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Éléments sur La conception d’ontologies Amedeo Napoli LORIA – UMR 7503 – BP 239

Éléments sur La conception d’ontologies Amedeo Napoli LORIA – UMR 7503 – BP 239, 54506 Vandœuvre-l` es-Nancy Email : Amedeo.Napoli@loria.fr La probl´ ematique de la conception d’une ontologie des UCD en OWL ACI MDA Strasbourg — 3 f´ evrier 2005 ´ El´ ements sur La conception d’ontologies – p.1/9 Une introduction aux problèmes de représentation ´ El´ ements sur La conception d’ontologies – p.2/9 Une introduction aux problèmes de représentation Données / Informations / Connaissances • Données non interprétées, brutes : ! E ...- - -... • Information = donnée + sens attaché à la donnée : (!,note), (!,point d’exclamation), (E,mi), (...- - -...,SOS) • Connaissance = information + expertise attaché à l’information pour engendrer des actions : lire (!,note) et jouer la note indiquée. lire (!,point d’exclamation) et interpréter la phrase associée. (E,mi) et jouer la gamme de mi associée. recevoir (...- - -...,SOS) : si un signal d’alerte est émis, envoyer des secours. ´ El´ ements sur La conception d’ontologies – p.2/9 Une introduction aux problèmes de représentation Architecture d’un système de représentation des connaissances Real world Objects/Individualsl/Concepts/Properties Formal representation inference procedures Formal Representation (initial) (final) Interpretation Asbtraction Formal universe ´ El´ ements sur La conception d’ontologies – p.2/9 Une introduction aux problèmes de représentation Représenter et partager des connaissances • Modéliser, représenter et organiser les connaissances dans des ontologies. • Établir une terminologie commune entre les agents — logiciels et humains — pour partager des concepts sur un plan syntaxique et sémantique. ´ El´ ements sur La conception d’ontologies – p.2/9 La notion de système formel ´ El´ ements sur La conception d’ontologies – p.3/9 La notion de système formel Déﬁnition d’un système formel Un système formel peut se voir comme un prototype de système symbolique et se compose de : • un vocabulaire — ou alphabet — de symboles, • un procédé de construction de formules, • un ensemble d’axiomes, • un ensemble de règles d’inférences, dites encore règles de déduction ou de dérivation. ´ El´ ements sur La conception d’ontologies – p.3/9 La notion de système formel La notion de formule bien formée • Une formule d’un système formel est dite formule bien formée (fbf) si c’est un axiome, ou bien si elle est obtenue par application d’une règle d’inférence à partir d’une formule bien formée. • Un problème général qui se pose dans le cadre d’un système formel est celui de savoir si une formule est une formule bien formée : dans ce cas, il s’agit de rechercher l’enchaînement de formules qui conduit d’un axiome à la formule reconnue. ´ El´ ements sur La conception d’ontologies – p.3/9 La notion de système formel Un exemple de système formel • Alphabet : A = {p, e, u} • Procédé de construction de formules : concaténation. • Un axiome : upueuu. • R1 : si AeB est une fbf alors uAeBu est une fbf. R2 : si AeB est une fbf alors AueuB est une fbf. • Problèmes à résoudre : uupuueuuuu, uupueuuuu, upupueuuu sont des fbf ? ´ El´ ements sur La conception d’ontologies – p.3/9 La notion de système formel La déﬁnition d’une interprétation • Un domaine d’interprétation : ∆= N. • Une correspondance entre les symboles (du SF) et ∆: u − →1 : u correspond à l’entier 1. e − →= : e correspond à l’égalité des entiers. p − →+ : p correspond à l’addition des entiers. • uupuueuuuu s’interprète alors comme l’addition d’entiers 1 1 + 1 1 = 1 1 1 1. • Associer une interprétation sur la base d’un domaine d’interprétation à une formule c’est lui associer une sémantique. ´ El´ ements sur La conception d’ontologies – p.3/9 Une introduction aux ontologies ´ El´ ements sur La conception d’ontologies – p.4/9 Une introduction aux ontologies • En représentation des connaissances, le terme ontologie fait référence à un module constitué d’un vocabulaire spéciﬁque utilisé pour décrire un modèle d’un domaine particulier du monde réel, vocabulaire auquel est associé un ensemble d’hypothèses — ou assertions — sur le sens qui doit être attaché aux éléments de l’ontologie. • Le vocabulaire et les assertions qui composent l’ontologie sont censés apporter une aide aux « agents », agents logiciels ou agents humains, pour résoudre des problèmes ou partager des connaissances. ´ El´ ements sur La conception d’ontologies – p.4/9 Une introduction aux ontologies • Une ontologie est une spéciﬁcation explicite d’une conceptualisation. • Dans cette déﬁnition, « conceptualisation » correspond à « modèle abstrait » d’une partie du monde réel — sur lequel doit travailler le système considéré — qui se présente comme un ensemble de déﬁnitions de concepts munis de propriétés et de relations entre ces concepts. • L ’expression « spéciﬁcation explicite » signiﬁe que le modèle en question doit être décrit de façon non ambiguë dans un langage (formel) pour pouvoir être manipulé par un agent logiciel aussi bien que par un agent humain. • L ’utilisation effective des ontologies nécessite un langage de représentation des ontologies bien déﬁni et des modules associés de raisonnement qui soient efﬁcaces. ´ El´ ements sur La conception d’ontologies – p.4/9 Une introduction aux ontologies Une ontologie O est un système formel qui est constitué de : • Un ensemble SC de concepts organisés en une hiérarchie H où les concepts sont reliés par une relation de spécialisation (subsomption) ⊑(un ordre partiel), où C1 ⊑C2 signiﬁe que C1 est un sous-concept de C2. • Un ensemble SR de relations binaires qui spéciﬁent des couples (D, R) de domaines et co-domaines dans SC. • Un ensemble A d’axiomes de l’ontologie. ´ El´ ements sur La conception d’ontologies – p.4/9 Une introduction aux ontologies Une base de connaissances peut être considérée comme un couple constitué d’une ontologie et d’une base d’assertions (faits) qui décrits les individus et les assertions dans lesquelles ils sont engagés. Éléments Ontologie Assertions Expressions logiques oui oui Théorie générale faits particuliers Types des expressions intensionnel extensionnel Construction unique multiple Logiques CP0 proposition instanciation Logiques CP1 prédicat instanciation Logiques de descriptions TBox ABox ´ El´ ements sur La conception d’ontologies – p.4/9 Éléments sur l’ingénierie des ontologies • Initialisation et modélisation : spéciﬁcation des éléments et des besoins de l’ontologie, mise en œuvre d’un modèle du domaine. • Représentation et rafﬁnement : implantation du modèle (choix d’un langage de représentation) et rafﬁnement du modèle en fonction de l’évolution de l’implantation. • Évaluation : utilisation de l’ontologie dans des applications (mise en place d’environnements logiciels adaptés) et preuve du bien-fondé pratique de l’ontologie. • Maintenance : les éléments constituant l’ontologie évoluent ce qui fait évoluer d’autant la spéciﬁcation de l’ontologie ; ces modiﬁcations doivent être répercutées dans l’ontologie qui doit être mise à jour (garantir la cohérence et la compatibilité). ´ El´ ements sur La conception d’ontologies – p.5/9 Raisonnement et ontologies ´ El´ ements sur La conception d’ontologies – p.6/9 Raisonnement et ontologies • Le raisonnement est important pour assurer la qualité d’une ontologie et pouvoir l’exploiter convenablement. • Il peut être employé à différents stades du développement de l’ontologie (cycle de vie). ´ El´ ements sur La conception d’ontologies – p.6/9 Raisonnement et ontologies • Conception : tester si les concepts sont non contradictoires et faire émerger les implications implicites. • Par exemple, faire émerger une hiérarchie des concepts (ordre partiel des concepts nommées) sur la base d’une relation de subsomption. • Retrouver qu’un concept est une spécialisation d’un autre concept, ou les concepts qui sont synonymes, peut être utilisé lors de la phase de conception, pour tester la cohérence des déﬁnitions de concepts. ´ El´ ements sur La conception d’ontologies – p.6/9 Raisonnement et ontologies • Le raisonnement peut aussi être utilisé lors du déploiement de l’ontologie, pour déterminer la satisﬁabilité (cohérence) des faits utilisés ou inférer des relations entre instances ou concepts. • Par exemple, lors d’une recherche d’information, comme des éléments contenus dans une page Web annotée avec les concepts d’une ontologie, il peut être intéressant de considérer les concepts de l’ontologie qui s’apparient avec les concepts de la page, ou encore des concepts plus généraux ou plus spéciﬁques, selon le type de résultats que l’on veut obtenir. ´ El´ ements sur La conception d’ontologies – p.6/9 Les logiques de descriptions : une brève introduction ´ El´ ements sur La conception d’ontologies – p.7/9 Les logiques de descriptions : une brève introduction • Les éléments de connaissance du monde réel sont représentés par des descriptions qui peuvent être des concepts, des rôles et des individus. • Les logiques de descriptions sont des logiques : les descriptions ont un syntaxe et une sémantique : elles sont construites selon un procédé de construction de FBF et elle sont manipulées en accord avec la sémantique associée au FBF. ´ El´ ements sur La conception d’ontologies – p.7/9 Les logiques de descriptions : une brève introduction • Les éléments et les classes d’éléments du domaine sont décrits par des descriptions de concepts et qui se construisent à partir d’atomes en utilisant des constructeurs. • Les atomes peuvent être des concepts atomiques — uploads/Philosophie/ conception-d-x27-ontologie.pdf