1부 이해 · 트랙 1 온톨로지란 무엇인가

제 5 차 시

분류 체계의 스펙트럼 — 용어집에서 온톨로지까지

지식 조직 체계들을 표현력 순으로 한 줄에 세우고, 과제에 맞는 수준을 고르는 기준을 얻는다.
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목록 → 나무 → 그물

리스트, 트리, 그래프

지식 조직 체계가 갖는 세 가지 모양.

표현력이 커질수록 할 수 있는 말이 늘고, 만들고 지키는 값도 는다.
온톨로지가 항상 정답은 아니다.

학 습 목 표

  1. 용어집, 시소러스, 택소노미, 온톨로지를 관계의 종류로 구분한다.
  2. 표현력과 비용의 상충 관계를 설명한다.
  3. 주어진 과제에 적절한 수준의 체계를 고른다.

한 가족의 체계들

온톨로지는 홀로 있지 않다. 용어집, 시소러스, 택소노미와 함께 지식 조직 체계(Knowledge Organization System)라는 한 가족을 이룬다. 가족의 공통 조상은 통제 어휘(controlled vocabulary)다. 같은 것을 같은 이름으로 부르자는 합의, 곧 이름의 표준화다. 가족 구성원을 가르는 기준은 하나다. 어휘에 어떤 종류의 관계를 얹는가.

관계가 없으면 목록이고, 상하 관계만 있으면 나무이며, 임의의 관계가 있으면 그물이다. 차례로 본다.

스펙트럼을 따라서

용어집(glossary)은 용어와 자연어 정의의 목록이다. 관계는 없다. 여기에 "같은 뜻"이라는 최소 관계를 얹으면 동의어환(synonym ring)이 된다. 검색 엔진이 '기억력'으로 찾아도 '기억' 문서를 돌려주게 하는 장치다.

시소러스(thesaurus)는 세 가지 표준 관계를 얹는다. 상위어(BT), 하위어(NT), 연관어(RT). 국제 표준 ISO 25964가 이 전통을 규정하며, 문헌정보학이 백 년 가까이 다듬어 왔다. 심리학의 APA 시소러스가 대표적 사례다. 주의할 점이 있다. 시소러스의 상하 관계는 느슨하다. '기억 — 인지'처럼 분류 계층일 수도, '기억 — 해마'처럼 주제 연관일 수도 있다.

택소노미(taxonomy)는 상하 관계를 엄격한 분류 — is_a 하나 — 로 좁힌 단일 계층이다. 생물 분류학이 원형이고, 진단 분류(DSM의 장 구조)나 사이트의 카테고리 체계가 흔한 사례다. 모양은 나무다. 모든 마디는 부모가 하나다.

온톨로지는 여기서 두 가지를 더 얹는다. 첫째, 관계의 종류 제한이 풀린다. is_a 외에 part_of, causes, measures처럼 영역에 필요한 관계를 직접 정의한다. 모양이 나무에서 그물(그래프)로 바뀐다. 둘째, 공리와 추론이 붙는다. "measures의 주어는 과제, 목적어는 인지 과정"이라고 선언하면, 기계가 위반을 찾아내고 새 사실을 끌어낸다.

표현력 · 추론 ↑ 구축 · 유지 비용 ↑ 용어집 용어 + 정의 관계 없음 동의어환 + 같은 뜻 관계 시소러스 + BT / NT / RT ISO 25964 · SKOS 택소노미 엄격한 is_a 단일 계층 (나무) 온톨로지 + 임의 관계 (그물) + 공리 · 제약 + 추론 OWL 우리의 로드맵: SKOS 수준에서 시작해 OWL로 심화 오른쪽이 늘 좋은 것이 아니다. 과제가 요구하는 가장 왼쪽 지점이 적정 지점이다.
그림 1지식 조직 체계의 스펙트럼. 각 단계는 아래 단계를 포함한다. 온톨로지는 이 가족의 끝이지, 가족과 다른 종이 아니다.

SKOS와 OWL — 두 표준의 분업

W3C는 이 스펙트럼에 표준 둘을 배치했다. SKOS(Simple Knowledge Organization System)는 시소러스·택소노미 급 체계를 웹에서 공유하기 위한 경량 모델이다. skos:broader(상위), skos:narrower(하위), skos:related(연관), 그리고 라벨과 주석을 제공한다. OWL은 온톨로지 급의 공리와 추론을 위한 언어다(트랙 2의 5차시).

둘의 결정적 차이 하나를 기억해야 한다. skos:broader는 is_a가 아니다. SKOS의 상위 관계는 "더 넓은 주제"라는 뜻이고, 논리적 포함을 약속하지 않는다. '해마'의 상위 주제가 '기억'일 수 있지만, 해마는 기억의 한 종류가 아니다. OWL의 subClassOf로 이를 옮기면 추론기가 "해마는 기억이다"라는 거짓 결론을 내린다. 시소러스를 온톨로지로 승격할 때 가장 흔한 사고가 이 지점에서 난다.

체계관계모양추론표준·예
용어집없음목록불가교과서 용어 해설
동의어환동의목록 + 고리검색 확장검색 엔진 유의어 사전
시소러스BT / NT / RT느슨한 계층탐색 보조ISO 25964, APA 시소러스
택소노미엄격한 is_a나무상속생물 분류, DSM 장 구조
온톨로지임의 관계 + 공리그물일관성 검사, 함의 도출OWL, Gene Ontology, Cognitive Atlas

표 1다섯 체계의 비교. 3차시의 정의 조건으로 보면, 아래로 갈수록 '형식적 명세'의 정도가 짙어진다.

온톨로지가 항상 정답은 아니다

스펙트럼의 요점은 우열이 아니라 적합이다. 블로그 글 분류에는 택소노미면 충분하고, 검색 품질이 목적이면 동의어환과 시소러스가 비용 대비 효과가 크다. 공리와 추론은 그것을 쓸 질문이 있을 때만 값을 한다. 실무자들이 "일단 온톨로지부터 만들자"는 접근을 경계하는 것도 같은 이유다. 어느 수준이 필요한지는 목적 — 온톨로지가 답해야 할 질문 — 이 정하며, 그 질문을 먼저 적는 방법이 트랙 3의 역량 질문이다.

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점검 연습

문 1사내 문서 검색에서 '휴가'로 찾을 때 '연차' 문서도 나오게 하고 싶다. 어느 수준의 체계가 적정한가.

답 확인

동의어환. 필요한 관계가 '같은 뜻' 하나뿐이므로 시소러스나 온톨로지는 과잉이다.

문 2APA 시소러스의 BT 관계를 그대로 OWL의 subClassOf로 변환하는 작업의 위험을 설명하라.

답 확인

시소러스의 BT는 분류 계층과 주제 연관을 섞어 담는다. 전부 subClassOf로 옮기면 "해마는 기억이다" 같은 거짓 포함이 생기고, 추론기가 그 거짓 위에서 결론을 증식시킨다. 관계를 하나씩 판별해 is_a, part_of, related로 갈라 옮겨야 한다.

문 3"개념과 측정 과제를 잇고, 과제로부터 개념을 역추적하는 질의가 필요하다." 어느 수준이 필요한가.

답 확인

온톨로지. measures라는 영역 고유 관계와 그 역방향 질의가 필요하므로, BT/NT/RT로는 부족하다. Cognitive Atlas가 실제로 이 구조다.

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적용: 실습 프로젝트의 좌표와 경로

이 교재의 실습 온톨로지는 이 스펙트럼 위에서 경로로 설계한다. 출발점은 시소러스와 택소노미 사이다. 개념, 정의, 출처, 신중하게 판별한 상하 관계 — SKOS로 충분히 적을 수 있는 수준이다. 도착점은 온톨로지다. measures, component_of 같은 관계와 최소한의 공리를 얹어 추론과 질의(3부의 RAG·에이전트 실습)를 가능하게 한다. 이 단계적 경로가 이 교재가 SKOS에서 출발해 OWL로 심화하는 이유이며, 그루버의 최소 공약 원칙(3차시)과도 맞는다. 필요해질 때까지 공리를 미룬다.

용어 정리

용어원어뜻
지식 조직 체계Knowledge Organization System용어집부터 온톨로지까지, 지식을 조직하는 체계들의 총칭
통제 어휘controlled vocabulary같은 것을 같은 이름으로 부르기로 한 표준 용어 집합
시소러스thesaurusBT/NT/RT 관계를 갖춘 검색·색인용 어휘 체계
택소노미taxonomy엄격한 is_a 단일 계층 분류 체계
SKOSSimple Knowledge Organization System시소러스급 체계를 위한 W3C 경량 표준. broader는 is_a가 아니다
이 차시가 기대고 있는 자료
W3C (2009). SKOS Simple Knowledge Organization System Reference. · W3C (2012). OWL 2 Web Ontology Language Primer (2nd Ed.). · ISO 25964-1 (2011). Thesauri and Interoperability with Other Vocabularies. · American Psychological Association. Thesaurus of Psychological Index Terms. · Guarino, N., Oberle, D., & Staab, S. (2009). What Is an Ontology? Handbook on Ontologies.
트랙 1 · 차시 5분류 체계의 스펙트럼