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Vorlesungen

Wintersemester 2005/06

Methoden und Prinzipien der Logik

Inhalt:

In der Vorlesung werden Methoden und Prinzipien der Logik in vertiefter Form behandelt. Dies umfasst die folgenden Themen:

  • Übersicht über die Prädikatenlogik
  • Stufen der Wissensverarbeitung
  • Grundbegriffe der Modelltheorie
  • Metatheorie formaler Theorien
  • Definierbarkeit und Interpretierbarkeit
  • Entscheidbare Theorien und Klassifikationsproblem
  • Grundbegriffe der Deduktionssysteme
Materialien:

Formale Ontologie für Informationssysteme

Teilnehmerkreis:

Studentinnen und Studenten mit Haupt- oder Nebenfach Informatik. Die Vorlesung ist den Schwerpunkten Theoretische und Medizinische Informatik zugeordnet, richtet sich aber auch an interessierte Studierende im Hauptstudium anderer Fachrichtungen.

Inhalt:

Die Forschung auf dem Gebiet der Ontologie gewinnt zunehmend an Bedeutung für die Wissensmodellierung und für die semantische Fundierung der Wissensrepräsentation. Diese Vorlesung beschäftigt sich mit den Grundlagen des Gebietes "Formale Ontologie" und vertieft ausgewählte ontologische Basiskategorien sowie deren fortgeschrittene Anwendungen.

In der Vorlesung werden u.a. folgende Themen behandelt:

  • Grundlagen der Formalen Ontologie
    • Was ist Ontologie
    • Formale und Axiomatische Ontologie
    • Formale Ontologien für Informationssysteme
    • Abstraktionsebenen von Ontologien
    • Ontologische Basiskategorien
  • Formalisierte Wissenssysteme
    • Logische Grundlagen
    • Wissensaquisition und Wissensmodellierung
    • Modellierungssprachen
  • Ontologische Kategorien und Fragestellungen
    • Mereologie
    • Ontologie der Zeit
    • Mereotopologie und Ontologie des Raumes
    • Metaklassifikation der Universalien
    • Ontologie der Relationen
    • Vagheit und Unschärfe
    • Prozessontologie
  • Anwendungen
    • Ontologische Fundierung von UML
    • Ontologische Fundierung medizinischer Terminologien

Sommersemester 2004 & 2005

Formale Ontologie und Informationssysteme II

Inhalt:

Die Forschung auf dem Gebiet der Ontologie gewinnt zunehmend an Bedeutung für die Wissensmodellierung und für die semantische Fundierung der Wissensrepräsentation. Diese Vorlesung ist die Fortsetzung der Vorlesung Formale Ontologie für Informationssysteme Teil I. Der Teil II beschäftigt sich mit der Vertiefung der ontologischen Basiskategorien und deren fortgeschrittenen Anwendungen.
In der Vorlesung werden folgende Themen behandelt:

  • Mereologie
  • Ontologie der Zeit
  • Mereotopologie und Ontologie des Raumes
  • Metaklassifikation der Universalien
  • Ontologie der Relationen
  • Vagheit und Unschärfe
  • Prozessontologie
  • Ontologische Fundierung von UML
  • Ontologische Fundierung von UMLS
  • Ontologische Fundierung medizinischer Terminologien
  • Erweiterungssysteme (medizinische und klinische Ontologien)

Material zur General Formal Ontology

Wintersemester 2003/2004 & 2004/2005

Formale Ontologie und Informationssysteme I

Inhalt:
  • Einführung in die Künstliche Intelligenz
  • Prinzipien der Wissensverarbeitung
    • Allgemeine Übersicht
    • Axiomatisch-deduktive Methode
    • Beispiel aus der Geometrie
    • Beispiel aus der Medizin
  • Grundlagen der Formalen Ontologie
    • Was ist Ontologie
    • Formale und Axiomatische Ontologie
    • Formale Ontologien für Informationssysteme
    • Abstraktionsebenen von Ontologien
    • Ontologische Basiskategorien
  • Logische Grundlagen
    • Folgern und Ableiten
    • Nichtmonotones Schließen
    • Deduktive Datenbanken
  • Formalisierte Wissenssysteme
  • Wissensaquisition und Wissensmodellierung
  • Modellierungssprachen
  • Klassifizierungssysteme in der Medizin

Sommersemester 2003

Formale Ontologie und Informationssysteme II

Inhalt:

Die Forschung auf dem Gebiet der Ontologie gewinnt zunehmend an Bedeutung für die Wissensmodellierung und für die semantische Fundierung der Wissensrepräsentation. Diese Vorlesung ist die Fortsetzung der Vorlesung Formale Ontologie für Informationssysteme Teil I. Der Teil II beschäftigt sich mit der Vertiefung der ontologischen Basiskategorien und deren fortgeschrittenen Anwendungen.

In der Vorlesung werden folgende Themen behandelt:

  • Mereologie
  • Ontologie der Zeit
  • Mereotopologie und Ontologie des Raumes
  • Metaklassifikation der Universalien
  • Ontologie der Relationen
  • Vagheit und Unschärfe
  • Prozessontologie
  • Ontologische Fundierung von UML
  • Ontologische Fundierung von UMLS
  • Ontologische Fundierung medizinischer Terminologien
  • Erweiterungssysteme von GOL (GOL-Med, GOL-Clin, etc.)

Wintersemester 2002/2003

Formale Ontologie und Informationssysteme I

Inhalt:
  • Einführung in die Künstliche Intelligenz
  • Prinzipien der Wissensverarbeitung
    • Allgemeine Übersicht
    • Axiomatisch-deduktive Methode
    • Beispiel aus der Geometrie
    • Beispiel aus der Medizin
  • Grundlagen der Formalen Ontologie
    • Was ist Ontologie
    • Formale und Axiomatische Ontologie
    • Formale Ontologien für Informationssysteme
    • Abstraktionsebenen von Ontologien
    • Ontologische Basiskategorien
  • Logische Grundlagen
    • Folgern und Ableiten
    • Nichtmonotones Schließen
    • Deduktive Datenbanken
  • Formalisierte Wissenssysteme
  • Wissensaquisition und Wissensmodellierung
  • Modellierungssprachen
  • Klassifizierungssysteme in der Medizin

Sommersemester 2002

Formale Ontologien und Informationssysteme I

Ziel:

In der Vorlesung sollen die Grundlagen der Ontologie vermittelt sowie deren Verwendung für die semantische Fundierung von Informationssystemen herausgearbeitet werden.

Inhalt:

Die Forschung auf dem Gebiet der Ontologie gewinnt zunehmend an Bedeutung für die Wissensmodellierung und für die semantische Fundierung der Wissensrepraesentation. In der Vorlesung wurden folgende Themen behandelt:

  • Einführung in die Künstliche Intelligenz
  • Stufen der Wissensverarbeitung
    • Übersicht
      Phase 1: Identifikation eines Problembereichs und Erhebung des Wissens (informal)
      Phase 2: Konzeptualisierung
      Phase 3: Axiomatisierung und Formalisierung
      Phase 4: Implementation
    • Beispiel aus der Geometrie / A priori Wissen / Beispiel: Dialog Menon von Platon
    • Beispiel aus der Medizin / Erfahrungswissen / Schnupfen-Domäne
    • ER-Modellierung
  • Grundlagen der formalen Ontologie
    • Was ist eine Ontologie?
    • Formale und axiomatische Ontologie (die axiomatisch-deduktive Methode)
    • Formale Ontologie und Informationssysteme
    • Abstraktionsebenen der Ontologie (Top-Level Ontologie, Generische Ontologie, Domaenen-Ontologie)
    • Ontologische Basiskategorien
      a) Mengen und Urelemente
      b) Individuen und Universalien
      c) Individuen = Substanzen, Momente, Sitoide, Topoide, Chronoide, Prozesse
    • Anwendungsbeispiele
  • Logische Grundlagen
    • Folgern und Ableiten
    • Nichtmonotones Schliessen
    • Deduktive Datenbanken
  • Wissensakquisition und Wissensmodellierung
  • Formalisierte Wissenssysteme (Konsistenz, Axiomatisierbarkeit, Entscheidbarkeit, Definierbarkeit, Interpretierbarkeit)
  • Modellierungssprachen (KIF, CyCL, GOL)
  • Klassifizierungssysteme der Medizin / Galen

Wintersemester 2001/2002

Formale Ontologien in Informationssystemen

Ziel:

In dieser Vorlesung sollen die Grundlagen für die Entwicklung formaler Ontologien vermittelt sowie deren Verwendung für die semantische Fundierung von Informationssystemen herausgearbeitet werden.

Inhalt:

Die Forschung auf dem Gebiet der Ontologie gewinnt zunehmend an Bedeutung für die Wissensmodellierung und für die semantische Fundierung der Wissensrepraesentation. In der Vorlesung werden folgende Themen behandelt:

  • Grundbegriffe der Ontologie
  • Grundlagen der konzeptuelle Wissensmodellierung
  • Objekt-orientierte Datenbasen
  • Deduktionsregeln
  • Positive Wissenssysteme
  • Deduktive Wissenssysteme
  • Modellierungssprachen (KIF, CycL, DL, GOL)
  • Klassifzierungssysteme in der Medizin (Galen, UMLS)

Sommersemester 2001

Ontologiebasierte Wissenssysteme

Ziel:

In der Vorlesung sollen die Grundlagen der Ontologie vermittelt sowie deren Verwendung für die semantische Fundierung von Informationssystemen herausgearbeitet werden.

Inhalt:

Die Inhalte der Vorlesung im Sommersemester 2001 entsprechen der Vorlesung aus dem Sommersemester 2002.

Wintersemester 2000/2001

Medizinische Begriffs- und Dokumentationssysteme

Ziel:

In der Vorlesung "Medizinische Begriffs- und Dokumentationssysteme" sollen die Grundlagen der Medizinischen Dokumentation vermittelt sowie der Aufbau und die Verwendung medizinischer Begriffs- und Dokumentationssysteme behandelt werden.

Inhalt:

Ausgewählte Vorlesungsthemen:

  • Medizinische Terminologie
  • Medizinische Nomenklaturen / Medizinische Klassifikationssysteme Teil I
  • Medizinische Klassifikationssysteme Teil II
  • UMLS Teil I
  • UMLS Teil II
  • GALEN

Seminare

Wintersemester 2005/06

Prinzipien des Ontological Engineering

Einordnung: Begleitendes Fachseminar
Teilnehmerkreis:

Studentinnen und Studenten mit Haupt- oder Nebenfach Informatik. Das Seminar ist den Schwerpunkten Angewandte, Medizinische und Theoretische Informatik zugeordnet, richtet sich aber auch an interessierte Studierende im Hauptstudium anderer Fachrichtungen.

Inhalt:

Das Seminar ist eine empfehlenswerte Ergänzung zur Vorlesung. Einerseits besteht die Möglichkeit, auf Verständnisprobleme einzugehen, andererseits wird der Inhalt der Vorlesung auf eine breitere Basis gestellt. Dafür wird zu Beginn des Seminars ein Reader bereitgestellt, der Texte zu den einzelnen Themenkomplexen enthält. Diese bilden die Basis für die Seminarsitzungen, in denen der Inhalt dieser Texte (in max. 15-minütigen Kurzreferaten) vorgestellt und anschließend diskutiert wird.

Scheinvergabe:

Da der Schwerpunkt der einzelnen Sitzungen auf der Diskussion liegt, wird von von den Teilnehmerinnen und Teilnehmern erwartet, die entsprechende Literatur gelesen, und vorab Diskussionsansätze bzw. fragwürdige Punkte zusammengestellt zu haben. Des Weiteren wird die Bereitschaft, ein Kurzreferat zu übernehmen, sowie eine aktive Beteiligung an den Seminarsitzungen vorausgesetzt.

Weitere Informationen:

Detaillierte Informationen zu Themen und Terminen werden auf der Wiki-Seite zum Seminar bereitgestellt und aktualisiert.

Sommersemester 2005

Prinzipien und Methoden des Ontological Engineering

Inhalt:

Im Seminar wird Literatur nahe dem Stand der Forschung vorwiegend aus dem Bereich "Formale Ontologie in Informationssystemen" sowie deren Anwendungen in der Medizin vorgestellt und diskutiert. Das Spektrum ist zwischen theoretischen und praxisorientierten Arbeiten breit gefächert. Als Schwerpunkte werden Top-Level-Ontologien und deren Aufbau, ausgewählte Spezialthemen, methodologische Ansätze sowie medizinische Terminologiesysteme fokussiert.

Wintersemester 2004/2005

Prinzipien und Methoden des Ontological Engineering

Inhalt:

Im Seminar wird Literatur nahe dem Stand der Forschung vorwiegend aus dem Bereich "Formale Ontologie in Informationssystemen" sowie deren Anwendungen in der Medizin vorgestellt und diskutiert. Das Spektrum ist zwischen theoretischen und praxisorientierten Arbeiten breit gefächert. Als Schwerpunkte werden Top-Level-Ontologien und deren Aufbau, ausgewählte Spezialthemen, methodologische Ansätze sowie medizinische Terminologiesysteme fokussiert.

Wintersemester 2003/2004

Prinzipien und Methoden des Ontological Engineering

Inhalt:

In dem Seminar werden anhand von Vorträgen grundlegende Methoden und Prinzipien der Wissensmodellierung erarbeitet. Schwerpunkte dieses Seminars sind die Wissensaquisition und die ontologische Fundierung von Grundbegriffen der Modellierungsebene.

Wintersemester 2002/2003

Prinzipien der ontologiebasierten Wissensrepräsentation und ihre Anwendungen

Inhalt:

Auf dem Seminar werden anhand von Vorträgen grundlegende Methoden und Prinzipien der Wissensmodellierung erarbeitet. Schwerpunkte dieses Seminars sind die Wissensaquisition und die ontologische Fundierung von Grundbegriffen der Modellierungsebene.

Praktika

Wintersemester 2005/06

Software-Praktikum Ontological Engineering

Teilnehmerkreis:

Studentinnen und Studenten mit Haupt- oder Nebenfach Informatik. Das Praktikum ist den Schwerpunkten Angewandte, Medizinische und Theoretische Informatik zugeordnet, richtet sich aber auch an interessierte Studierende im Hauptstudium anderer Fachrichtungen. Vorteilhaft sind Vorkenntnisse auf den Gebieten Wissensrepräsentation, Ontologie, sowie Deduktionssysteme bzw. Automatisches Beweisen (z.B. die Vorlesungen Formale Ontologie für Informationssysteme, Wissensrepräsentation, Semantic Web, oder Deduktionssysteme).

Inhalt:

Im Rahmen des Praktikums wird Software für die Implementierung, Anwendung und Transformation von Ontologien erstellt und / oder getestet. Dies umfasst die Evaluierung von Theorembeweisern und Beweisern für Beschreibungslogiken für das Schließen über Ontologien, die Implementierung von Werkzeugen zur Transformation von Ontologien in verschiedene Ontologiesprachen, sowie die Erstellung von Ontologien mit Ontologie-Werkzeugen.

Mit Hilfe dieses Praktikums können Kenntnisse über existierende Ontologie- und Semantic Web-Sprachen sowie vorherrschende Implementierungen und APIs erworben werden. Weiterhin kann der Umgang und Einsatz von Beweisern unterschiedlicher Ausdrucksstärke erprobt werden. In Bezug auf Transformationen werden u.a. Kenntnisse zur Parsergenerierung vermittelt.

Scheinvergabe:

Um einen Praktikumsschein zu erhalten, sind folgende Voraussetzungen zu erfüllen:

  • Die gewählte Praktikumsaufgabe muss bearbeitet worden sein. Sollte das gewünschte Ergebnis nicht erzielt worden sein, muss dies begründet (zum Beispiel Unzulänglichkeiten der eingesetzten Software, Nicht-Entscheidbarkeit von Theorien, etc.) und dokumentiert werden.
  • Die Durchführung der Praktikumsaufgabe und deren Ergebnisse sind im Wiki-Bereich zum Praktikum zu dokumentieren.
Weitere Informationen:

Detaillierte Informationen zu Themen, Terminen sowie Praktikumsmaterialien werden im Wiki-Bereich zum Praktikum bereitgestellt und aktualisiert.

Sommersemester 2003

Prinzipien des Ontological Engineering auf Basis verschiedener Modellierungssprachen

Inhalt:

In diesem Seminar sollen sowohl theoretische als auch praktische Aspekte der ontologischen Modellierung mit spezieller Betonung der Stärken und Schwächen verschiedener Modellierungswerkzeuge und Modellierungssprachen untersucht werden.

Gegeben ist eine kleine Beispieldomäne und die Studententeams beschreiben die Domäne in drei verschiedenen Formalismen (UML, Kappa-PC, GOL).