Este documento presenta los fundamentos teóricos de las ontologías. Explica brevemente la historia de la ontología desde Aristóteles hasta autores modernos como Husserl. Define una ontología como una especificación formal explícita de una conceptualización compartida y discute formas de representar ontologías usando lógica de predicados, lógica descriptiva, UML y entidad-relación. También cubre categorías ontológicas, principios de diseño y el compromiso entre reusabilidad y usabilidad.

1. Fundamentos Teóricos de OntologíasRafael GonzálezUniversidad Javeriana

2. Historia de la OntologíaEsencia (ser) vs. existencia (estar)Aristóteles: modos de ser (sustancia, cantidad, cualidad, relación, lugar, tiempo, situación, posesión, acción, pasión)Edad Media (universales): realismo vs. Nominalismo (simbolismo)Edad Moderna (Kant)La esencia no solo depende de la cosa en sí, sino del observadorCategorías: cantidad (unidad, pluralidad, totalidad), cualidad (realidad, negación, limitación), relación (inherencia, causalidad, comunidad), modalidad (posibilidad, existencia, necesidad)

3. Historia de la Ontología (2)William James – La verdad es lo que cada cual considera benéficoHusserl – ontología formal (axiomática)Ingeniería ontológica – conjunto de actividades relacionadas con el proceso de desarrollo, ciclo de vida, metodologías, herramientas y lenguajes para construir ontologías.

4. Definición de ontología (1)An ontology defines the basic terms and relations comprising the vocabulary of a topic area as well as the rules for combining terms and relations to define extensions to the vocabulary.An ontology is an explicit specification of a conceptualization.Ontologies are defined as a formal specification of a shared conceptualization.

5. Definición de ontología (2)An ontology is a formal, explicit specification of a shared conceptualization. Conceptualization refers to an abstract model of some phenomenon in the world by having identified the relevant concepts of that phenomenon. explicit means that the type of concepts used, and the constraints on their use are explicitly defined. Formal refers to the fact that the ontology should be machine-readable. Shared reflects the notion that an ontology captures consensual knowledge, that is, it is not private of some individual, but accepted by a group.

6. Formalidad de una ontologíaAltamente informales: lenguaje naturalSemi-informales: lenguaje natural restringido y estructuradoSemi-formales: Lenguaje artificial y formalmente definidoRigurosamente formales: semántica formal con teoremas y pruebas

7. Ej. De ontología semi-informal

8. Ej. de ontología semi-formal

9. Ontología con lógica de predicadosClases – conceptos (representados en taxonomías jerárquicas)Relaciones – tipo de asociación entre conceptos (binarias o n-arias)Funciones – clase especial de relación en que el último elemento es único para todo el resto del conjuntoAxiomas formales – modelan sentencias verdaderas (para verificar consistencia)Instancias – Representan elementos individuales

10. Ej. De ontología con lógica de predicados en Ontolingua(define-classTravel (?travel) "A journey from place to place":axiom-def (and (Superclass-Of Travel Flight) (Template-Facet-ValueCardinalityarrivalDateTravel 1) (Template-Facet-ValueCardinalitydepartureDateTravel 1) (Template-Facet-ValueMaximum-CardinalitysingleFareTravel 1))ClaseAxiomaRelación

11. Ontología con lógica descriptivaTBox– Representación terminológicaConceptos – clases de objetosRoles – relaciones binarias entre conceptosA-Box – Representación asercionalIndividuales – instancias de clase

12. Ej. De ontología con lógica descriptiva en LOOM(defconceptTravel "A journey from place to place":is-primitive (:and (:all arrivalDate Date)(:exactly 1 arrivalDate) (:all departureDate Date)(:exactly 1 departureDate) (:allcompanyNameString) (:all singleFare Number)(:at-most singleFare 1)))(defconcept Flight "A journeybyplane":is (:andTravel (:all flightNumber Number)(:exactly 1 flightNumber) (:filled-bytransportMeans "plane")))

13. Ontología con UMLTaxonomía conceptual a través de diagramas de clase (con relaciones de herencia)Relaciones binarias a través de asociacionesAxiomas formales – En desarrollo

14. Ej. De ontología con UML

15. Ontología con Entidad-RelaciónClases como entidades E-RAtributos como atributos E-RRelaciones (ad hoc) como relaciones E-RAxiomas formales como restricciones (reglas) de integridadInstancias a través de SQL INSERT

16. Ej. De ontología con E-R

17. Categorías ontológicas (1)

18. Categorías ontológicas (2)

19. Categorías ontológicas (3)

20. Reusabilidad vs. usabilidad

21. Compromisos (commitments)

22. Principios de diseño (1)Claridad – comunicación efectiva, completa, objetiva y formalReducción de dependencia con codificación Extensibilidad – capacidad de añadir nuevos términos sin revisar los existentesCoherencia – inferencias consistentes con definicionesReducción de compromisos (commitments) – usar la base teórica más simple posible

23. Principios de diseño (2)Representación de conocimiento disjunto y exhaustivo – definición completa de instancias Minimizar distancia sintáctica entre conceptos hermanos – basarlos en las mismas primitivasEstandarización de nombres – convenciones nominales

24. ReferenciaGOMEZ-PEREZ, A.; CORCHO, O. & FERNANDEZ-LOPEZ, Mariano. Ontological Engineering: with examples from the areas of Knowledge Management, e-Commerce and the Semantic Web. Springer, 2004