هستی شناسی یا آنتولوژی( Ontology ) در علوم کامپیوتر

در علوم کامپیوتر Ontology در واقع یک مدل داده است که دانش را به عنوان مجموعه ای از مفاهیم در یک حوزه نمایش می دهد،  و ارتباطات بین این مفاهیم را معرفی می کند .وقتی یک آنتولوژی را توصیف می کنیم غالباً در رابطه با یک حوزه (Domain) مشخص صحبت میکنیم. درک و ساختن آنتولوژی برای کل جهان هستی کاری بی‌معنی و بی پایان است.
نظر به تعریف فیلسوفانه، آنتولوژی در واقع عبارت از یک تعریف و نامگذاری معین و  رسمی است از نوع و ویژگی های یک موجودیت که در یک حوزه وجود دارد. بنابراین این توضیح به کاربرد عملی آنتولوژی با تعریف  فلسفی البته با توجه به دسته بندی یا کلاس بندی کردن موجودیت ها اشاره می کند .

اینجا یک آنتولوژی یعنی توضیح چیزهایی که در یک حوزه مشخص وجود دارد، برخلاف توضیحات فلاسفه  محققان اساساً علاقه مند به بحث کردن در رابطه با این که این موجودیت ها یا مفاهیم اجزا اساسی یا ذاتی یک سیستم هستند ندارند. آنها همچنین در رابطه با این که این مفاهیم واقعی و فیزیکی یا غیر واقعی و غیر مادی هستند  نیز صحبتی ندارند. بلکه هدف در  توضیح ساختار زیربنایی است که بر اشیا و گروه ها تاثیر می‌گذارد. بنابراین محققان در این رابطه بیشتر متمرکز بر نامگذاری اجزا و فرآیندها و دسته بندی کردن مفاهیم مشابه در دسته بندی های مربوطه می باشند.

مانند: اگر یک کلاس درس(سیستم) را در نظر بگیریم، در ان یک معلم ، یک هدف (بخشی از اجزای سیستم ) و تدریس کردن (فرایند سیستم) وجود دارد.
 
ساختار اساسی یک آنتولوژی
دو ساختار اساسی که در دنیای آنتولوژی ها مطرح هستند RDF و OWL  می باشد. بر طبق این استاندارد ها یک آنتولوژی از کلاس ها و روابط تشکیل شده است
اجزای اصلی یک آنتولوژی

چهار جز اصلی یک آنتولوژی عبارت اند از:

  مفاهیم
 روابط
 اعضا
 اصل ها یا قاعده ها

مفاهیم :

یک مفهوم مجموعه‌ یا کلاسی از  موجودیتها یا چیزهایی که درون یک حوزه وجود دارد می باشد. برای مثال “قانون عرفی” می تواند به عنوان یک مفهوم در حوزه حقوق  و قانون محسوب شود .دو نوع مفهوم داریم:
مفاهیم اولیه :اینها مفاهیمی هستند که فقط شرایط لازم را ( بر مبنای ویژگی‌هایشان)  برای عضویت در آن کلاس دارا هستند. به عنوان مثال برای آنکه یک پزشک بتواند جراحی کند لازم است که مدرک یا گواهی طبابت را داشته باشد .
مفاهیم تعریف شده: این ها مفاهیمی هستند که توصیف کافی و لازم را برای آنکه چیزی عضوی از آن کلاس باشد دارند.برای مثال برای آنکه یک پزشک بتواند جراحی کند باید هم گواهی طبابت و هم مدرک جراحی عمومی داشته باشد(یعنی مدرک دیگری لازم نیست و همین دو، شرایط لازم و کافی را تامین می کند).

ارتباطات :

ارتباطات در واقع به بیان  تعاملات بین مفاهیم و یا معین کردن ویژگی های یک مفهوم می پردازد .دو نوع از ارتباطات داریم :
طبقه بندی (Taxonomy) – قرار دادن یا سازماندهی کردن مفاهیم در یک ساختار سلسله مراتبی برمبنای ابر کلاس و زیر کلاس
پیوندی (Associative) – ارتباطاتی که مفاهیم تعریف شده در ساختار درختی انتولوژی را به یکدیگر مرتبط می‌کند
اعضا:
اعضا همان چیزهایی هستند که توسط یک مفهوم معرفی می شوند. مثلاً در یک سیستم کلاس درسی ،  آقای دکتر احسانی عضوی از مفهوم معلم است. یک Ontology هیچ عضوی ندارد. در واقع یک Ontology صرفاً عبارت است از  طراحی یک مفهوم سازی یا تصویرسازی از یک حوزه .ترکیب Ontology با اعضا چیزی است که به آن پایگاه دانش می گوییم.
اصل ها یا قاعده ها
قاعده ها برای مقید کردن مقادیر برای کلاس ها یا اعضا مورد استفاده قرار می گیرد. مثلاً می‌توان گفت سن یک انسان باید بیشتر از 0 و کمتر از ۱۲۰ باشد

چگونه از یک آنتولوژی استفاده کنیم ؟

یک آنتولوژی می تواند توسط کاربران مورد پرس و جو (کوئری گرفتن) قرار گیرد تا به پرسش های پیچیده پاسخ دهد و ارتباطات موجود در در آن حوزه را نمایش دهد. توسط آنتولوژی می‌توانیم برای تعریف روابط واقعی و جاری که بین افراد یا موجودیت های مختلف برقرار است استفاده کنیم. بگذارید این موضوع را با یک مثال روشن تر کنیم:
Peter- عضوی از کلاسPerson
Microsoft-عضوی از کلاس Organization
یک آنتولوژی می تواند ارتباطات بین این دو را بگیرد و بر مبنای این مثال می‌توانیم ویژگی ای تحت عنوان “Has employer” داشته باشیم .که آن را به این صورت می خوانیم:
“Peter has employer Microsoft”
همانطور که در بالا توضیح داده شد ترکیب کلاس ها و ارتباطات تحت عنوان “سه گانه ها” شناخته می شود .یک سه‌گانه از از موضوع (Subject)، گزاره (Predicate) و هدف (Object) تشکیل شده است.
این مفاهیم هسته اساسی آنتولوژی ها را تشکیل می دهد .با استفاده از این سه گانه ها می توان ترکیبات مختلفی از آنها را به روش‌های گوناگونی ایجاد کنیم تا یک جلوه یا تصویر کاملی از از دنیای واقع توسط یک آنتولوژی نمایش دهیم.هرچقدر تعداد سه گانه های ما در یک آنتولوژی بیشتر باشد آنتولوژی جامع تر و غنی تر می گردد

حوزه های کاربردی برای آنتولوژی ها

هوش مصنوعی
وب معنایی
مهندسی سیستم ها- این حوزه در رابطه با مدیریت مهندسی و عمدتاً متمرکز بر چگونگی طراحی سیستم های پیچیده با توجه به چرخه زمانی آنها می باشد
مهندسی نرم افزار
سیستم های انفورماتیک پزشکی
علم کتابداری – حوزه ای که در رابطه با مجموعه اقدامات، ابزارها و روش‌های مرتبط با کتابداری می باشد
معماری اطلاعات