Le Web Sémantique (Compilation docs W3C)
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Le Web SémantiqueLe Web Sémantique(Compilation docs W3C)(Compilation docs W3C)
1.1. IntroductionIntroduction
2.2. OntologieOntologie
3.3. RDFRDF
4.4. OWLOWL
5.5. ConclusionConclusion
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1. Introduction1. Introduction
Évolution du Web pour rendre l'information plus Évolution du Web pour rendre l'information plus accessibleaccessible
Un vaste espace de documents semi-structurés Un vaste espace de documents semi-structurés (XML)(XML)
Décrire le contenu avec un formalisme à base de Décrire le contenu avec un formalisme à base de connaissances (RDF)connaissances (RDF)
Utiliser des ontologies communes (RDF Utiliser des ontologies communes (RDF Schema, OWL) pour annoter les documentsSchema, OWL) pour annoter les documents
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Du Web au Web SemantiqueDu Web au Web Semantique
W3C Semantic Web Activity Marja-Riita Koivunen and Eric Miller, Nov. 2001
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Contributions essentiellesContributions essentielles
XML SchemaXML Schema
RDFRDF
OntologyOntology– RDF SchemaRDF Schema– DAML+OIL (Oasis) DAML+OIL (Oasis) – OWL OWL
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2. Qu'est ce qu'une Ontologie ?2. Qu'est ce qu'une Ontologie ?
Définition de termes et relations entre termes utilisés Définition de termes et relations entre termes utilisés pour décrire un domaine de connaissancepour décrire un domaine de connaissance
Exemples: Exemples: – Finance, Tourism, Transport, Médecine, Immobilier ...Finance, Tourism, Transport, Médecine, Immobilier ...
Utilisée par les gens, les bases de données et les Utilisée par les gens, les bases de données et les applications pour partager l'information et son sensapplications pour partager l'information et son sens
Définition des concepts de base, de leurs propriétés et Définition des concepts de base, de leurs propriétés et relationsrelations
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Cas d'usageCas d'usage
Portails WebPortails Web– Description des informations publiéesDescription des informations publiées
Objets multimedia Objets multimedia – Description des images, films, ...Description des images, films, ...
Site Web d'entrepriseSite Web d'entreprise– Unifier les informationsUnifier les informations
Documentation de conceptionDocumentation de conception– Description des documents d'ingénierieDescription des documents d'ingénierie
Agents et services Agents et services – Description de connaissances échangéesDescription de connaissances échangées
Calculateurs embarqués et mobilesCalculateurs embarqués et mobiles– Description des capacités des mobiles et terminauxDescription des capacités des mobiles et terminaux
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Objectifs de ConceptionObjectifs de Conception
Ontologies partagéesOntologies partagéesOntologies évolutivesOntologies évolutivesOntologies interoperablesOntologies interoperablesDétection d'incohérencesDétection d'incohérencesEquilibre entre puissance d'expression et échelleEquilibre entre puissance d'expression et échelleFacilité d'utilisationFacilité d'utilisationCompatibilité avec autres standardsCompatibilité avec autres standardsInternationalisationInternationalisation
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Requirements (1)Requirements (1)
R1. Ontologies as distinct resources R1. Ontologies as distinct resources – Own URIOwn URI
R2. Unambiguous concept referencing with URIs R2. Unambiguous concept referencing with URIs – Concept should have unique IDConcept should have unique ID
R3. Explicit ontology extension R3. Explicit ontology extension – Ability to extend with new classes and propertiesAbility to extend with new classes and properties
R4. Commitment to ontologies R4. Commitment to ontologies – Resource must be able to indicate assumptionsResource must be able to indicate assumptions
R5. Ontology metadata R5. Ontology metadata – Should contain information similar to Dublin CoreShould contain information similar to Dublin Core
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RequirementsRequirements (2) (2)
R6. Versioning informationR6. Versioning information– Relate version to previous one Relate version to previous one
R7. Class definition primitives R7. Class definition primitives – Complex definition of classesComplex definition of classes
R8. Property definition primitives R8. Property definition primitives – Complex definition of propertiesComplex definition of properties
R9. Data types R9. Data types – XML Schema data types.XML Schema data types.
R10. Class and property equivalenceR10. Class and property equivalence– For interoperabilityFor interoperability
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Requirements (3)Requirements (3)
R11. Individual equivalenceR11. Individual equivalence– Equivalence of pairs of identifiers (URLs)Equivalence of pairs of identifiers (URLs)
R12. Attaching information to statements R12. Attaching information to statements – Mechanism to attach information such as source, time ... Mechanism to attach information such as source, time ...
R13. Classes as instances R13. Classes as instances – Same concept can be seen as a class or an individualSame concept can be seen as a class or an individual
R14. Cardinality constraints R14. Cardinality constraints – Minimum and maximum numbers of properties Minimum and maximum numbers of properties
R15. User-displayable labels R15. User-displayable labels – To View Ontology in different natural languagesTo View Ontology in different natural languages
GGGG 1313
3. RDF : Resource Description 3. RDF : Resource Description FrameworkFramework
Pour exprimer des méta-données sémantiques Pour exprimer des méta-données sémantiques sur des pages Websur des pages Web
Pour aider à traiter l'information (moteur de Pour aider à traiter l'information (moteur de recherche, intégration, etc.)recherche, intégration, etc.)
Classification des ressources décrites par des Classification des ressources décrites par des propriétés de valeurs donnéespropriétés de valeurs données
Pour faciliter le partage et l'échange de contenusPour faciliter le partage et l'échange de contenus
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RDF: ModèleRDF: Modèle
Un modèle et deux syntaxes XML pour exprimer des Un modèle et deux syntaxes XML pour exprimer des méta-données méta-données Triplets permettant de décrire l'information du WebTriplets permettant de décrire l'information du Web– Ressource, Propriété, ValeurRessource, Propriété, Valeur– http://www.exemple.org/article1http://www.exemple.org/article1 titre "Semantic Web" titre "Semantic Web"
Une ressource est un objet (document ou fragment) Une ressource est un objet (document ou fragment) défini par une URIdéfini par une URIUne valeur est une ressource ou un litéralUne valeur est une ressource ou un litéralLes descriptions RDF sont faites en termes définis dans Les descriptions RDF sont faites en termes définis dans une ontologie (en RDF Schema ou OWL)une ontologie (en RDF Schema ou OWL)
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RDF: Graphe Sémantique RDF: Graphe Sémantique
http://www.exemple.org/article1
http://www.exemple.org
titre
"Semantic Web"
dateauteur
"Tim Berners-Lee" "30-10-2003"
ref-article1
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RDF: ExempleRDF: Exemple
<rdf:Description rdf:about=" <rdf:Description rdf:about=" http://http://www.exemple.orgwww.exemple.org"> "> <ref-article1 resource= <ref-article1 resource= http://www.exemple.org/article1 /http://www.exemple.org/article1 />>
</rdf:Description></rdf:Description> <rdf:Description rdf:about="<rdf:Description rdf:about="http://www.exemple.orghttp://www.exemple.org
/article1/article1"> <auteur> "> <auteur> Tim Berners-LeeTim Berners-Lee</auteur></auteur><titre>Semantic Web</titre><titre>Semantic Web</titre><date> <date> 30-10-200330-10-2003 </date> </date>
</rdf:Description></rdf:Description>
Ajoute du sens : Ajoute du sens : – article avec auteur, titre, datearticle avec auteur, titre, date .. ..
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RDF SchemaRDF Schema
RDF est utilisé pour annoter des documents RDF est utilisé pour annoter des documents avec une description sémantique avec une description sémantique
Les descriptions sont exprimées en termes Les descriptions sont exprimées en termes définis dans une ontologie définis dans une ontologie
RDF Vocabulary Description Language 1.0: RDF RDF Vocabulary Description Language 1.0: RDF Schema, Working DraftSchema, Working Draft
Les propriétés RDF référence le schéma RDF Les propriétés RDF référence le schéma RDF au-travers d'un espace de nomsau-travers d'un espace de noms
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Définitions RDFSDéfinitions RDFS
ClassesClasses– rdfs:Resourcerdfs:Resource– rdfs:Classrdfs:Class– rdfs:Literalrdfs:Literal– rdfs:Datatyperdfs:Datatype– rdf:XMLLiteralrdf:XMLLiteral– rdf:Propertyrdf:Property
PropertiesProperties– rdfs:rangerdfs:range– rdfs:domainrdfs:domain– rdf:typerdf:type– rdfs:subClassOfrdfs:subClassOf– rdfs:subPropertyOfrdfs:subPropertyOf– rdfs:labelrdfs:label– rdfs:commentrdfs:comment
Class
Subclass
Subclass
properties properties
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4. OWL: 4. OWL: ObjectifsObjectifsOffrir un langage standard pour définir des ontolgies sur Offrir un langage standard pour définir des ontolgies sur le Weble Web
Basé sur RDF schemaBasé sur RDF schema
Etend les constructions de base pour améliorer :Etend les constructions de base pour améliorer :– L'interopérabilité (e.g., equivalences)L'interopérabilité (e.g., equivalences)– Le raisonnement (e.g., description logic)Le raisonnement (e.g., description logic)– Les évolutions (e.g., integration, version)Les évolutions (e.g., integration, version)
Inspiré de DAML (Darpa) + OIL (EEC)Inspiré de DAML (Darpa) + OIL (EEC)– XML XML RDF RDF RDFS RDFS OWL OWL
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DAML, OIL & OWLDAML, OIL & OWL
DAML:Darpa Agent Markup Language
OIL: Ontology Inference Layer (Commission Project)
DAML+OIL
OWL: Web OntologyLanguage (Being
Standardized by W3C)
RDF (ResourceDescriptionFramework)
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OWLOWL
Une ontologie OWL peut être représentée par un Une ontologie OWL peut être représentée par un réseau sémantique de concepts qui peut lui réseau sémantique de concepts qui peut lui même être codé comme un graphe RDF. même être codé comme un graphe RDF.
Plusieurs formes syntaxiques d'écriture sont Plusieurs formes syntaxiques d'écriture sont possibles comme pour les graphes RDF.possibles comme pour les graphes RDF.
Les concepts incluent ceux de RDFS plus les Les concepts incluent ceux de RDFS plus les relations et les contraintes nécessaires au relations et les contraintes nécessaires au raisonnement.raisonnement.
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OWL Lite (1)OWL Lite (1)
RDF Schema Features: RDF Schema Features: – Class Class – rdf:Property rdf:Property – rdfs:subClassOf rdfs:subClassOf – rdfs:subPropertyOf rdfs:subPropertyOf – rdfs:domain rdfs:domain – rdfs:range rdfs:range – Individual Individual
(In)Equality: (In)Equality: – equivalentClass equivalentClass – equivalentProperty equivalentProperty – sameAs sameAs – differentFrom differentFrom – allDifferent allDifferent
Property Characteristics: Property Characteristics: – inverseOf inverseOf – TransitiveProperty TransitiveProperty – SymmetricProperty SymmetricProperty – FunctionalProperty FunctionalProperty – InverseFunctionalPropertyInverseFunctionalProperty
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OWL Lite (2)OWL Lite (2)
Property Type Restrictions: Property Type Restrictions: – allValuesFrom allValuesFrom – someValuesFrom someValuesFrom
Restricted Cardinality: Restricted Cardinality: – minCardinality (only 0 or 1) minCardinality (only 0 or 1) – maxCardinality (only 0 or 1) maxCardinality (only 0 or 1) – cardinality (only 0 or 1) cardinality (only 0 or 1)
Header Information: Header Information: – ontology ontology – importsimports
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OWL Lite (3)OWL Lite (3)
Class Intersection: Class Intersection: – intersectionOf intersectionOf
Versioning: Versioning: – versionInfo versionInfo – priorVersion priorVersion – backwardCompatibleWith backwardCompatibleWith – inCompatibleWith inCompatibleWith – DeprecatedClass DeprecatedClass – DeprecatedProperty DeprecatedProperty
Annotation Properties: Annotation Properties: – rdfs:label rdfs:label – rdfs:comment rdfs:comment – rdfs:seeAlso rdfs:seeAlso – rdfs:isDefinedBy rdfs:isDefinedBy
Datatypes Datatypes – DatatypeProperty DatatypeProperty
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OWL DLOWL DL
Puissance de la logique de descriptionPuissance de la logique de description
Combinaison de classesCombinaison de classes– UnionOf, IntersectionOf, ComplementOfUnionOf, IntersectionOf, ComplementOf
Axiomes de classesAxiomes de classes– Expression d'équivalence de classesExpression d'équivalence de classes
……
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Logique de descriptionLogique de description
Représentation de Connaissance en ObjetsReprésentation de Connaissance en Objets– Concept ou classe: ensemble d'instancesConcept ou classe: ensemble d'instances– Instances : individusInstances : individus– Rôles : relation binaire entre instancesRôles : relation binaire entre instances– Relation de subsomption: A Relation de subsomption: A B si inst(B) B si inst(B) inst(A) inst(A)
Exemple Personne Exemple Personne Buveur BuveurA est plus général que BA est plus général que B
Concepts, Instances et InférencesConcepts, Instances et Inférences– Mécanisme d’inférence formelMécanisme d’inférence formel– Logique du premier ordre restreinteLogique du premier ordre restreinte– DécidableDécidable
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Concepts et AssertionsConcepts et Assertions
TBOX = Concept et RôleTBOX = Concept et Rôle– Concept : construction qui lie un nom et la description d’une Concept : construction qui lie un nom et la description d’une
classe d’entitésclasse d’entités– Relation binaire : lien entre deux concepts Relation binaire : lien entre deux concepts – Set : concept identifiant une collection de constantesSet : concept identifiant une collection de constantes
ABOX = Assertion entre instancesABOX = Assertion entre instances– Assertions sur les instancesAssertions sur les instances– Appartenance à un conceptAppartenance à un concept– Relation binaire entre instanceRelation binaire entre instance– Equivalence de valeurs de deux rôlesEquivalence de valeurs de deux rôles
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RequêtesRequêtes
Possibilité de retrouver des instances dans Possibilité de retrouver des instances dans l'ontologie (faits)l'ontologie (faits)
Possibilité de déduire des assertions ou règles Possibilité de déduire des assertions ou règles (théorèmes)(théorèmes)
Très similaire à Datalog mais décidableTrès similaire à Datalog mais décidable
Il existe différentes logiques de descriptionIl existe différentes logiques de description– Comme avec Datalog (neg, fun, * …)Comme avec Datalog (neg, fun, * …)
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OWL FullOWL Full
Langage completLangage complet
Au-delà de la logique de descriptionAu-delà de la logique de description
Pas forcément décidablePas forcément décidable
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5. Conclusion5. Conclusion
Pertinence des ontologiesPertinence des ontologies– Web ServicesWeb Services
Description du profileDescription du profileDescription des servicesDescription des services
– MédiationMédiationDescription des sourcesDescription des sourcesDescription des schémas d'intégrationDescription des schémas d'intégration
– P2PP2PDéfinition des mots-clésDéfinition des mots-clésDéfinition des mappingsDéfinition des mappings
GGGG 3232
Semantique Web et Web ServicesSemantique Web et Web Services
Le Web Sémantique vise à:Le Web Sémantique vise à:– Faciliter les liens sémantiques sémantiques pour le partage Faciliter les liens sémantiques sémantiques pour le partage
d'information et l'interopérabilitéd'information et l'interopérabilité– Automatiser les communications et les évaluations de Automatiser les communications et les évaluations de
requêtes basées sur la composition de Web Servicesrequêtes basées sur la composition de Web Services
Semantic Web et Web Services sont complémentaires:Semantic Web et Web Services sont complémentaires:– Semantic Web= Interopérabilité sémantique des contenusSemantic Web= Interopérabilité sémantique des contenus– Web Services= Interopérabilité syntaxique des échangesWeb Services= Interopérabilité syntaxique des échanges
GGGG 3333
OWL-SOWL-S
Défini une ontologie générique pour les Web Services en Défini une ontologie générique pour les Web Services en OWLOWL
Service
ServiceGroundingServiceModel
Resource ServiceProfile
Supports:
How to access it
presents: What it does
provides
GGGG 3434
Semantique Web et MédiationSemantique Web et Médiation
Finance Ontology
OntologyBoursorama
OntologyFirstInves
t
Mediator Mediator
Mediator
FirstInvestBoursorama
wrapper wrapper SchemaSchema
XQuery
GGGG 3535
Sémantique Web et P2P ComputingSémantique Web et P2P Computing
PC, Win2K,
Java
Mobile, Symbian,
C
MainFrame, UNIX, C++
Mac, MacOsX,
Python
Sensor, TinyOS,
Obj-crefridgerator, TinyOS, Perl