọng bao hồm việc cập 
nhật và sửa chữa khi có các biến đổi. 
(c) SE/FIT/HUT 2002
2. Các bước xây dựng Ontology
„ Xác định giới hạn của ontology
„ Thu thập các khái niệm, định nghĩa
„ Định nghĩa các lớp 
„ Xác định các thuộc tính của mỗi lớp
„ Xác định các ràng buộc thuộc tính
„ Xây dựng các cá thể.
(c) SE/FIT/HUT 2002
a)Xác định giới hạn
„ Lĩnh vực mà Ontology miêu tả?
„ Mục đích sử dụng của Ontology là gì?
„ Ai sẽ là người sử dụng Ontology?
„ Các kiểu câu hỏi mà Ontology sẽ thường phải 
trả lời?
(c) SE/FIT/HUT 2002
b)Thu thập các khái niệm
„ Thu thập khái niệm
„ là hoạt động đặc trưng của nhóm thu nhận tri thức. 
„ Lập một danh sách tất cả các thuật ngữ các khái 
niệm gì, các thuộc tính, mối quan hệ 
„ Chưa quan tâm đến mối quan hệ giữa các khái niệm, 
sự trùng lặp v.v... 
7(c) SE/FIT/HUT 2002
Tiến trình thu thập dữ liệu và sự 
phân tích 
„ Chuẩn bị
„ Thu thập
„ Tiền phân tích và mô hình phi hình thức
„ Kiểm tra (Các bước đầu tiên đầu tiên cần được 
lặp lại cho đến khi hoàn thiện, bằng cách sử 
dụng kịch bản và câu hỏi tăng cường...)
„ Chính thức hoá và phê chuẩn (Toàn bộ tiến 
trình phải lặp lại nếu bước 5 thất bại)
(c) SE/FIT/HUT 2002
Xây dựng một ontology từ các tài 
liệu thô 
„ Không có một con đường chính xác để mô hình hoá 
một lĩnh vực. Cách giải quyết tốt nhất thường xuyên 
phụ thuộc vào ứng dụng mà bạn đang phát triển và 
các mở rộng mà bạn đang dự đoán.
„ Phát triển Ontology cần thiết một tiến trình lặp.
„ Các khái niệm trong Ontology nên được gắn với các 
đối tượng (vật lí hay logic) và các quan hệ trong lĩnh 
vực mà bạn quan tâm.
(c) SE/FIT/HUT 2002
Bước 2. Xem xét sử dụng các 
ontology đã có sẵn.
„ khi xem xét một ai đó đã làm và kiểm tra liệu chúng ta có thể mở
rộng các tài nguyên đã tồn tại cho các nhiệu vụ và lĩnh vực đang
quan tâm. 
„ Tái sử dụng các ontology có thể là một yêu cầu bắt buộc nếu hệ 
thống của bạn cần giao tiếp với các ứng dụng khác, những ứng 
dụng này đã sử dụng một ontology hay các tự vựng kiểm soát. 
„ Rất nhiều ontology đã có sẵn dưới dạng điện tử và có thể thêm 
vào môi trường phát triển ontology mà bạn đang sử dụng. 
„ khi một hệ thống tri thức không thể làm việc trực tiếp với một cơ 
chế đặc biệt, chúng ta có thể chuyển đổi ontology từ một cơ chế 
này sang một cơ chế khác một cách không mấy khó khăn.
„ Các thư viện ontology trên trang Web. 
(c) SE/FIT/HUT 2002
Bước 3. Liệt kê các từ quan trọng 
trong ontology.
„ sử dụng các câu hỏi. Các từ nào mà chúng ta quan tâm?
„ Các giá trị mà các từ đó có? Bạn muốn nói gì về các từ đó? 
Ví dụ, các từ quan trọng có liên quan đến rượu là rượu, nho, 
nhà máy sản xuất, địa điểm, màu sắc, mùi vị, thành phần v.v.. 
„ các kiểu phân cấp nhỏ hơn ví dụ như rượu trắng và tiếp tục. 
„ tập hợp một danh sách các từ và đừng lo lằng về sự trùng lặp 
của các khái niệm, quan hệ giữa các từ, hoặc bất kì giá trị nào 
mà khái niệm có thể có, hoặc liệu các khái niệm có là các lớp 
hay không.
„ Hai bước tiếp theo pháp triển phân cấp các lớp và định nghĩa 
các giá trị của các khái niệm, chúng gần như quyện vào nhau. 
(c) SE/FIT/HUT 2002
Bước 4. Định nghĩa và hệ thống 
các lớp.
„ Hướng phân loại top-down, xuất phát từ định nghĩa 
khái niệm tổng quát và đặc tả dần các khái niệm con. 
„ Ví dụ chúng ta có thể tạo các lớp chung của khái niệm rượu 
và thức ăn. Sau đó chúng ta đặc tả khái niệm rượu bằng cách 
tạo ra các lớp con của nó: rượu đỏ, rượu trắng, rượu hồng 
v.v.. chúng ta có thể tiếp tục phân loại tiếp rượu đỏ.
„ Hướng phân loại bottom-up, 
„ xuất phát với các khái niệm đặc tả các lớp, các lá của cây hệ 
thống, sau đó lần lượt nhóm các lớp thành khái niệm ở mức 
cao hơn. Ví dụ, chúng ta bắt đầu định nghĩa với các lớp rượu 
Chanh và Lúa mới. Sau đó chúng ta có thể tạo một lớp chung 
cho cả hai lớp là Rượu Hà Nội.
(c) SE/FIT/HUT 2002
Định nghĩa các lớp
„ Có 3 phương pháp
„ Top - down
„ Bottom - up
„ Kết hợp cả hai phương pháp trên
„ Hướng phân loại kết hợp 
„ là một sự kết hợp của cả hai hướng trên: chúng ta định 
nghĩa trước một vài khái niệm quan trọng và sau đó tổng 
hợp và phân tích chúng.
„ có thể bắt đầu với một vài khái niệm cấp cao như rượu, và 
một vài khái niệm đặc tả như rượu Chanh. Sau đó chúng ta 
có thể liên kết chúng thông qua một mức khái niệm chung 
gian như rượu Hà Nội. Sau đó có thể chúng ta muốn tạo ra 
một lớp rượu địa phương là rượu Việt Nam.
8(c) SE/FIT/HUT 2002
Một số quy tắc
„ Lớp con phải biểu diễn một khái niệm là một 
loại trong khái niệm của lớp cha
„ Đảm bảo mối quan hệ bắc cầu
„ Cố gắng để cây phân cấp các lớp không quá 
rộng và cũng không quá hẹp
„ Lớp hay thuộc tính?
„ Lớp hay cá thể?
(c) SE/FIT/HUT 2002
Bước 5. Định nghĩa các giá trị của 
các lớp.
„ Các lớp một mình nó không thể cung cấp đủ thông tin để trả 
lời cho câu hỏi khả năng từ bước 1. Một khi chúng ta đã định 
nghĩa một vài lớp, chúng ta phải mô tả cấu trúc nội tại của các 
khái niệm.
„ Chúng ta lựa chọn các lớp từ danh sách các từ được tạo từ 
bước 3. Hầu hết các từ còn lại và các giá trị của các lớp này, 
các từ đó bao gồm color, body, flavor and sugar và location.
„ Với từng giá trị trong danh sách, chúng ta phải xác định lớp 
lớp nào nó miêu tả. Các giá trị này trở thành các vai trò gắn 
liền với các lớp. Do vậy, lớp Wine sẽ có các giá trị sau: color,
body, flavor, và sugar. Và lớp Winery (nhà máy rượu) sẽ có 
giá trị location.
(c) SE/FIT/HUT 2002
Xác định thuộc tính
„ Các thuộc tính bên trong bên ngoài
„ Các thuộc tính vật lý trừu tượng
„ Mối quan hệ giữa các cá thể
„ Các lớp con thừa kế toàn bộ các thuộc tính 
của lớp cha. Các thuộc tính chung nên để ở 
lớp cha. 
(c) SE/FIT/HUT 2002
Bước 6. Định nghĩa các khía cạnh 
của giá trị.
„ Các vai trò có thể có các khía cạnh khác nhau mô tả các kiểu, các giá trị cho phép, số 
lượng các giá trị và các đặc điểm khác của giá trị có thể có. Giá trị của vai trò name (tên 
của một loại rượu) là một xâu. Vai trò sản xuất (như trong câu “nhà máy sản xuất loại 
rượu này”) có thể có nhiều giá trị, các giá trị là các thể hiện của lớp rượu.
„ Khía cạnh chính định nghĩa số lượng các giá trị mà vai trò có thể có. 
„ Một số hệ thống chỉ phân biệt một giá trị và đa giá trị.
„ Một thành phần của một loại rượu là một đơn giá trị (một loại rượu chỉ có thê có một 
thành phần). Các loại rượu được sản xuất từ một nhà máy sẽ là một đa giá trị của vai trò 
produces trong lớp Nhà máy rượu.
„ Một vài hệ thống cho phép đặc tả số lượng nhỏ nhất và lớn nhất các giá trị để mô tả số 
lượng giá trị được chính xác hơn. Số lượng nhỏ nhất N có nghĩa là vai trò phải có ít nhất 
N giá trị. 
„ Khía cạnh kiểu giá trị mô tả các kiểu giá trị nào có thể gán cho vai trò, sau đây là danh 
sách của các kiểu giá trị thông thường:
„ · String 
„ · Number 
„ · Boolean 
„ · Enumerated 
(c) SE/FIT/HUT 2002
Xây dựng các ràng buộc 
„ Có thể lấy bao nhiêu giá trị
„ Kiểu dữ liệu
„ Miền xác định và miền giá trị
(c) SE/FIT/HUT 2002
Buoc 7 Xây dựng các cá thể
„ Xác định một lớp 
„ Tạo một cá thể của lớp đó
„ Điền các giá trị của thuộc tính
„ Nên xây dựng một convention cho việc đặt 
tên
9(c) SE/FIT/HUT 2002
4. Các ví dụ về ontology
„ – WordNet
„ – EuroWordNet
„ – CyC
„ – SENSUS
„ – Sowas Top Level
„ – GUM
„ – UMLS
„ – KA2 ontology
„ – Web-KB ontology
(c) SE/FIT/HUT 2002
WordNet
„ www.cogsci.princeton.edu/~wn
„ WordNet chứa khoảng 90.000 từ
„ WordNet chia các từ thành các loại danh từ, 
động từ, tính từ và giới từ.
„ WordNet đưa vào mối quan hệ giữa các từ 
(c) SE/FIT/HUT 2002
CYC
„ Phục vụ cho lĩnh vực trí tuệ nhân tạo
„ Nhóm các khái niệm thành từng lĩnh vực nhỏ 
hơn ----> thể hiện sự phụ thuộc của tri thức 
vào từng lĩnh vực
„ Đưa ra Ontology ở mức trên (khoảng 3000 
khái niệm): www.cyc.com/cyc-2-1/index.html
(c) SE/FIT/HUT 2002
KA2 Ontology
„ 
karlsruhe.de/WBS/broker/ka-onto.onto
„ Đây là một ontology nhỏ, hướng đến mục 
đích cụ thể
„ 73 khái niệm
„ 124 mối quan hệ
„ Ontology biểu diễn các khái niệm trong lĩnh 
vực tìm kiếm tri thức
(c) SE/FIT/HUT 2002
KA2 Ontology
(c) SE/FIT/HUT 2002
Ứng dụng Ontology 
„ Ontobroker
„ Là một Search Engine được xây dựng nhằm khắc phục sự 
thiếu chính xác và tản mạn thông tin khi tìm kiếm trên 
Web
„ Ý tưởng chính:
„ Tập trung vào một phần thích hợp của WWW
„ Sử dụng Ontology như ngôn ngữ chung và lưu thông tin 
vào cơ sở tri thức
„ Tìm kiếm sẽ là truy vấn trên cơ sở tri thức
10
(c) SE/FIT/HUT 2002
Kiến trúc chung 
(c) SE/FIT/HUT 2002
DAML
„ Một dự án trị giá 80 triệu USD
„ Mục đích 
„ Tạo ra một ngôn ngữ Ontology
„ Các tool để nhúng DAML vào web
„ Phổ biến DAML vào sử dụng rộng rãi trong 
nghiên cứu, thương mại
(c) SE/FIT/HUT 2002
Ví dụ