Semantic Web

Report
Le Web Sémantique
(Compilation docs W3C)
1. Introduction
2. Ontologie
3. RDF
4. OWL
GG
5. Conclusion
1
1. Introduction
Évolution du Web pour rendre l'information
plus accessible
Un vaste espace de documents semistructurés (XML)
Décrire le contenu avec un formalisme à
base de connaissances (RDF)
Utiliser des ontologies communes (RDF
Schema, OWL) pour annoter les
documents
GG
2
Du Web au Web Semantique
W3C Semantic Web Activity
Marja-Riita KoivunenGG
and Eric Miller, Nov. 2001
3
Programme de travail
GG
4
Architecture en niveaux
GG
5
Contributions essentielles
XML Schema
RDF
RSS
Ontology
– RDF Schema
– DAML+OIL (Oasis)
– OWL
GG
6
2. RDF : Resource Description
Framework
Pour exprimer des méta-données
sémantiques sur des pages Web
Pour aider à traiter l'information (moteur
de recherche, intégration, etc.)
Classification des ressources décrites par
des propriétés de valeurs données
Pour faciliter le partage et l'échange de
contenus
GG
7
RDF: Modèle
Un modèle et deux syntaxes XML pour exprimer
des méta-données
Triplets permettant de décrire l'information du
Web
– Ressource, Propriété, Valeur
– http://www.exemple.org/article1 titre "Semantic Web"
Une ressource est un objet (document ou
fragment) défini par une URI
Une valeur est une ressource ou un litéral
Les descriptions RDF sont faites en termes
définis dans une ontologie (en RDF Schema ou
OWL)
GG
8
RDF: Graphe Sémantique
http://www.exemple.org
ref-article1
http://www.exemple.org/article1
titre
auteur
"Tim Berners-Lee"
"Semantic Web"
GG
date
"30-10-2003"
9
RDF: Exemple
<rdf:Description rdf:about=" http://www.exemple.org"> <refarticle1 resource= http://www.exemple.org/article1 />
</rdf:Description>
<rdf:Description
rdf:about="http://www.exemple.org/article1"> <auteur> Tim
Berners-Lee</auteur>
<titre>Semantic Web</titre>
<date> 30-10-2003 </date>
</rdf:Description>
Ajoute du sens :
– article avec auteur, titre, date ..
GG
10
RDF Schema
RDF est utilisé pour annoter des
documents avec une description
sémantique
Les descriptions sont exprimées en
termes définis dans une ontologie
RDF Vocabulary Description Language
1.0: RDF Schema, Working Draft
Les propriétés RDF référence le schéma
RDF au-travers d'un espace de noms
GG
11
Définitions RDFS
Classes
–
–
–
–
–
–
Properties
rdfs:Resource
rdfs:Class
rdfs:Literal
rdfs:Datatype
rdf:XMLLiteral
rdf:Property
–
–
–
–
–
Class
Subclass
Subclass
properties
properties
GG
rdfs:range
rdfs:domain
rdf:type
rdfs:subClassOf
rdfs:subProperty
Of
– rdfs:label
– rdfs:comment
12
3. RSS: Syndication de Contenus
RSS = Really Simple Syndication, Rich Site Summary
– Annotation de site Web en RDF spécialisé et étendu
– Plus de la moitié des sources d’information sont décrites et
publiées en RSS
exemples: Libération, Le Monde, Le Figaro, …
– méthode simple et efficace pour accéder aux meilleures sources
d'information sur le web.
– permet aux sites Internet et aux blogs de proposer leur contenu
de manière simplifiée.
Lu et présenté par un agrégateur RSS (e.g., Yahoo)
– Les mises à jour sont détectées automatiquement par
l'agrégateur
Atom = Autre langage de description de flux basé RDF
GG
RSS
13
Que gagne-t-on à utiliser RSS ?
l'efficacité
– les toutes dernières infos sont automatiquement
rassemblées sur votre portail
la variété
– les titres concernant les sujets qui vous intéressent
sont mis en évidence
la clarté
– les titres peuvent être affichés en fonction de leur
importance et/ou en commençant par le plus récent
l'ordre
– les lettres d'information par email et les favoris
négligés peuvent vite devenir encombrants !
GG
RSS
14
Exemple RSS
RSS
<rss version="2.0" xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/">
<channel>
<title>XML.com</title>
<link>http://www.xml.com/</link>
<description>XML.com features a rich mix of information and services for
the XML community.</description>
<language>en-us</language>
<item>
<title>The .NET Schema Object Model</title>
<link>http://www.xml.com/pub/a/2002/12/04/som.html</link>
<description>Priya Lakshminarayanan describes in detail the use of the
.NET Schema Object Model for programmatic manipulation of W3C XML
Schemas.</description>
<dc:creator>Priya Lakshminarayanan</dc:creator>
<dc:date>2002-12-04</dc:date>
</item>
<item>
<title>SVG's Past and Promising Future</title>
<link>http://www.xml.com/pub/a/2002/12/04/svg.html</link>
<description>In this month's SVG column, Antoine Quint looks back at
SVG's journey through 2002 and looks forward to 2003.</description>
<dc:creator>Antoine Quint</dc:creator>
<dc:date>2002-12-04</dc:date>
</item>
15
GG
</channel>
Agrégateurs RSS
AmphetaDesk - http://www.disobey.com/amphetadesk/
Free, cross platform, open-sourced, syndicated news aggregator.
Pluck - http://www.pluck.com/
A tool that automatically retrieves RSS feeds then delivers the results for
scanning and customized sorting.
Sage - http://sage.mozdev.org/
RSS and Atom feed aggregator extension for Mozilla and FireFox
browsers.
Rocketinfo Desktop - http://www.rocketinfo.com/
Search software for finding and sharing news with integrated solid RSS
newsreader.
Planet - http://www.planetplanet.org/
Server software that combines several feeds together and publishes them
together on one web page.
BottomFeeder - http://www.cincomsmalltalk.com/BottomFeeder/
A Smalltalk, desktop RSS Reader. Open source, runs on Windows, Mac,
and various Unix flavors.
Feed on Feeds - http://feedonfeeds.com/
A Free PHP/MySQL based server-side RSS and Atom aggregator. All feeds
are in one place, and users can read the latest news wherever they are.
… les principaux browsers (Firefox,GG
IE, Opera …)
16
RSS
ATOM
Semblable à RSS 2.0, mais vise à être
plus flexible
– Intègre un protocole d’échange au-dessus de
HTTP
Normalisé par l'IETF
– contrairement aux divers RSS, pilotés par des
entreprises privée
Spécifié par un schéma XML
Moins utilisé que RSS
GG
RSS/ATOM
17
Exemple ATOM
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<feed xmlns="http://www.w3.org/2005/Atom">
<title>Example Feed</title>
<subtitle>A subtitle.</subtitle>
<link href="http://example.org/"/>
<updated>2003-12-13T18:30:02Z</updated>
<author>
<name>John Doe</name>
<email>[email protected]</email>
</author>
<id>urn:uuid:60a76c80-d399-11d9-b91C-0003939e0af6</id>
<entry>
<title>Atom-Powered Robots Run Amok</title>
<link href="http://example.org/2003/12/13/atom03"/>
<id>urn:uuid:1225c695-cfb8-4ebb-aaaa-80da344efa6a</id>
<updated>2003-12-13T18:30:02Z</updated>
<summary>Some text.</summary>
</entry>
</feed>
GG
RSS/ATOM
18
4. Qu'est ce qu'une Ontologie ?
Définition de termes et relations entre termes
utilisés pour décrire un domaine de
connaissance
Exemples:
– Finance, Tourism, Transport, Médecine, Immobilier ...
Utilisée par les gens, les bases de données et
les applications pour partager l'information et
son sens
Définition des concepts de base, de leurs
propriétés et relations
GG
19
Cas d'usage
Portails Web
– Description des informations publiées
Objets multimedia
– Description des images, films, ...
Site Web d'entreprise
– Unifier les informations
Documentation de conception
– Description des documents d'ingénierie
Agents et services
– Description de connaissances échangées
Calculateurs embarqués et mobiles
– Description des capacités des mobiles et terminaux
GG
20
Objectifs de Conception
Ontologies partagées
Ontologies évolutives
Ontologies interoperables
Détection d'incohérences
Equilibre entre puissance d'expression et
échelle
Facilité d'utilisation
Compatibilité avec autres standards
Internationalisation
GG
21
Requirements (1)
R1. Ontologies as distinct resources
– Own URI
R2. Unambiguous concept referencing with URIs
– Concept should have unique ID
R3. Explicit ontology extension
– Ability to extend with new classes and properties
R4. Commitment to ontologies
– Resource must be able to indicate assumptions
R5. Ontology metadata
– Should contain information similar to Dublin Core
GG
22
Requirements (2)
R6. Versioning information
– Relate version to previous one
R7. Class definition primitives
– Complex definition of classes
R8. Property definition primitives
– Complex definition of properties
R9. Data types
– XML Schema data types.
R10. Class and property equivalence
– For interoperability
GG
23
Requirements (3)
R11. Individual equivalence
– Equivalence of pairs of identifiers (URLs)
R12. Attaching information to statements
– Mechanism to attach information such as source, time
...
R13. Classes as instances
– Same concept can be seen as a class or an individual
R14. Cardinality constraints
– Minimum and maximum numbers of properties
R15. User-displayable labels
– To View Ontology in different natural languages
GG
24
5. OWL: Objectifs
Offrir un langage standard pour définir des
ontolgies sur le Web
Basé sur RDF schema
Etend les constructions de base pour améliorer :
– L'interopérabilité (e.g., equivalences)
– Le raisonnement (e.g., description logic)
– Les évolutions (e.g., integration, version)
Inspiré de DAML (Darpa) + OIL (EEC)
– XML  RDF  RDFS  OWL
GG
25
DAML, OIL & OWL
DAML:Darpa Agent
Markup Language
OIL: Ontology Inference
Layer (Commission Project)
DAML+OIL
RDF (Resource
Description
Framework)
OWL: Web Ontology
Language (Being
Standardized by W3C)
GG
26
OWL
Une ontologie OWL peut être représentée
par un réseau sémantique de concepts qui
peut lui même être codé comme un
graphe RDF.
Plusieurs formes syntaxiques d'écriture
sont possibles comme pour les graphes
RDF.
Les concepts incluent ceux de RDFS plus
les relations et les contraintes nécessaires
au raisonnement.
GG
27
Exemple d'Ontologie (OTA)
GG
28
OWL Lite (1)
(In)Equality:
RDF Schema
Features:
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Class
rdf:Property
rdfs:subClassOf
rdfs:subPropertyOf
rdfs:domain
rdfs:range
Individual
equivalentClass
equivalentProperty
sameAs
differentFrom
allDifferent
Property Characteristics:
–
–
–
–
–
GG
inverseOf
TransitiveProperty
SymmetricProperty
FunctionalProperty
InverseFunctionalProperty
29
OWL Lite (2)
Property Type Restrictions:
– allValuesFrom
– someValuesFrom
Restricted Cardinality:
– minCardinality (only 0 or 1)
– maxCardinality (only 0 or 1)
– cardinality (only 0 or 1)
Header Information:
– ontology
– imports
GG
30
OWL Lite (3)
Class Intersection:
Annotation
Properties:
– intersectionOf
Versioning:
–
–
–
–
–
–
versionInfo
priorVersion
backwardCompatibleWith
inCompatibleWith
DeprecatedClass
DeprecatedProperty
GG
–
–
–
–
rdfs:label
rdfs:comment
rdfs:seeAlso
rdfs:isDefinedBy
Datatypes
– DatatypeProperty
31
OWL DL
Puissance de la logique de description
Combinaison de classes
– UnionOf, IntersectionOf, ComplementOf
Axiomes de classes
– Expression d'équivalence de classes
…
GG
32
Logique de description
Représentation de Connaissance en Objets
–
–
–
–
Concept ou classe: ensemble d'instances
Instances : individus
Rôles : relation binaire entre instances
Relation de subsomption: A  B si inst(B)  inst(A)
Exemple Personne  Buveur
A est plus général que B
Concepts, Instances et Inférences
– Mécanisme d’inférence formel
– Logique du premier ordre restreinte
– Décidable
GG
33
Concepts et Assertions
TBOX = Concept et Rôle (Terms)
– Concept : construction qui lie un nom et la description
d’une classe d’entités
– Relation binaire : lien entre deux concepts
– Set : concept identifiant une collection de constantes
ABOX = Assertion entre instances (Assertion)
–
–
–
–
Assertions sur les instances
Appartenance à un concept
Relation binaire entre instance
Equivalence de valeurs de deux rôles
GG
34
Exemple ABox [D’après BN]
MotherWithoutDaughter(MARY)
Father(PETER)
hasChild(MARY,PETER)
hasChild(MARY,PAUL)
hasChild(PETER,HARRY)
[BN] Basic Description Logics
F. Baader, W. Nutt
Chap 2 du Description Logics Handbook
GG
35
Exemple TBox [BN]
Woman  Person  Female
Man  Person  ¬Woman
Mother  Woman  hasChild.Person
Father  Man  hasChild.Person
Parent  Father  Mother
Grandmother  Mother  hasChild.Parent
MotherWithManyChildren  Mother  ≥3 hasChild
MotherWithoutDaughter  Mother  hasChild.¬Woman
Wife  Woman  hasHusband.Man
GG
36
Requêtes
Possibilité de retrouver des instances
dans l'ontologie (faits)
Possibilité de déduire des assertions ou
règles (théorèmes)
Très similaire à Datalog mais décidable
Il existe différentes logiques de description
– Comme avec Datalog (neg, fun, * …)
GG
37
OWL Full
Langage complet
Au-delà de la logique de description
Pas forcément décidable
GG
38
6. Pertinence des ontologies
Web Services
– Description du profile
– Description des services
Médiation
– Description des sources
– Description des schémas d'intégration
P2P
– Définition des mots-clés
– Définition des mappings
GG
39
Sémantique Web et Web Services
Le Web Sémantique vise à:
– Faciliter les liens sémantiques sémantiques pour le
partage d'information et l'interopérabilité
– Automatiser les communications et les évaluations de
requêtes basées sur la composition de Web Services
Semantic Web et Web Services sont
complémentaires:
– Semantic Web= Interopérabilité sémantique des
contenus
– Web Services= Interopérabilité syntaxique des
échanges
GG
40
OWL-S
Défini une ontologie générique pour les Web
Services en OWL
Resource
ServiceProfile
provides
presents: What it
does
Service
ServiceGrounding
Supports:
How to access it
GG
ServiceModel
41
Semantique Web et Médiation
XQuery
Finance
Ontology
Ontology
Boursorama
Schema
Mediator
Mediator
Mediator
wrapper
wrapper
Boursorama
FirstInvest
GG
Ontology
FirstInves
t
Schema
42
Sémantique Web et P2P
Computing
Sensor,
TinyOS,
Obj-c
refridgerator,
TinyOS, Perl
MainFrame,
UNIX, C++
Mobile,
Symbian,
C
Mac,
MacOsX,
Python
PC,
Win2K,
Java
GG
43
Satine Project
GG
44

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