Ontoloji

Anlambilimsel örün’nün en temel bileşeni olan ontoloji, kavramlar arasındaki ilişkileri formal olarak içeren bir dokümandır. Sözlük anlamı “varlık bilimi” olarak tanımlanan ontolojilerin bilgisayar biliminde en çok kabul gören tanımı ise “kavramsallaştırmanın biçimsel ve açıkça belirtilmesi”dir [87]. Burada kavramsallaştırma ile ifade edilen; belirli bir ilgi alanında, ilgi alanına ait soyut model oluşturma anlamına gelmektedir. Daha formal bir tanımla ontoloji; belli bir ilgi alanı ve ilişkilerine ait terimlerin açık formal tanımlamalarıdır. Bu tanım, kavram ve kavram ilişkilerinin makine-yorumlanabilir formda oluşturulması olarak da açıklanabilir [88].

Makine-yorumlanabilir ifadesi, özellikle ontolojilerin örün-tabanlı sistemler için genel bir yaklaşım olarak ortaya çıkmasıyla yaygınlaşmış bir tanımlamadır. Bu anlamda hem ontolojilerin oluşturulması hem de bilgisayarların anlayabileceği biçimde ifade edilebilmesi, bu sayede makinelerin de bilgiyi paylaşması ve sorgulayabilmesi için ontoloji dilleri geliştirilmiştir. Örün dünyasının etkin ismi olan W3C konsorsiyumunun geliştirdiği ontoloji dilleri sırasıyla Daml, Daml+Oml, Rdf, Owl (Daml+Oil) olarak sıralanmaktadır [88]. Bu diller, anlambilimsel örün

uygulamalarında, bilgi gösterimi için kullanılan özel dillerdir. Bu dilleri referans alarak ve ontoloji tabanlı bilgi modelleme yöntemlerini kullanan ontoloji araçları geliştirilmiştir. OntoEdit, Protégé 2000, Hozo adlı ontoloji geliştirme editörleri bu alanda geliştirilen bilgi modelleme projelerinden bazılarıdır [89]. Bu projelerden Standford Üniversitesi’nde geliştirilen Protègè projesi, eğitsel bilgi modellemede sıkça kullanılan bir ontoloji geliştirme editörüdür.

Ontoloji tabanlı bilgi modelleme yaklaşımının iki bileşeni mevcuttur. Bunlar “Görev Ontolojisi” ve “İlgi Alanı Ontolojisi”dir. Görev ontolojisi; bilgi-tabanlı sistemlerin problem çözme mimarisinin belirlenmesinde kullanılır. Mizoguchi (1995) tarafından geliştirilen bir ontolojidir [90]. İlgi Alanı ontolojisi ise, ilgi alanı bilgisinin belirlenmesinde kullanılır. Genellikle, ontoloji tabanlı e-öğrenme sistemlerinde kullanılan bilgi modelleme yaklaşımıdır [88]. İlgi alanı ontolojisini kullanan sistemlerde, ilgi alanı modelini oluşturan kavramlar ve kavramlar arası ilişkiler; • sistemin bilgi yapısının, kişiler ve yazılımsal ajanlar tarafından paylaşılabilmesini sağlamak,

• sistemin ilgi alanına ait bilgi elemanlarının yeniden kullanılabilirliğini sağlamak,

• ilgi alanına ait yüklenmelere açıklık getirmek,

• ilgi alanı bilgisi ile işlemsel bilgiyi ayırt etmeyi sağlamak,

• ilgi alanı bilgisini analiz etmek,

• sistemin başka sistemlerle birlikte çalışabilirliğini desteklemek amacıyla

ortak bir sözlüğe bağlı kalınarak tanımlanmaktadır [88]. Bu bilgi modelleme yaklaşımı sayesinde ilgi alanı bağımsız, genel bir kavramsallaştırma yapısına sahip, belli ölçüde standardizasyonu sağlanmış ve model-tabanlı bir bilgi gösterim yaklaşımı kullanılması sebebiyle zeki özellikleri belirginleşmiş bir öğretim sistemi tasarımı gerçekleştirilebilmektedir.

Bir sistem için ontoloji geliştirmek, bilgi-tabanlı sistem geliştirmekten daha zordur. Bu bağlamda, ontolojinin sistem içindeki kullanım düzeyi önem kazanmaktadır. Mizoguchi (2004), ontoloji mühendisliği hakkındaki öğretisinde, ontoloji yapı bloğu oluşturma yöntem biliminin üç katmanlı yönlendirici bileşiminden oluştuğunu belirtmektedir [89]. Bu katmanlar kısaca aşağıda açıklanmaktadır.

Üst katman, en basit ontoloji yapı bloğu oluşturma düzeyidir. Geleneksel program geliştirme sürecindeki yapı bloklarını tanımlamaktır. Buradaki yapısal ontoloji bir bilgisayar programı türüdür. Orta katman, sistemin ana işlem adımlarının ayrıntılandırılması için, genel kısıtlayıcıların ve yönlendirici bilgilerin sıralanmasıdır. Alt katman ise, sistemdeki sınıfların belirlenmesi sürecini de kapsayan en ayrıntılı yönlendirmenin yer aldığı katmandır. Yazarın ifadesine göre, var olan ontoloji- tabanlı sistemlerin bir çoğu üst ve orta düzey ontoloji yapı bloğu oluşturma yöntembilimlerini kullanmaktadır. Buna karşılık, iyi bir ontoloji oluşturmanın yolunun orta ve alt düzeyde ontoloji geliştirmeden geçtiğini belirtmektedir. Mizoguchi (2004), orta ve alt düzeyde ontoloji oluşturmanın adımlarını sıralamaktadır [89].

Orta düzey ontoloji geliştirmek için; terimlerin yerini kavramlar almalıdır. Genel çerçeveden bakıldığında hedef ilgi alanını temsil eden ontoloji, o alanın terminolojik problemlerinden uzak olmalıdır. İlgi alanı terminolojisi, ilgi alanının temel kavramsal yapısından ayrılmalıdır. Ontoloji yapı bloğu oluşturma yöntembilimi içindeki üç düzeyde uygun dönemlerde sistem geliştirmede kullanılmalıdır. Bir kavram ele alındığında; kavramın temel bileşenleri ve kavramın öz nitelikleri “Part-Of” ilişkisiyle ve terim tanımlamaları “Is-a” ilişkileriyle ayrıntılandırılmalı, aksiyomların (belitlerin) yazımına tüm ilişki tanımlamalarından sonra geçilmelidir. Bir ilgi alanına ait tüm kavramlar ontoloji geliştirmede tüm ayrıntılarıyla ele alınmamalı, temel kavramlar belirlenebilmelidir. İlgi alanındaki her terim ontolojideki bir kavrama karşılık gelmelidir. Buna karşılık, geliştirilen ontolojinin bir sözlük olmadığı fakat iyi yapılandırılmış bir kavramsal yapı olduğu unutulmamalıdır.

Alt düzey ontoloji geliştirmek için ise; her kavramın ve somutlaşan örneğinin temel özellikleri belirlenmelidir. Bu tanımlama informal olabilir. İlgi alanındaki temel kavramlar ve rol kavramları iyi belirlenmeli ve kavramlar arası ilişkiler netleştirilmelidir. Mümkün olduğunca, bağlam-bağımsız ontoloji geliştirilmeye çalışılmalıdır.

Bu tez çalışmasında önerilen sistemin bileşenlerini temsil eden ontolojiler yukarıda açıklanan ontoloji geliştirme kriterlerine uygun olarak tasarlanmıştır. Açıklamalar çerçevesinde bakıldığında geliştirilen ilgi alanı ontolojisi alt düzey bir ilgi alanı ontolojisidir. Kullanıcı ontolojisi ise orta düzey bir ontolojidir.