Εργαλείο οπτικοποίησης κατατμημένων οντολογιών

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως σκοπό τη δημιουργία ενός συστήματος για την οπτικοποίηση κατατμημένων οντολογιών γραμμένες σε γλώσσα OWL. Πιο συγκεκριμένα, το εργαλείο αυτό δημιουργεί γράφους αναπαράστασης των κλάσεων και των σχέσεων των οντολογιών γραμμένων σε γλώσσα OWL-DL και με εκφραστικότητα το πολύ SHIQ, ενώ συνδέει τις οντολογίες αυτές απεικονίζοντας τις αντιστοιχίσεις και τις συνδέσεις μεταξύ των στοιχείων αυτών των οντολογιών που δηλώνονται στην C-OWL. Σκοπός του εργαλείου οπτικοποίησης κατατμημένων οντολογιών είναι να δημιουργήσει ένα διαδραστικό γράφο, όπου απεικονίζονται τα αρθρώματα μιας κατακτημένης οντολογίας και τις μεταξύ τους συνδέσεις κατά το πρότυπο του τρόπου αναπαράστασης της E-SHIQ [4], ώστε να βοηθήσει στην ανάλυση και μελέτη των οντολογιών αυτών. Η απεικόνιση μιας οντολογίας αποτελεί σημαντικό τμήμα της μελέτης/ανάλυσής της, καθώς η οπτικοποίηση της δομής και των σχέσεών της, την καθιστά πιο καταληπτή, ιδιαίτερα δε αν είναι μεγάλη (περιέχει πολλά στοιχεία) και/ή οι συνδέσεις μεταξύ των στοιχείων της είναι ιδιαίτερα περίπλοκες. Αυτό δε ισχύει ακόμα περισσότερο στην περίπτωση των κατατμημένων οντολογιών, όπου τα αξιώματα ενός τμήματος (αρθρώματος) της οντολογίας μπορούν να επηρεάζουν την εγκυρότητα αξιωμάτων σε άλλο τμήμα της. Η οπτικοποίηση των συνδέσεων μεταξύ των τμημάτων μιας κατατμημένης οντολογίας και η περιήγηση μεταξύ αυτών είναι βασικό εργαλείο για τη μελέτη και την κατανόησή τους και επομένως στη σωστή συντήρηση, χρήση, επέκτασή τους κλπ. Για παράδειγμα, η απεικόνιση μιας οντολογίας χρησιμοποιώντας ένα γράφο που αποτελείται από κόμβους που απεικονίζουν τις κλάσεις της οντολογίας και ακμές που απεικονίζουν τις σχέσεις μεταξύ αυτών των κλάσεων, είναι πολύ πιο ευδιάκριτες οι κλάσεις καθώς και οι σχέσεις τους συγκριτικά με μια οντολογία που είναι γραμμένη χρησιμοποιώντας XML/RDF. Στο σημείο αυτό πρέπει να προσθέσουμε ότι η πλήρης ανάλυση μιας οντολογίας απαιτεί να εξεταστεί αυτή και από το μέρος της σημασιολογίας της με τη βοήθεια των μηχανισμών αυτόματης εξαγωγής συμπερασμάτων (π.χ. Pellet, Hermit FaCT). Η χρήση όμως τέτοιων μηχανισμών για κατατμημένες οντολογίες (μόλις πρόσφατα έχουν αναπτυχθεί κάποιοι, όπως E-SHIQ και DRAGO) είναι πέρα από την εμβέλεια της παρούσης διπλωματικής. Σκοπός όμως αυτής της διπλωματικής είναι η ανάλυση της δομής και των σχέσεων που περιέχει μια οντολογία, μέσω της οπτικοποίησής της και της διάδρασης με αυτήν. Στα παρακάτω κεφάλαια αναλύονται οι γλώσσες αναπαράστασης γνώσης στις οποίες βασίστηκε η δημιουργία της OWL, η αναπαράσταση πολλαπλών οντολογιών και η σύνδεσή τους σε μια κατατμημένη οντολογία, και κατ' επέκταση η C-OWL. Έπειτα από την ανάλυση των γλωσσών αυτών, λαμβάνει χώρα η περιγραφή της υλοποίησης του εργαλείου οπτικοποίησης κατατμημένων οντολογιών, καθώς και σενάρια χρήσης του. Εν κατακλείδι, παρατίθενται πληροφορίες για τα επικρατέστερα εργαλεία που υπάρχουν μέχρι στιγμής για την απεικόνιση οντολογιών, τα συμπεράσματα της ανάπτυξης του εργαλείου, καθώς και μελλοντικές εξελίξεις του.