Ontologie

  1. Onto­lo­gi­en in der Infor­ma­tik
  2. Onto­lo­gie und ihre Bestand­tei­le
  3. Auf­bau einer Onto­lo­gie
  4. Onto­lo­gi­en im Web

 

 

Ontologien in der Informatik

 

Der Begriff Onto­lo­gie kommt aus dem Alt­grie­chi­schem und bedeu­tet so viel wie “die Leh­re vom Sein”. Sie war ursprüng­lich ein Teil­ge­biet der theo­re­ti­schen Phi­lo­so­phie bezie­hungs­wei­se der Meta­phy­sik und befass­te sich mit Fra­gen nach der Natur des Seins und der Struk­tur der Rea­li­tät. Die­ser Fokus ver­schob sich mit der Zeit: In den neue­ren Aus­le­gun­gen der Phi­lo­so­phie kon­zen­triert sich der Begriff Onto­lo­gie vor allem auf die Spra­che an sich. Das bedeu­tet, es wird eine sprach­li­che Ein­tei­lung von Wis­sens- und Lebens­be­rei­chen vor­ge­nom­men. Außer­dem umfasst der Kom­plex Onto­lo­gie und Spra­che vie­le Gesetz­mä­ßig­kei­ten. Unter die­ser fast schon lin­gu­is­ti­schen Betrach­tungs­wei­se wird der Begriff auch in der Infor­ma­tik ver­wen­det.

Hier dient die Onto­lo­gie-Erstel­lung zur For­ma­li­sie­rung von Wis­sen und nimmt an Rele­vanz ste­tig zu. Denn durch die inten­si­ve Nut­zung des Inter­nets sowie der mas­si­ven Auto­ma­ti­sie­rung von ver­schie­dens­ten Pro­zes­sen ist es wich­ti­ger denn je, dass unter­schied­li­che Sys­te­me mit­ein­an­der kom­mu­ni­zie­ren kön­nen. Mit Hil­fe onto­lo­gi­scher Sys­te­ma­ti­sie­run­gen wer­den rele­van­te Infor­ma­tio­nen sowohl für mensch­li­che Nut­zer als auch für ver­schie­de­ne maschi­nel­le Sys­te­me les­bar und ver­wend­bar (Know­ledge Engi­nee­ring).

Bei der Erstel­lung von Onto­lo­gi­en wer­den nicht nur Begrif­fe und Ter­mi­no­lo­gi­en an sich, son­dern auch deren Bezie­hun­gen zuein­an­der und gege­be­nen­falls Ablei­tungs­re­geln zwi­schen ihnen erfasst. Inso­fern gehen Onto­lo­gi­en in ihrer Anwen­dung weit über rei­ne Sprach­wis­sen­schaft hin­aus. Sie die­nen der Erleich­te­rung der Kom­mu­ni­ka­ti­on zwi­schen mensch­li­chen und maschi­nel­len Han­deln­den. In der Infor­ma­tik wer­den daher pro Anwen­dung oder Bereich ganz eige­ne Onto­lo­gi­en defi­niert und ver­wen­det.

 

Ontologie und ihre Bestandteile

 

Onto­lo­gi­en in der Infor­ma­tik zeich­nen sich durch drei Fak­to­ren aus: A.) einen for­ma­len Auf­bau, so dass auch Maschi­nen sie lesen und nut­zen kön­nen. B.) Das durch sie beschrie­be­ne Wis­sen muss ein­ein­deu­tig benenn­bar sein. C.) Außer­dem beschrei­ben Onto­lo­gi­en nicht nur Begrif­fe eines defi­nier­ten Bereichs, son­dern auch abs­trak­te Kon­zep­te (“Spe­ci­fi­ca­ti­on of a Sha­red Con­cep­tua­li­sa­ti­on”). Die­se Kon­zep­te wer­den unter­ein­an­der in Bezie­hung gesetzt.

 

Aufbau einer Ontologie

 

Zur Beschrei­bung des Auf­baus einer Onto­lo­gie muss man Kon­zep­te und Bezie­hun­gen (Rela­tio­nen) von Onto­lo­gi­en näher betrach­ten.

Bei den Kon­zep­ten las­sen sich zwei Arten unter­schei­den. Die­je­ni­gen, wel­che eine gan­ze Klas­se oder bestimm­te Men­ge von ein­zel­nen Objek­ten beschrei­ben. Und Kon­zep­te, die aus­schließ­lich kon­kre­te Begrif­fe bezeich­nen.

Die Rela­tio­nen sind ihrer­seits zwei­ge­teilt: So gibt es Rela­tio­nen, die Kon­zep­te hier­ar­chisch anord­nen oder wel­che Kon­zep­te mit­ein­an­der in belie­bi­ge Bezie­hun­gen set­zen.

 

Ontologien im Web

 

Die seman­ti­sche Suche ist im Seman­tic Web eine der Haupt­an­wen­dun­gen — spe­zi­ell bei unüber­sicht­li­chen oder unbe­kann­ten Wis­sens­be­stän­den. Onto­lo­gi­en kön­nen hier an gleich meh­re­ren Stel­len von Nut­zen sein.Auf Sei­te der Such­an­fra­gen kann die Ein­ga­be ver­all­ge­mei­nert oder spe­zia­li­siert wer­den, sowie in Bezug auf den Inhalt ange­gli­chen oder kor­ri­giert, wenn den gesuch­ten Infor­ma­tio­nen onto­lo­gi­sches Struk­tur­wis­sen zugrun­de gelegt wur­de.

Bei der Such­be­ar­bei­tung wie­der­um die­nen onto­lo­gi­sches Her­lei­tungs­wis­sen sowie onto­lo­gi­sche Defi­ni­tio­nen zur Über­brü­ckung von even­tu­el­len Wider­sprüch­lich­kei­ten in der For­mu­lie­rung der Suche und den vor­han­de­nen Infor­ma­tio­nen. Des Wei­te­ren wird eine ähn­lich­keits­ba­sier­te Suche durch das Hin­zu­zie­hen von Hin­ter­grund­wis­sen ermög­licht. Wer­den Doku­men­te durch wei­te­re beschrei­ben­de (und onto­lo­gisch struk­tu­rier­te) Meta-Daten ange­rei­chert, kön­nen auch kom­ple­xe Inhal­te in der Suche dar­ge­stellt wer­den.

Auch beim Such­ergeb­nis kön­nen von Onto­lo­gi­en for­mu­lier­te Sor­tier- sowie Prä­sen­ta­ti­ons­re­geln ange­wen­det wer­den, so dass Infor­ma­tio­nen opti­mal abge­bil­det und inte­griert wer­den kön­nen.

Das führt zum nächs­ten häu­fi­gen Anwen­dungs­ge­biet die­ser Ord­nungs­sys­te­me, der intel­li­gen­ten Infor­ma­ti­ons­in­te­gra­ti­on. Onto­lo­gi­en kön­nen auch dabei hel­fen, nicht nur Inhal­te, son­dern auch Sche­ma­ta zu beschrei­ben. Das ist zum Bei­spiel bei der Inte­gra­ti­on von Daten der Fall, die ver­schie­de­ne Ursprün­ge (Quel­len) haben. So fun­gie­ren Onto­lo­gi­en als Trans­for­ma­ti­ons- und Über­set­zungs­vor­schrif­ten.

 

Quel­len: