Bahareh-Behkamal

1. Ontology Matching Bahareh-Behkamal Summer 89

2. بیان مساله

3. ضرورت همگون‏سازی داده‏ها در وب معنایی • تعامل بين منابع داده‏ای ناهمگون در وب معنایی امری انکارناپذیر است. • اکثر منابع داده‏های در وب معنایی بر اساس آنتولوژی‏ها مدل می‏شوند. • آنتولوژی به زبانها و روشهای مختلف و توسط افراد و توسعه‏دهندگان متفاوتی مدل می‏شوند. • در عمل آنتولوژی‏های متفاوت بسیاری در یک حوزه خاص ایجاد خواهد شد. • برای ایجاد زیرساختی مناسب برای انجامتعاملات در وب معناییبایستی آنتولوژی‏های متفاوت ایجاد شده را به صورتیکپارچه‏ایدر آوریم.

4. روش‏های یکپارچه‏سازی آنتولوژی‏ها • روش اول : ادغام آنتولوژی‏ها • هدف از این روش، ایجاد یک آنتولوژی منسجم و یکدست از آنتولوژی‏های متفاوت ایجاد شده در یک حوزه مشخص می‏باشد. • روش دوم : تطیبیق آنتولوژی‏ها • هدف از این روش، یافتن روابط و یا شباهتهای موجود بین موجودیت‏های آنتولوژی‏های متفاوت است.

5. نمونه‏ای از آنتولوژی‏های متفاوت ایجاد شده در یک حوزه یکسان Example: Two ontology created in hardware component: O1 : Processor– main board O2 : central processing unit – mother board

6. عناصر تشکیل دهنده آنتولوژی • مفاهیم (Concept) • کلاس • نمونه • ویژگیها (Property) • PropertyObject • Data type Property • روابط (Relation)

8. تطبیق آنتولوژی‏ها (Ontology Matching) • اين فرآيند، دو يا چند آنتولوژي با موجوديتهاي مجزا را به عنوان ورودي مي‏گيرد و روابط ویا شباهتهای بين موجوديتها را مشخص مي‏كند. • ورودی‏ها كلاس، ويژگي، نمونه، قانون، مسند و... • روابط معادل بودن (=)، جامع‏تربودن ، خاص‏تر بودن ، عدم تطابق و همپوشانيمی باشد . • شباهت‏‏ها میزان شباهت بر اساس عددی در بازه [0,1]

9. فرايند تطبيق (Matching Process) • فرايند تطبيق به عنوان يك تابعfدر نظر گرفته مي شود كه بعنوان ورودي، دو آنتولوژي o ,o' ، يك مجموعه ازپیش بینی‏ها و منابع r را دریافت می‏کند و یک همترازی A بین o , o' را بر می‏گرداند. شكل زیر فرآيند تطبيق را نشان مي‏دهد :

10. شباهت یا تناظر ( Correspondence) • یک شباهت بین یک موجودیتe متعلق به آنتولوژی o و یک موجودیت e‘ متعلق به آنتولوژی o' یک 5تایی بصورت <id, e, e', R, conf> است که: • id : یک مشخصه منحصر به فرد از شباهت است. • e ,e' : موجودیتهایی از آنتولوژی‏های o, o' هستند . • :R یک رابطه (معادل بودن ، بزرگتر بودن ، عدم تطبیق ، همپوشانی) بین موجودیتهای e ,e' است. • Conf: یک معیار اطمینان بین موجودیت‏های e, e' است که معمولا در بازه [0, 1] می باشد.

11. همترازی ( Alignment ) • یک همترازی از آنتولوژی‏های o,o' ، یک مجموعه از شباهتها بین موجودیتهای موجود در o,o' می‏باشد. • با توجه به نوع ورودی و ابزار تطبیق دهنده ، همترازی‏ها بصورت : • مبتنی بر نام • مبتنی بر ساختار • مبتنی بر معنا

13. چالش‏های موجود در تطبیق آنتولوژی‏ها • ارزيابي آنتولوژی‏هایی با حجم بالا • راه حلهای مقیاس پذیری • پارتیشن بندی • كشف دانش پيش زمينه‏ای از بین رفته • مشخص كردن گزاره‏هاي از دست رفته به طور دستي به عنوان یک عمل پيش پردازش قبل از انجام تطبيق • استفاده مجدد از نتايج بدست آمده از تطبيق‏های قبلی • پرس وجو از وب • استفاده از آنتولوژي‏هاي سطح بالای موجود در حوزه کاربردی مورد نظر • عدم قطعيت در تطبيق آنتولوژي‏ها • کاهش عدم قطعیت با تکرار الگوریتم‏های تطبیق در مراحل مختلف • فرض‏هاي اوليه تقویت یا تضعیف می شوند.

14. چالشهای موجود در تطبیق آنتولوژیها • انتخاب تطبيق‏دهنده و خودپيكربندي • انتخاب تطبیق‏دهنده مناسب • تركيب تطبيق‏دهندگان • میزان‏سازی تطبیق دهنده‏ها • به دلیل پویایی محیط وب ، مشخصه‏های کاربردها بطور دائم در حال تغییر می‏باشند • نیاز به پیکربندی مجدد یک تطبیق دهنده در زمان اجرا • توصيف نتايج تطبيق • همترازيهايي ایجاد شده از ابزارهای تطبيق در بیشتر موارد براي كاربران انساني بصورت شهودی قابل درک نمی باشند.

15. ارزيابي تطبیق آنتولوژی‏ها • معیارهای مقبولیت • دقت (Precision) • با داشتن همترازی مرجع R ، دقت تعدادی از همترازی های A یک تابع بصورت P : A × A→ [0, 1] است که از رابطه زیر بدست می­ آید: • فراخوانی (Recall) • با داشتن همترازی مرجع R ، فراخوانی تعدادی از همترازی های A یک تابع بصورت R : A × A→ [0, 1] است که از رابطه زیر بدست می­آید : • معیار-f (Measure -F ) • با داشتن همترازی مرجع R ، دقت و فراخوانی، Measure -F تعدادی از همترازی های A از رابطه زیر بدست می­آید:

16. معیارهای کارایی • زمان • حافظه • معیارهای مرتبط با کاربر • نیازبه دانش فرد خبره برای ارزیابی نهایی همترازیهای ایجاد شده • دستی • نیمه خودکار • روش‏های خودکار • معیارهای مرتبط با کار • بررسی مناسب بودن روش انتخاب شده برای یک مورد کاربردی خاص

17. ارزيابي تطبیق دهندگان • افزایش تعداد روش‏های ارائه شده برای تطبیق آنتولوژی‏ها • نیاز به ایجاد یک توافق عام برای ارزیابی تطبیق دهندگان مختلف • ارزیابی روش‏های جدیدی پیشنهاد • سازمان آغازگر ارزیابی همترازسازی آنتولوژی ها (OAEI) • Ontology Alignment Evaluation Initiative

18. مهمترین اهداف OAEI • مشخص کردن نقاط قوت و ضعف سیستمهای تطبیق • مقایسه کارایی سیستم‏های موجود • افزایش ارتباط بین ایجاد کنندگان الگوریتم • بهبود تکنیکهای ارزیابی • بهبود عملکرد تطبیق/همترازسازی آنتولوژیها http://oaei.ontologymatching.org

19. معرفی تعدادی از ابزارهای تطبیق • DSSim • AROMA • SAMBO • Falcon-AO • Cupid • RIMOM • ASMOV • OLA • S-MATCH • LILY • Anchor-Prompt • Prior+ • …..

20. Accuracy of ASMOV vs. OAEI 2008 entrants

21. مراجع • [1] M. Davis, "Semantic Wave 2008 Report," July 2008. • [2] M. Ehrig, "Ontology Alignment: Bridging the Semantic Gap," springer, 2007. • [3] E. Rahm and P. Bernstein, "A survey of approaches to automatic schema matching," VLDB Journal, vol. 10, pp. 334–350, 2001. • [4] J. Euzenat and P. Shvaiko, "Ontology matching," Springer-Verlag, 2007. • [5] v. mascardi, a. locoro, and p. rosso, "automatic ontology matching via upper ontologies:a systematic evaluation," 2009. • [6] K. Kotis and M. Lanzenberger, "Ontology Matching: current status, dilemmas and future challenges " Conference on Complex, Intelligent and Software Intensive Systems (CISIS), 2008.

22. [7]W. Hu and Y. Qu, "Falcon-AO: A practical ontology matching system," vol. 6, pp. 237-239 September 2008. • [8]Y. R. Jean-Marya, E. P. Shironoshitaa, and M. R. Kabuka, "Ontology matching with semantic verification," Web Semantics: Science, Services and Agents on the World Wide Web vol. 7, pp. 235-251 September 2009. • [9]J. Li, J. Tang, Y. Li, and Q. Luo, "RiMOM: A Dynamic Multistrategy Ontology Alignment Framework," IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering, vol. 21, pp. 1218-1232, August 2009. • [10]M. H. S. a. M. Aono, "Anchor-Flood," Ontology Alignment Evaluation Initiative 2008. • [11]M. Nagy, M. Vargas-Vera, and E. Motta, "DSSim-ontology mapping with uncertainty " Ontology Alignment Evaluation Initiative 2008.