ГОСТ Р ИСО/МЭК 21838-1-2021

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Информационные технологии

ОНТОЛОГИИ ВЫСШЕГО УРОВНЯ (TLO)

Часть 1

Требования

Information technology. Top-level ontologies (TLO). Part 1. Requirements

ОКС 35.060, 01.040.35

Дата введения 2022-04-30

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Обществом с ограниченной ответственностью "Информационно-аналитический вычислительный центр" (ООО ИАВЦ) на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 022 "Информационные технологии"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 октября 2021 г. N 1287-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО/МЭК 21838-1:2021* "Информационные технологии. Онтологии высшего уровня (TLO). Часть 1. Требования" (ИСО/МЭК 21838-1:2021 "Information technology - Top-level ontologies (TLO) - Part 1: Requirements", IDT).

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

ИСО/МЭК 21838-1 разработан подкомитетом ПК 32 "Менеджмент данных и обмен данными" Совместного технического комитета СТК 1 "Информационные технологии" Международной организации по стандартизации (ИСО) и Международной электротехнической комиссии (МЭК).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

Дополнительные сноски в тексте стандарта, выделенные курсивом, приведены для пояснения текста оригинала

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6 Некоторые положения международного стандарта, указанного в пункте 4, могут являться объектом патентных прав. ИСО и МЭК не несут ответственности за идентификацию подобных патентных прав

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)

Введение

Настоящий стандарт был разработан для удовлетворения потребности многих заинтересованных сторон в основанных на онтологиях решениях проблемы семантической совместимости сетей информационных систем. Такая потребность возникает, в частности, у крупных организаций и объединений в таких областях, как биоинформатика, здравоохранение и обрабатывающая промышленность, а также у военных и государственных учреждений, где независимо созданные информационные системы должны обмениваться данными с сохранением их смысла.

Онтология - это, с одной стороны, предназначенный для использования человеком артефакт на основе терминов и отношений, выраженных с использованием естественного языка. С другой стороны, это артефакт, предназначенный для использования компьютерами. Для этого данные термины и отношения должны быть зафиксированы с использованием формализованного машинно-распознаваемого языка с четко определенной (обычно теоретико-модельной) семантикой. Для формализации онтологии было разработано несколько языков. В настоящем стандарте присутствуют ссылки на Общую логику (CL) и Web Ontology Language (OWL), в частности OWL 2 с прямой семантикой.

_______________

Далее по тексту используется сокращение CL.

Далее по тексту используется сокращение OWL.

Онтология может содействовать обеспечению смыслового обмена, поскольку ее термины связаны с формальными определениями значений, представленными таким образом, чтобы их можно было обрабатывать вычислительными средствами. При совместном использовании определенной онтологии организации-участники получают возможность обмениваться данными с сохранением их смысла, если такие данные можно увязать с соответствующими общими терминами онтологии.

У CL и OWL 2 разные цели. CL - это логическая структура с выраженными признаками языка логики первого порядка (FOL), объединяющая все варианты применения семантической паутины. Для целей настоящего стандарта требуется формализация языка с выразительностью FOL, поскольку более слабая выразительность не позволила бы онтологии формально охватить импликации аксиом в таких областях, как мереология, теории локации и изменений.

_______________

Далее по тексту используется сокращение FOL.

Формализация с использованием языка OWL 2 необходима, даже если этот язык менее выразителен, чем CL. Причина - в его разрешимости, то есть в возможности эффективно использоваться компьютерными системами для логических рассуждений и обеспечения качества онтологии.

В тех случаях, когда разнородные массивы данных подлежат передаче или обработке, иногда используют подходы, предусматривающие создание набора онтологии с различением уровней и одной общей онтологией на верхнем уровне, которая управляет одним или несколькими конкретными модулями онтологии на более низких уровнях (примеры см. в приложении A). Настоящий стандарт отвечает задачам тех сообществ, которые реализуют подобные многоуровневые подходы. В частности, его задача - определить требования к онтологии высшего уровня с точки зрения тех, кто формирует либо модифицирует онтологии или другие унаследованные системы на более низких уровнях, таким образом, чтобы обеспечить семантическую совместимость между ними.

Чтобы соответствовать определенной цели, онтология высшего уровня (TLO) должна иметь соответствующий контент, который хорошо задокументирован и доступен в машиночитаемых формах для поддержки логических вычислений. Настоящий стандарт определяет такие требования с точки зрения охвата, документирования и представления.

     1 Область применения

Настоящий стандарт определяет необходимые характеристики не связанной с конкретной предметной областью онтологии высшего уровня, которая может использоваться в тандеме с онтологиями предметных областей на более низких уровнях для поддержки обмена данными, их извлечения, обнаружения, интеграции и анализа.

Если онтология должна обеспечивать полный охват с целью взаимодействия онтологии предметных областей, поддерживая тем самым разработку и использование специально созданных наборов онтологии, она должна удовлетворять определенным требованиям. Настоящий стандарт определяет такие требования. Настоящий стандарт также решает множество других задач, связанных с достижением семантической совместимости, например в отношении устаревших онтологии, разработанных с использованием разнородных категорий более высокого уровня, где согласованная онтология высшего уровня может определить цель для внесения согласованных изменений.

Настоящий стандарт определяет характеристики, которыми должна обладать онтология, чтобы обеспечить обмен, извлечение, интеграцию и анализ данных компьютерными системами.

В область применения настоящего стандарта входят следующие вопросы:

- определение требований, которым должна соответствовать централизованная онтология высшего уровня;

- определение отношений между онтологией высшего уровня и онтологиями предметных областей;

- уточнение роли, которую играют термины в онтологии высшего уровня при формулировании определений и аксиом в онтологиях более низких уровней.

Нижеследующее выходит за рамки настоящего стандарта:

- спецификация языков онтологии, в том числе языков OWL 2 и CL, используемых при разработке онтологии со стандартной теоретико-модельной семантикой;

- определение методов обоснования с помощью онтологии;

- определение трансляторов нотаций онтологии, разработанных на разных языках описания онтологии;

- определение правил, регулирующих использование интернационализированных идентификаторов ресурсов (IRI) в качестве постоянных идентификаторов для терминов онтологии;

- определение принципов сопровождения и контроля версий онтологии;

- определение правил использования онтологии для маркировки или аннотирования данных.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты [для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения к нему)]:

ISO/IEC 24707, Information technology - Common Logic (CL) - A framework for a family of logic-based languages (Информационные технологии. Общая логика (CL). Структура семейства языков, основанных на логике)

WORLD WIDE CONSORTIUM W3C Recommendation - OWL 2 Web Ontology Language Document Overview (second Edition) (Рекомендации W3C. OWL 2. Язык веб-онтологий. Общий обзор документа (издание второе)), https://www.w3.org/TR/2012/REC-owl2-overview-20121211/

WORLD WIDE WEB CONSORTIUM W3C Recommendation - OWL 2 Web Ontology Language Direct Semantics (Рекомендации W3C. OWL 2. Прямая семантика языка веб-онтологий), https://www.w3.org/TR/owl2-direct-semantics/

WORLD WIDE WEB CONSORTIUM W3C Recommendation - OWL 2 Web Ontology Language Structural Specification and Functional-Style Syntax (Second Edition) (Рекомендации W3C. OWL 2. Спецификация структуры языка веб-онтологий и функционально-стилевой синтаксис (издание второе)), http://www.w3.org/TR/2012/REC-owl2-syntax-20121211/

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

ИСО и МЭК ведут терминологические базы данных для их использования в стандартизации по следующим адресам:

- IEC Electropedia: доступна по адресу http://www.electropedia.org/;

- платформа просмотра ISO Online: доступна по адресу https://www.iso.org/obp.

Примечание - Следующие термины с соответствующими определениями не предназначены для замены существующих технических глоссариев, используемых при разработке и сопровождении онтологии, например, W3C. Чтобы уменьшить вероятность путаницы, рекомендуемые W3C варианты использования выражений выделены прописными буквами.

3.1 объект сущности (entity object): Объект, подлежащий восприятию или осмыслению [20].

Примечание - Термины "сущность" и "объект" являются универсальными и аналогичны понятию "нечто". В глоссариях обычно используется понятие "объект". В онтологиях обычно используются понятия "сущность" и "вещь". См. В.3.3.

3.2 класс (class): Общая сущность (3.1).

Примечание - В некоторых онтологических сообществах все общие сущности называются классами. В других онтологических сообществах различают классы как расширения общих сущностей (например, как наборы экземпляров) и сами общие сущности, иногда называемые "типами", "видами" или "универсумами". Выражение "класс или тип" используется в настоящем стандарте для указания на нейтральность в отношении этих разных понятий.

3.3 партикулярия (particular): Отдельная сущность (3.1).

Примечание - В отличие от классов или типов партикулярии не являются примерами или экземплярами последующих сущностей.

3.4 отношение (relation): Способ, которым связаны сущности (3.1).

Примечания

1 Между партикуляриями могут существовать отношения (эта лапа является частью этого льва); отношения также могут возникать между классами или типами (млекопитающее - это подкласс живых организмов), либо между частностями и классами или типами (данный лев является представителем млекопитающих). С некоторых точек зрения идентичность трактуется как отношение, связывающее сущность с самой собой.

2 Данные о различии между "отношением" и "выражением отношения" приведены в 3.6, примечание 1.

3 "Отношение" - это первичный термин (см. 4.1.1, примечание 1).

3.5 выражение (expression): Слово или группа слов либо соответствующие символы, которые могут использоваться в утверждении.