هستی‌شناسی (علم اطلاعات)

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
(تغییرمسیر از هستی‌شناسی (رایانه))
پرش به: ناوبری، جستجو


هستان‌شناسی یا هستی‌شناسی (به انگلیسی: Ontology) در علوم رایانه و علوم اطلاعات، توصیف صوری از مجموعه‌ای از مفاهیم یک دامنه و روابط بین آن‌ها است.

به منظور گسترش و کارآیی بیشتر و نیز برآورده نمودن نیازهای وب معنایی، علوم اطلاعات و علوم رایانه به ساخت و ایجاد هستی‌شناسی نیازمند هستند.

همچون بسیاری از زمینه‌ها و شاخه‌های دیگر فلسفه، هستی‌شناسی نیز در سایهٔ پیشرفت‌ها و تحوّلات اخیر در علوم اطلاعات، علوم مخابرات و ارتباطات، علوم رایانه، و محاسبات رواج و رونقی تازه و در سطحی گسترده به‌خود گرفته‌است.

به منظور آغاز به ساخت و گسترش وب معنی‌نگر، باید تا حدّ امکان قادر باشیم تمامی موجودات (entities) و مفاهیم (concepts) و نیز روابط و اتّصالات آن‌ها با یک‌دیگر را به صورت مدل‌هایی مجرد به زبان‌هایی که برای رایانه‌ها قابل درک است بیان نماییم. در علوم رایانه این گونه مدل‌های مجرد ماشینی را هستی‌شناسی نامیده‌اند که برآمده از مفاهیم و ایده‌های قدیمی‌تر و ژرف‌تر آن در فلسفه‌است.

از جملهٔ زمینه‌هایی که به نحوی چشم‌گیر و فعّال به امر طرّاحی، مهندسی، و ایجاد هستی‌شناسی‌های رایانه‌ای و محاسباتی پرداخته‌اند باید علوم پزشکی، بیوانفورماتیک، و به زبانی همه‌گیرتر علوم حیات (Biosciences) را برشمرد.

تعریف[ویرایش]

هر انسان به فراخور محیطی که در آن قرار دارد، نسبت به اشیای پیرامون خود شناخت پیدا می‌کند و این اشیا را به صورت تلویحی دسته‌بندی کرده و روابط بین آن‌ها را مشخص می‌کند. به عبارت غیر دقیق، به شناختی که شخص از پیرامون خود به‌دست می‌آورد هستی‌شناسی[۱] گفته می‌شود.یک عامل نرم‌افزاری هم باید درک روشنی از حوزه یا محیط کاری خود داشته باشد. هستی‌شناسی یک عامل نرم‌افزاری نیز به لحاط مفهوم مانند هستی‌شناسی انسان است. در ادبیات وب معنایی هستی‌شناسی عبارت است از بیان دقیق و رسمی خصوصیات تصوری که از دامنه وجود دارد. برای توصیف هستی‌شناسی‌ها، زبان‌های مختلفی ایجاد شده است. ولی در تمام این زبان‌ها دست‌کم یک هستی‌شناسی دارای سه مولفه‌یکلاس، رابطه و نمونهاست. هستی‌شناسی‌ها در حقیقت شالوده‌ی وب معنایی هستند و وب معنایی فقط با تعریف و استفاده از آن‌هاست که می‌تواند به سرانجام مناسب برسد..با استفاده از هستی‌شناسی‌ها می‌توان دانش موجود در دامنه‌ی مورد بحث را به طور رسمی توصیف کرد. در وب معنایی عامل‌های نرم‌افزاری یا به طور کلی ماشین‌ها قادر می‌شوند از این دانش به نحو مطلوب استفاده کنند.

هستی شناسی در انسان و ماشین[ویرایش]

انسان به طور ناخودآگاه اشیای پیرامون خود را بر اساس خصلت‌های مشترک و یا ارتباطات خاص بین آنها، دسته‌بندی می‌کند. این دسته‌بندی به درک محیط و پردازش تراکنش‌های آن کمک شایانی می‌کند. به عنوان مثال یک کارمند بانک در محیط کاری خود با اشیایی از قبیل مشتری، حساب، اوراق بهادار، حواله و ... سروکار دارد. این کارمند به طور ذهنی و ناخودآگاه این اشیا را دسته‌بندی می‌کند. به عنوان نمونه، تمام مشتری‌های بانک ویژگی‌های مشترکی دارند، لذا آن‌ها را در یک دسته یا کلاس قرار داده و با نام مشتری به ذهن می‌سپارد. بنابراین می‌توان گفت، هر انسان به فراخور محیطی که در آن قرار دارد، نسبت به اشیای خاصی شناخت پیدا نموده، این اشیا را دسته‌بندی کرده و روابط بین آن‌ها را مشخص می‌کند. به شناختی که شخص از پیرامون خود به‌دست می‌آورد هستی‌شناسی گفته می‌شود. چنین تعریفی از هستی‌شناسی گرچه دقیق نیست ولی کمک بسزایی به درک بهتر مفهوم هستی‌شناسی می‌کند. در صورت آشنایی اندک با فلسفه، به‌راحتی رد پای این علم در تعریف هستی‌شناسی قابل مشاهده است. یک عامل نرم‌افزاری نیز باید درک روشنی از حوزه یا محیط کاری خود داشته باشد. هستی‌شناسی یک عامل نرم‌افزاری به لحاظ مفهوم مانند هستی‌شناسی انسان است. تفاوت‌های اصلی بین هستی‌شناسی انسان و ماشین عبارتند از:

  • هستی‌شناسی انسان بسیار وسیع‌تر از هستی‌شناسی ماشین است.
  • هستی‌شناسی ماشین باید رسمی[۲] باشد. یعنی با یک زبان قابل فهم توسط ماشین بیان شده باشد. همچنین باید شفاف و دقیق بوده یعنی تمام جزییات به صورت کامل و غیر مبهم توصیف شده باشد. اما همان‌طور که ذکر شد، هستی‌شناسی انسان به صورت ناخودآگاه و تلویحی شکل می‌گیرد.

هستی شناسی در وب معنایی[ویرایش]

هستی‌شناسی‌ها در شاخه‌های مختلف از علوم کامپیوتر مانند وب معنایی، هوش مصنوعی، مهندسی نرم‌افزار، پایگاه‌های داده و پردازش زبان طبیعی[۳] مورد استفاده قرار گرفته‌اند. در هر یک از این شاخه‌ها تعریفی که از هستی‌شناسی ارایه می‌شود ممکن است تفاوت اندکی با تعاریف سایر شاخه‌ها داشته باشد. در متون مربوط به وب معنایی معمولاً تعریف گرابر[۴] از هستی‌شناسی را دست مایه قرار می‌دهند. مطابق این تعریف، «یک هستی‌شناسی عبارت است از بیان دقیق و رسمی خصوصیات یک تصور[۵]». این تعریف بسیار مختصر و مبهم است و نیاز به تفسیر و تعبیر دارد. در تعریف گرابر، منظور از«تصور»، یک مدل ساده شده و انتزاعی از جهان است. برای رسیدن به یک تصور از جهان باید اشیا یا پدیده‌هایی از آن جهان که در آن تصور می‌گنجند شناسایی شده و ارتباط بین آن‌ها مشخص شود. همچنین در تعریف قبل منظور از «بیان دقیق و رسمی» این است که خصوصیات باید به‌گونه‌ای غیر مبهم و جامع بیان شوند به‌طوریکه توسط ماشین قابل درک باشند. یکی دیگر ار تعاریف مهم توسط سوآ[۶] ارایه شده است. از نظر وی «موضوع هستی‌شناسی مطالعه‌ی گروه‌هایی از اشیا یا موجودات است که در یک حوزه‌ی خاص وجود دارند و یا ممکن است وجود داشته باشند. محصول چنین مطالعه‌ای یک هستی‌شناسی خوانده می‌شود. هستی‌شناسی، یک فهرست از انواع موجودات یا اشیایی است که در یک حوزه مانند D از منظر شخصی که از زبان L برای توصیف D استفاده می‌کند، موجودند». اما تعریف کنسرسیوم جهانی وب ازهستی‌شناسی به نوبه‌ی خود از اهمیت بسزایی برخوردار است. مطابق این تعریف«هستی‌شناسی واژه‌ای برگرفته از فلسفه است و به علم توصیف انواع پدیده‌های موجود در جهان و ارتباط آن‌ها با یکدیگر اشاره دارد». همان‌طور که مشاهده می‌شود، برای هستی‌شناسی یک تعریف واحد و جهان شمول وجود ندارد و هر یک از صاحب نظران با عنایت به دیدگاه و تخصص خود، تعریف خاصی از هستی‌شناسی ارایه کرده‌اند، ولیکن روح تمام تعاریف یکی است. انواع تعاریفی که از هستی‌شناسی در متون مختلف منتشر شده است توسط گارینو[۷] جمع‌آوری شده است. بخشی از این تعاریف عبارتند از:

  • هستی‌شناسی، یک شاخه‌ی علمی در فلسفه است.
  • هستی‌شناسی، یک تصور غیر رسمی از یک سیستم است.
  • هستی‌شناسی، یک توصیف معنایی و رسمی است.
  • هستی‌شناسی، بیان خصوصیات یک تصور است.
  • هستی‌شناسی، نمایش یک سیستم مفهومی با استفاده از نظریه‌ها و فرضیه‌های علم منطق است.

مولفه های یک هستی شناسی[ویرایش]

همان‌طور که ذکر شد، یک هستی‌شناسی از منظر علوم کامپیوتر هنگامی معتبر است که رسمی باشد. یعنی توسط ماشین قابل فهم باشد. برای تعریف رسمی یک هستی‌شناسی باید از زبان‌های قابل فهم و قابل استدلال توسط ماشین استفاده شود. بدین منظور زبان‌های مختلفی ایجاد شده است. در تمام این زبان‌ها، یک هستی‌شناسی دست‌کم دارای سه مولفه است: کلاس، رابطه و نمونه[۸] . یک «کلاس» عبارت است از گروهی از موجودات یا اشیا که دارای ویژگی‌های مشابهی هستند. در ادبیات هستی‌شناسی گاهی به‌جای واژه‌ی کلاس از واژه «مفهوم»[۹] استفاده می‌شود. کلاس‌های هستی‌شناسی با کلاس‌های زبان‌های شیء‌گرا اندکی متفاوتند. مطابق تعریف فوق، کلاس در هستی‌شناسی، یک مجموعه است حال آنکه در زبان‌های شیء‌گرا کلاس یک قالب برای ساخت اشیا است. به هر یک از اعضای یک کلاس، یک «نمونه» گفته می‌شود. یک شیء می‌تواند به چندین کلاس تعلق داشته باشد و یا به عبارتی دیگر نمونه‌ی چندین کلاس باشد. یک شیء در صورت داشتن ویژگی‌های خاص یا تامین شروط ویژه می‌تواند به عضویت یک کلاس درآید یا نمونه‌ی آن کلاس گردد. یک «رابطه»، همان‌طور که از اسمش برمی‌آید، نمونه‌هایی از یک کلاس را به نمونه‌هایی از یک کلاس دیگر یا به مقادیر ثابت، مرتبط می‌کند. اغلب به رابطه، «خصیصه»[۱۰] نیز گفته می‌شود. برای درک بهتر، بحث را با مثالی از دنیای موسیقی روشن‌تر می‌کنیم. در هستی‌شناسی موسیقی، چهار کلاس آهنگ‌ساز، اثر، نوازنده و ساز را در نظر می‌گیریم. کلاس‌ها در هستی‌شناسی به‌صورت سلسله مراتبی سازمان‌دهی می‌شوند و طبیعتاً زیر کلاس‌ها مواردی را از ابرکلاس‌ها به ارث می‌برند. در دنیای موسیقی یک «اثر» ممکن است تک نوازی، هم‌نوازی و یا سمفونی باشد. بنابراین می‌توان سه زیر کلاس برای کلاس «اثر» قایل شد، ولی در این مثال برای حفظ اختصار از آن‌ها صرف نظر شده است. با اندکی توجه می‌توان ارتباط بین کلاس‌های هستی‌شناسی کوچک ارایه شده در این مثال را دریافت. یک آهنگساز، یک یا چند ساز را «می‌نوازد» و آثاری «خلق می‌کند». یک نوازنده یک یا چند ساز را می‌نوازد ودر اجرای آثاری از یک آهنگساز، با وی «مشارکت می‌کند». این چهار جمله در مورد هستی‌شناسی حاوی اطلاعات مهمی در مورد ارتباط بین کلاس‌ها است. این ارتباطات در شکل نشان داده شده است. در این شکل، کلاس به صورت دایره، نمونه‌ها به‌صورت لوزی و خصیصه‌ها یا رابطه‌ها به‌صورت یال‌های بین نمونه‌ها، نشان داده شده است. همان‌طور که در شکل مشاهده می‌شود؛ خصیصه‌ها، نمونه‌های کلاس‌ها را به یکدیگر مرتبط می‌کنند. به عنوان مثال، خصیصه‌ی «می‌نوازد» یک نمونه مانند «علیزاده» از کلاس آهنگساز و «عندلیبی» از کلاس نوازنده را به‌ترتیب به «تار» و «نی» که نمونه‌هایی از کلاس ساز هستند، مرتبط می‌کند. گزاره‌هایی که در هستی‌شناسی شکل بیان شده‌اند، عبارتند از:

کلاس ها،نمونه ها و ارتباط بین آن ها در هستی شناسی
  • نی‌نوا یک اثر موسیقیایی است.
  • شهناز، عندلیبی و علیزاده، نوازنده هستند.
  • علیزاده، آهنگساز است.
  • نی و تار، ساز هستند.
  • علیزاده، نینوا را خلق کرده است.
  • عندلیبی در نینوا، مشارکت کرده است.
  • عندلیبی نی می‌نوازد و علیزاده و شنهاز نوازنده‌ی تار هستند.

از مثال طرح شده در دنیای موسیقی می‌توان چنین استنباط کرد که اگر، در یک دامنه یا حوزه‌ی خاص تمام اشیا یا موجوداتی را که وجود دارند یا ممکن است وجود داشته باشند، مورد مطالعه قرار داده، آن‌ها را بر اساس ویژگی‌هایشان دسته‌بندی یا کلاس بندی کرده و ارتباط بین اشیا نیز مشخص شود، در حقیقت هستی‌شناسی آن دامنه یا حوزه را به‌دست آورده‌ایم. به مجموعه‌ی تمام نام‌هایی که در یک هستی‌شناسی از آن‌ها استفاده می‌شود واژگان[۱۱] آن هستی‌شناسی گفته می‌شود. واژگان یک هستی‌شناسی دربرگیرنده نام تمام اشیا، کلاس‌ها و خصیصه‌های آن است. در هستی‌شناسی موسیقی، ۴ کلاس، ۳ خصیصه و ۶ نمونه، با اختصاص نام‌های منحصر به‌فرد، توصیف شده است، بنابراین می‌توان گفتن واژگان هستی‌شناسی مذکور دارای ۱۳ نام است.

تفاوت هستی‌شناسی با رده‌بندی[ویرایش]

در هستی‌شناسی واژگان به نحوی آراسته می‌شود که اولاً بیانگر مفاهیم، اشیا و ارتباط بین آن‌ها باشد و ثانیاً رسمی باشد؛ یعنی توسط ماشین قابل فهم باشد. در مقابل هستی‌شناسی، سیستم‌های دیگری برای آرایش نام‌ها وجود دارند که غیر رسمی بوده و برای استفاده‌ی مستقیم توسط انسان، مناسبند. یکی از این سیستم‌ها، رده‌بندی[۱۲] است. رده‌بندی عبارتست از سیستمی که اشیا یا موجودات را بر اساس خصوصیات و روابط طبیعی و ذاتی آن‌ها در گروه‌هایی سازمان‌دهی می‌کند. یکی از کاربردهای رایج آن، رده‌بندی موجودات زنده است که توسط زیست شناسان انجام شده است. در رده‌بندی، نام‌ها بصورت سلسله مراتبی سازمان دهی می‌شوند و بین آن‌ها صرفاً رابطه‌ی پدر-فرزند[۱۳] یا همان رابطه‌ی تعمیم[۱۴] ، به رسمیت شناخته می‌شود و از مابقی رابطه‌ها مانند علت-معلول[۱۵] ، بخشی-از[۱۶] و انجمنی[۱۷] صرف نظر می‌شود. این ویژگی محدودیت‌های زیادی را به سیستم رده‌بندی تحمیل می‌کند. مهم‌ترین محدودیت اینست که برای اشیای رده‌بندی شده نمی‌توان ترتیبی اتخاذ کرد که صفات آن‌ها هم در آن سازمان دهی بگنجد؛ زیرا که رابطه‌ی بین یک شیء به یکی از صفاتش یقیناً رابطه‌ی پدر-فرزندی نیست. در مقایسه با رده‌بندی، در هستی‌شناسی انواع روابط قابل تعریف است و بنا به ماهیت یک مفهوم یا شیء، می‌توان صفات آن را نیز به‌ساختار مطلوب سازمان‌دهی کرد. در شکل زیر موقعیت یوزپلنگ ایرانی در رده‌بنده موجودات زنده نشان داده شده است. در این شکل هر رده با یک مستطیل احاطه گردیدهاست.

موقعیت یوزپلنگ ایرانی در رده بندی موجودات زنده
سیتم رده‌بندی در شاخه‌بندی فایل‌های یک پوشه. در این پوشه شاخه‌ی «موسیقی» با سایر شاخه‌های همجوار مصداق معنایی ندارد ولی رابطه‌ی شاخه-زیرشاخه به‌درستی رعایت شده است.

همان‌طور که در شکل نشان داده شده، سیستم شاخه‌بندی فایل‌های کامپیوتر را هم می‌توان به عنوان یک سیستم رده‌بندی به‌حساب آورد. البته رابطه‌ای که در این سیستم رعایت می‌شود رابطه‌ی شاخه-زیرشاخه[۱۸] است. این رابطه در مقایسه با دو مثال قبل و تعریف رده‌بندی، یک رابطه‌ی ضعیف به‌حساب می‌آید. چونکه بر اساس تعریف رده‌بندی، گروه‌بندی موجودات بر اساس ویژگی‌های طبیعی آن‌ها صورت می‌گیرد. رابطه‌ی شاخه-زیرشاخه از این حیث دارای معنای ضعیف‌تری است که یک شاخه می‌تواند زیرشاخه‌ای داشته باشد که با خود شاخه مصداق معنایی نداشته باشد. به عنوان مثال در یک شاخه که حاوی آلبوم‌های موسیقی است، ممکن است یک زیرشاخه حاوی نرم‌افزار وجود داشته باشد که هیچ‌گونه مصداق معنایی با هم ندارند ولی رابطه‌ی شاخه-زیرشاخه رعایت شده است.

تفاوت هستی‌شناسی با فرهنگ جامع[ویرایش]

«رده‌بندی» به عنوان نوعی سیستم آرایش نام که توسط انسان استفاده شده و با کمک رابطه‌ی پدر-فرزند، موجودات را بر اساس ماهیت طبیعی آن‌ها در گروه‌هایی سازمان‌دهی می‌کند،معرفی شد. یکی دیگر از سیستم‌های سازمان‌دهی نام‌ها، فرهنگ جامع[۱۹] یا اصطلاح‌نامه است. فرهنگ جامع، یک رده‌بندی غنی شده است؛ به‌گونه‌ای که شماری از روابط معنایی را بین موجودات سازمان دهی شده، به رسمیت می‌شناسد. به عنوان مثال برای یک مفهوم، مفاهیم معادل، متضاد و مرتبط؛ قابل توصیف است.موسسه‌ی استاندارد آمریکا[۲۰] فرهنگ جامع را چنین تعریف می‌کند: «فرهنگ جامع یک واژگان کنترل شده است که به‌صورت مشخص سازمان‌دهی و ساختاردهی شده است،به‌گونه‌ای که در آن روابطی مانند معادل بودن، تشابه املایی، وراثتی و انجمنی به‌وضوح نشان‌داده می‌شود. این رابطه‌ها با استفاده از شناسه‌های استاندارد مشخص می‌شوند». به خدمت گرفتن فرهنگ جامع می تواند متضمن عدم وقوع تناقض و ناسازگاری بین مفاهیم گردد.همچنین وجود ارتباطات معنایی بین مفاهیم، باعث بهبودی جستجوی اطلاعات و تسهیل مکان یابی آن ها می گردد. این قابلیت های فرهنگ جامع، مرهون تعریف شماری از رابطه های استاندارد و محدو بین مفاهیم و استفاده از آن ها در سازمان دهی مفاهیم است. در جدول زیر رابطه های تعریف شده در فرهنگ جامع یونسکو و شناسه های این رابطه ها نشان داده شده است. در این فرهنگ جامع، کلمات مرتبط با شاخه های مختلف علمی، ادبی و هنری توصیف و تشریح شده اند. شاخه های مختلفی که در این فرهنگ جامع پوشش داده شده اند عبارتند از : آموزش، علوم، فرهنگ، علوم انسانی و اجتماعی، اطلاعات و ارتباطات، سیاست، حقوق و اقتصاد. همچنین در این فرهنگ جامع نام کشورها و تقسیم بندی آن ها از نظر سیاسی، اقتصادی، جغرافیایی، نژادی و مذهبی نیز موجود است. جدول رابطه‌های تعریف شده در فرهنگ جامع یونسکو

نوع رابطه شرح رابطه پیشوند
وراثتی کلمات در یک ساختار سلسه‌مراتبی به هم پیوند داده می‌شوند تا برای هر مفهوم، مفاهیم خاص‌تر و عام‌تر آن را بتوان بیان کرد. BT (Broader Than)

NT (Narrower Than) MT (MicroThesauri)

انجمنی کلمات مشابه در یک ساختار غیر سلسله‌مراتبی به هم مرتبط می‌شوند RT (Related Term)
معادل بودن کلماتی که به‌صورت غیر معمول یا غیر رسمی، مترادف یک کلمه استفاده می‌شوند توسط این پیشوند مشخص می‌شود. UF (used-for, ornonpreferred term)
فرانسوی معادل فرانسوی یک کلمه مشخص می‌شود FR
اسپانیایی معادل اسپانیایی یک کلمه مشخص می‌شود SP

در مثال زیر توضیحات فرهنگ جامع یونسکو در مورد کلمه‌ی خاورمیانه (Middle East) نشان داده شده است:


Middle East

MT 7.15 Asia and the Pacific

FR Moyen-Orient

SP Oriente Medio

UF Near East

NT1 Afghanistan

NT1 Cyprus

NT1 Gulf States

NT2 Bahrain

NT2 Kuwait

NT2 Oman

NT2 Qatar

NT2 Saudi Arabia

NT2 United Arab Emirates

NT1 Iran

NT1 Iran, Islamic Republic

NT1 Iraq

NT1 Jordan

NT1 Lebanon

NT1 Palestine

NT1 Syrian AR

NT1 Turkey

NT1 Yemen

RT Arab States

RT Asia

محدوديتي كه گريبان‌ گير فرهنگ جامع است ناشي از محدود و مشخص بودن رابطه‌هاي تعريف شده بين مفاهيم است. بسياري از روابط جاري بين مفاهيم و موجودات جهان فراتر از اين رابطه‌هاي محدود است. بسياري از روابط بين مفاهيم در يك فرهنگ جامع قابل بيان نيستند.زیراممكن است آن روابط در آن فرهنگ جامع به رسميت شناخته نشوند. در مقايسه با فرهنگ جامع، هستي‌شناسي از اينگونه محدوديت‌ ها مبرا است ولي بايد پذيرفت كه فرهنگ‌ هاي جامع در مقايسه با رده‌ بندي استعداد بيشتري براي نشان دادن روابط جاري بين مفاهيم و موجودات جهان دارند.

نقش هستي‌شناسي در وب معنايي[ویرایش]

هستي‌شناسي‌ها در حقيقت شالوده‌ي وب معنايي هستند و وب معنايي فقط با تعريف و استفاده از آن‌هاست كه مي‌تواند به سرانجام مناسب برسد.باید در وب معنایی تدابیری اتخاذ گردد که معنای اطلاعات پراکنده در وب توسط ماشین‌ها نیز قابل فهم باشد. یکی از مهم‌ترین تدابیر، تعریف و استفاده‌ی مناسب از هستی‌شناسی هاست. یک هستی‌شناسی با مشخص کردن مفاهیم و موجودات یک دامنه و توصیف روابط بین آن‌ها به‌صورت رسمی و قابل فهم توسط ماشین و با به‌خدمت گرفتن مجموعه‌ای از قواعد، در حقیقت دانش موجود در آن دامنه را به‌صورت رسمی بیان می‌کند. با توصیف رسمی دانش به کمک هستی‌شناسی‌ها، عامل‌های نرم‌افزاری یا به طور کلی ماشین‌ها در وب معنایی قادر می‌شوند از آن دانش به نحو مطلوب استفاده کنند. برگ برنده‌ی هستی‌شناسی اینست که استعداد بیان دانش را به‌صورت رسمی، دارا بوده و این دقیقاً همان چیزی است که وب معنایی به آن نیاز دارد. می‌توان نقش هستی‌شناسی‌ها را در وب معنایی چنین بیان کرد:

  • هستی‌شناسی‌ها توانایی پردازش دانش، به‌اشتراک گذاری آن بین عامل‌های مختلف و استفاده‌ی مجدد از آن را در محیط وب ایجاد می‌کنند. هستی‌شناسی‌ها چنین توانایی‌هایی را مدیون تعریف و توصیف مفاهیم و موجودات و بیان ارتباط بین آن‌ها به‌صورت رسمی، می‌باشند.
  • با تجزیه و تحلیل محتوای صفحات وب، می‌توان داده‌های موجود در صفحات را به مفاهیم موجود در هستی‌شناسی‌ها نگاشت کرد. چنین عملی باعث بالا بردن درجه‌ی همکاری بین انسان و ماشین شده به‌گونه‌ای که ماشین‌ها مستعدِ به‌عهده گرفتن بسیاری از وظایف انسان می‌شوند.
  • هستی‌شناسی‌ها برای فعالیت سرویس‌های هوشمند، بستر مناسبی فراهم می‌کنند. به عنوان مثال در سرویس‌هایی مانند جستجو هوشمند در وب، فیلترهای اطلاعاتی، یکپارچه‌سازی هوشمند اطلاعات و مدیریت دانش، استفاده از هستی‌شناسی‌ها می‌تواند بسیار کارساز باشد.

با طرح یک مثال دیگر در دنیای موسیقی، به‌طور ساده نقش هستی‌شناسی در وب معنایی را بیان می‌کنیم. فرض کنید قرار است در یک وبگاه، تمام آثار حسین علیزاده معرفی شود. در این وبگاه هر یک از آلبوم‌های وی معرفی شده و نوازندگان و آهنگ‌سازان آن تشریح می‌شود. همچنین برای هر‌ یک از تصنیف‌ها و آوازهای یک آلبوم، دستگاه‌ها و گوشه‌های آوازی استفاده شده نیز باید مشخص شود. در ‏شکل زیر صفحه‌ای از این وبگاه که آلبوم «نی‌نوا» را معرفی می‌کند، نشان داده شده است[۲۱].

توصیف آلبوم «نی‌نوا» اثر حسین علیزاده

حال می‌خواهیم با استفاده از هستی‌شناسی موسیقی،‌ تمام مفاهیم مورد نظر را توصیف کرده و صفحه‌ی مذکور را معنایی کنیم تا بدین وسیله، مفهوم وب معنایی و هدف آن روشن شود. همان‌طور که ذکر شد، در یک هستی‌شناسی، موجودات یا اشیا در قالب تعدادی کلاس دسته‌بندی‌ می‌شوند. همچنین ارتباط مابین این موجودات با استفاده از خصیصه‌ها، توصیف می‌شود. در ‏شکل زیر، کلاس‌ها و خصیصه‌های هستی‌شناسی موسیقی نمایش داده شده است. در این شکل شش کلاس خواننده، نوازنده، آهنگساز، ساز، آلبوم، دستگاه و گوشه توصیف شده است. نمونه‌های این کلاس‌ها با هم در ارتباط هستند. به‌عنوان مثال، یک خواننده در یک یا چند آلبوم که توسط یک آهنگساز ساخته شده است، می‌خواند. یک آلبوم با همکاری مجموعه‌ای از نوازنده‌ها، در گوشه‌های مختلفی از دستگاه‌های موسیقی سنتی اجرا می‌شود. موسیقی ایرانی از هفت دستگاه تشکیل شده و هر یک از این دستگاه‌ها از مجموعه‌ای از گوشه‌ها تشکیل شده است. ارتباط بین شش کلاس مذکور، با خصیصه‌ها توصیف می‌شود. در این شکل، خصیصه‌ها با خطوط نقطه‌چین نشان‌داده شده است. به‌عنوان مثال؛ خصیصه‌ی ساخته_است، نمونه‌هایی از کلاس آهنگساز را به نمونه‌هایی از کلاس آلبوم مرتبط می‌کند.

نمایش هستی‌شناسی «موسیقی» با استفاده از گراف

حال معنای اطلاعات بیان شده در صفحه‌ی وب نشان داده شده در ‏شکل توصیف آلبوم «نی‌نوا» باید در هستی‌شناسی موسیقی درج شود. در ‏شکل زیر نحوه‌ی معنایی کردن صفحه‌ی مذکور نشان داده شده است. همان‌طور که در این شکل مشاهده می‌شود، اطلاعات نشان داده شده در صفحه‌ی وب، باید به‌ کلاس‌ها، نمونه‌ها و خصیصه‌های هستی‌شناسی موسیقی نگاشت شوند. این نگاشت‌ باید به‌گونه‌ای باشد که جدا از لفاظی‌های مرسوم در صفحات وب،‌ جان کلام در هستی‌شناسی منعکس شود. صفحات وب و هستی‌شناسی مربوط به‌ آن‌ها در واقع واقعیات یکسانی را باید بیان کنند. در ‏شکل زیر، قسمتی از نگاشت بین کلمات بیان شده در یک صفحه و مفاهیم مرتبط در هستی‌شناسی با خطوط جهت‌دار، نشان داده شده است. هنگامی که تمام اطلاعات موجود در صفحه‌ی وب استفاده شده در مثال، در هستی‌شناسی درج شود، آن‌گاه صفحه‌ی مذکور در واقع برای دو مخاطب ارایه می‌شود. مخاطب اول انسان است که از خود صفحه استفاده می‌کند و مخاطب دوم ماشین است که از هستی‌شناسی مربوطه استفاده می‌کند.

نحوه‌ی معنایی کردن یک صفحه‌ی وب

‏شکل زیر، هستی‌شناسی موسیقی را در حالتی نشان می‌دهد که قسمتی از اطلاعات بیان شده در مورد آلبوم «نی‌نوا» را دربر دارد. البته در این شکل، برای جلوگیری از شلوغی، ارتباط بین نمونه‌ها نشان داده نشده است. به عبارت دیگر، در این شکل خصیصه‌ها‌ی نمونه‌های هستی‌شناسی، مقداردهی نشده‌اند.

هستی‌شناسی موسیقی پس از توصیف قسمتی از اطلاعات مربوط به آلبوم نی‌نوا

باید توجه شود که در مثال قبل، معنایی کردن یک صفحه از وب، با ساده انگاری همراه بوده و از بسیاری از مسایل جانبی صرف نظر شده است. مثال مذکور گرچه کامل و جامع نمی‌باشد ولی هدف وب معنایی و نقشی که هستی‌شناسی‌ها در نیل به این هدف ایفا می‌کنند، به‌وضوح نمایانده شده است. براي ايجاد هستي‌شناسي‌ها روش‌ها و شیوه‌های گوناگوني ارايه شده است. در برخی از این شیوه‌ها، از متدولوژی‌های مهندسی نرم‌افزار الهام گرفته شده است. بكارگيري اين متودولوژي‌ها براي ايجاد يك هستي‌شناسي، تلاش زياد و دقت فراواني مي‌طلبد. به‌رغم وجود پيچيدگي‌ها و دشواري‌هاي خاص در فرآيند توليد هستي‌شناسي، ايجاد هستي‌شناسي‌هاي مناسب، فقط پيش ‌درآمدي براي عملي شدن چشم‌اندار وب معنايي است. در حال حاضر ما با وبي آكنده از اطلاعات و سرويس‌هايي مواجه هستيم كه براي استفاده‌ي انسان ارايه شده‌اند. حال اين سوال مهم مطرح مي‌شود كه چگونه مي‌توان به اين حجم عظيم اطلاعات موجود، معناي قابل فهم توسط ماشين هم افزوده شود؟ امروزه تلاش بسیاری از محققان وب معنایی، در پاسخ به این سوال متمرکز شده و بدین منظورراهبردهایی نیز ارایه شده است. با توجه به کثرت اطلاعات موجود در وب، در اغلب راهبردها سعی می‌شود که فرآیند معنایی کردن صفحات کنونی وب به‌طور خودکار انجام شود. در این راهبردها سعی می‌شود تا با به‌خدمت گرفتن ابزار مناسب و استفاده از تکنیک‌های پردازش زبان طبیعی، صفحات کنونی وب با توصیف فراداده‌های مبتنی بر هستی‌شناسی، حاشیه‌نویسی شوند.

دسته‌بندي هستي‌شناسي‌ها[ویرایش]

هستي‌شناسي‌ها را مي‌توان از زواياي مختلف دسته‌بندي نمود. از يك زاويه مي‌توان هستي‌شناسي‌ها را براساس طيف معنايي آن‌ها دسته‌بندي كرد.در اين نوع دسته‌بندي، هستي‌شناسي‌ها بر اساس ساختار و محتواي داخلي آنها دسته‌بندي‌ مي‌شوند. به‌طوريكه با توجه به بار معنايي آن‌ها، از سبك وزن تا سنگين وزن، سازمان‌دهي مي‌شوند. در اين بخش، هستي‌شناسي‌ها از جنبه‌اي ديگر دسته‌بندی می‌شوند. در اين دسته‌بندي مي‌توان هستي‌شناسي‌ها را بر اساس ميزان عموميت آن‌ها يا نحوه‌ی استفاده‌ از آن‌ها، تقسيم‌بندي نمود. بر اين اساس، هستي‌شناسي‌ها به دسته‌هاي زير تقسيم مي‌شوند:

  • هستي‌شناسي‌هاي عام[۲۲] : در اين نوع هستي‌شناسي مفاهيمي كه از عموميت زيادی برخوردارند، توصيف مي‌شوند. اين نوع از هستي‌شناسي‌ها به دامنه‌ي خاصي بستگي نداشته و اغلب به مفاهيمي مي‌پردازند كه مي‌توانند به عنوان دست‌‌ مايه‌اي براي ايجاد هستي‌شناسي‌هاي خاص‌ تر، مورد استفاده قرار بگيرند.
  • هستي‌شناسي‌هاي دامنه[۲۳] : اين نوع هستي‌شناسي‌ها‌ براي توصيف واژگان متعلق به يك حوزه يا دامنه‌ي خاص، مورد استفاده قرار مي‌گيرند. در فرآيند ايجاد چنين هستي‌شناسي‌هايي معمولاً از مفاهيم توصيف شده در يك يا چند هستي‌شناسي عام، به نحومطلوب استفاده شده و آن مفاهيم براي دامنه‌ي مورد بحث، اختصاصي مي‌شوند.
  • هستي‌شناسي‌هاي وظيفه[۲۴] : در اين نوع هستي‌شناسي‌ واژگاني گنجانده می‌شوند كه براي توصیف يك وظیفه يا فعاليت كلي و عمومي در یک دامنة خاص، مورد نیاز می‌باشند. در فرآيند ايجاد اين نوع از هستي‌شناسي‌ها نیز مي‌توان از هستي‌شناسي‌هاي عام به‌نحو مطلوبي استفاده كرد.
  • هستي‌شناسي‌هاي کاربرد[۲۵] : در اين نوع از هستي‌شناسي‌ها مفاهیمی توصیف می‌شوند که هم به یک دامنة خاص وابسته‌اند و هم به یک وظیفة خاص در آن دامنه وابستگی دارند. در حقیقت این مفاهیم مربوط به نقش‌هایی است که موجودیت‌ها یا اشیای توصیف شده در هستی‌شناسی دامنه در انجام عملیات و وظایف توصیف شده در هستی‌شناسی وظیفه، به‌عهده دارند. این نوع از هستي‌شناسي‌هاي عموماً قابليت به‌اشتراك گذاري کمتری دارد ولي در فرآيند ايجاد آن‌ها از هستي‌شناسي‌هاي دامنه و وظيفه استفاده مي‌شود.

در ‏شکل زیر ارتباط اين چهار نوع هستي‌شناسي نشان داده شده است. همان‌طور كه قابل مشاهده است، هستي‌شناسي‌هاي نوع عام به عنوان مبنايي براي ايجاد هستي‌شناسي‌هاي دامنه و وظيفه استفاده مي‌شود و براي ايجاد هستي‌شناسي نوع کاربرد مي‌توان از هستي‌شناسي‌هاي نوع دامنه و وظيفه استفاده كرد. هستي‌شناسي کاربرد خاص‌ ترين نوع هستي‌شناسي است كه به چگونگی انجام وظایف تشریح شده در یک دامنه خاص می‌پردازد.

دسته‌ بندي هستي‌شناسي‌ها بر اساس عموميت آن‌ها








جستارهای وابسته[ویرایش]

جستجو در ویکی‌انبار در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ هستی‌شناسی (علم اطلاعات) موجود است.



منابع[ویرایش]

  1. Ontology
  2. Formal
  3. Natural Language Processing(NLP)
  4. Gruber
  5. An ontology is a formal, explicit specification of a conceptualization
  6. Sowa
  7. Guarino
  8. Instance
  9. Concept
  10. Property
  11. Vocabulary
  12. Taxonomy
  13. Father-Son
  14. Generalization
  15. Cause-Effect
  16. Part-Of
  17. Association
  18. Directory-Subdirectory
  19. Thesaurus
  20. ANSI
  21. این صفحه در اینترنت وجود خارجی ندارد و فقط برای طرح یک مثال توسط نگارنده ایجاد شده است.
  22. General Ontology
  23. Domain Ontology
  24. Task Ontology
  25. Application Ontology

http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.117.3273&rep=rep1&type=pdf رویکرد ترجمه‌ای به یک هستان شناسی قابل حمل.

جستارهای وابسته[ویرایش]

جستجو در ویکی‌انبار در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ هستی‌شناسی (علم اطلاعات) موجود است.