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1 Chapitre 2 : RDF, RDFS et OWL 1. Les fondements : RDF et RDF Schéma 1.1. Prés

1 Chapitre 2 : RDF, RDFS et OWL 1. Les fondements : RDF et RDF Schéma 1.1. Présentation RDF (Resource Description Framework) est un standard permettant la mise en place de descriptions simples. XML est à la syntaxe, ce que RDF est à la sémantique : un ensemble clair de règles permettant des informations descriptives simples. RDF Schéma permet ensuite de combiner ces descriptions en un seul vocabulaire. RDF est intégré dans une variété d'applications comme :  catalogues de bibliothèques  annuaires internationaux  syndication et agrégation de nouvelles, de logiciels et de contenus  collections personnelles de musiques, de photos et d'évènements Dans chacun de ces cas d'utilisation, XML est utilisé comme une syntaxe interchangeable. Les spécifications RDF fournissent un environnement de travail puissant pour l'échange des connaissances sur le Web. 1.2. Philosophie de RDF Pour ce faire, RDF procède par une description de savoirs (données tout comme métadonnées) à l'aide d'expressions de structure fixée. En effet, la structure fondamentale de toute expression en RDF est une collection de triplets, chacun composé d'un sujet, un prédicat et un objet. Un ensemble de tels triplets est appelé un graphe RDF. Ceci peut être illustré par un diagramme composé de nœuds et d'arcs dirigés, dans lequel chaque triplet est représenté par un lien nœud-arc-nœud (d'où le terme de "graphe"). Dans un graphe, chaque triplet représente l'existence d'une relation entre les choses symbolisées par les nœuds qui sont joints. La syntaxe de RDF s’appuie sur XML. Nous ne rentrerons pas ici dans les détails mais un exemple permet d’illustrer ceci. Le triplet (http://www.ec-lyon.fr, auteur, Cri) serait ainsi traduit par : <rdf:Description about="http://www.ec-lyon.fr"> <auteur>"Cri"</auteur> </rdf:Description> 1.3. Vocabulaire de RDF : RDF Schéma Comme on le voit dans l'exemple précédent, la propriété « auteur » n'a de sens pour décrire la ressource « http://www.ec-lyon.fr » que dans un contexte bien défini : sujet Objet prédicat 2  le lecteur (utilisateur) est humain  ce lecteur comprend le français  l’information transmise par le triplet RDF (http://www.ec-lyon.fr, schema:auteur, Cri) est suffisamment triviale pour comprendre que sa signification est « Le CRI est l’auteur de www.ec- lyon.fr ». Il est donc nécessaire, pour donner un sens aux informations stockées sous forme de triplets RDF, de se donner un vocabulaire, de définir la signification de la propriété « auteur », ainsi que son type, son champ de valeurs, etc. C'est le rôle de RDF Schéma, qui permet de créer des vocabulaires de métadonnées à travers la définition de classes et de propriétés. Sans entrer dans les détails de la syntaxe, présentons un exemple afin de se donner un aperçu de la philosophie. On décrit dans cet exemple la hiérarchie des classes de cours ainsi que la propriété (property) enseignant, celle-ci s’applique à un cours (domain) et s’applique à une personne (range) : <rdfs:Class rdf:ID='Cours'/> <rdfs:Class rdf:ID='CoursInfo'> <rdfs:subClassOf rdf:resource='#Cours'/> </rdfs:Class> <rdfs:Class rdf:ID='CoursIA'> <rdfs:subClassOf rdf:resource='#CoursInfo'/> </rdfs:Class> <rdf:Property rdf:ID='enseignant'> <rdfs:domain rdf:resource='#Cours'/> <rdfs:range rdf:resource='#Personne'/> </rdf:Property> 2. OWL Le langage OWL est basé sur la recherche effectuée dans le domaine de la logique de description. OWL peut être vu en quelque sorte comme un format de fichier pour certaines logiques de descriptions. OWL permet de décrire des ontologies, c'est-à-dire qu'il permet de définir des terminologies pour décrire des domaines concrets. Une terminologie se constitue de concepts et de propriétés (aussi appelés rôles en logiques de description). Un domaine se compose d'instance de concepts. Web Ontology Language (OWL) doit son nom au terme « ontologie », un mot emprunté à la philosophie qui, s'il est d'origine grecque, ne fut manifestement créé qu'au XVIIe siècle. « Discours sur l'être en tant qu'être » selon Aristote, l'ontologie prend un tout autre sens en informatique, où le terme désigne un ensemble structuré de savoirs dans un domaine de connaissance particulier. On distingue généralement deux entités globales au sein d'une ontologie. La première, à objectif terminologique, définit la nature des éléments qui composent le domaine de l'ontologie en question, un peu comme la définition d'une classe en 3 programmation orientée objet définit la nature des objets que l'on va manipuler par la suite. La seconde partie d'une ontologie explicite les relations entre plusieurs instances de ces classes définies dans la partie terminologique. Ainsi, au sein d'une ontologie, les concepts sont définis les uns par rapport aux autres (modèle en graphe de l'organisation des connaissances), ce qui autorise un raisonnement et une manipulation de ces connaissances. « OWL constitue une avancée importante dans la représentation et l'organisation des connaissances disponibles sur le Web. OWL réussit à établir un bon équilibre entre les besoins de l'industrie pour un langage prenant en compte leurs cas d'utilisation du Web, et les restrictions imposées par les connaissances et les expériences de la recherche dans le développement d'un langage d'ontologies, » expliquent Jim Hendler et Guus Schreiber, co-animateurs du groupe de travail Web Ontology du W3C. En pratique, le langage OWL est conçu comme une extension de Resource Description Framework (RDF) et RDF Schéma (RDFS). Il s'appuie sur un modèle et un schéma RDF pour ajouter plus de vocabulaire dans la description de propriétés et de classes, comme par exemple : les relations entre classes (i.e. la séparation), la cardinalité (i.e. « un et un seul »), l'égalité, une typographie plus riche des propriétés, des caractéristiques de propriétés (i.e., la symétrie), et des classes énumératives. Mais OWL est plus expressif que RDF et RDFS, auxquels certains reprochent une insuffisance d'expressivité due à la seule définition des relations entre objets par des assertions. OWL apporte aussi une meilleure intégration, une évolution, un partage et une inférence plus facile des ontologies. Aux concepts de classe, de ressource, et de propriétés des sous-classes, de sous-propriétés, de champs de valeurs et de domaines d'application déjà présents dans RDFS, OWL ajoute les concepts de classes équivalentes, de propriété équivalente, d'égalité de deux ressources, de leurs différences, du contraire, de symétrie et de cardinalité... OWL permet, grâce à sa sémantique formelle basée sur une fondation logique largement étudiée, de définir des associations plus complexes des ressources ainsi que les propriétés de leurs classes respectives. OWL définit trois sous-langages, du moins expressif au plus expressif : OWL-Lite, OWL-DL et OWL- Full :  OWL Lite est le sous langage de OWL le plus simple. Il est destiné aux utilisateurs qui ont besoin d'une hiérarchie de concepts simple. OWL Lite est adapté, par exemple, aux migrations rapides depuis d'anciens thésaurus.  OWL DL est plus complexe que OWL Lite, permettant une expressivité bien plus importante. OWL DL est fondé sur la logique descriptive (d'où son nom, OWL Description Logics), un domaine de recherche étudiant la logique, et conférant donc à OWL DL son adaptation au raisonnement automatisé. Malgré sa complexité relative face à OWL Lite, OWL-DL garantit la complétude des raisonnements (toutes les inférences sont calculables) et leur décidabilité (leur calcul se fait en une durée finie).  OWL Full est la version la plus complexe d'OWL, mais également celle qui permet le plus haut niveau d'expressivité. OWL Full est destiné aux situations où il est plus important d'avoir un haut niveau de capacité de description, quitte à ne pas pouvoir garantir la complétude et la décidabilité des calculs liés à l'ontologie. OWL Full offre cependant des mécanismes intéressants, comme par exemple la possibilité d'étende le vocabulaire par défaut de OWL. Il existe entre ces trois sous langage une dépendance de nature hiérarchique : toute ontologie OWL Lite valide est également une ontologie OWL DL valide, et toute ontologie OWL DL valide est également une ontologie OWL Full valide. L'OWL est adéquat pour le Web sémantique, car il offre une syntaxe définie strictement, une sémantique définie strictement et selon le niveau peut permettre des raisonnements automatisés sur les inférences et conclusions des connaissances. Les langages sur lesquels il est construit sont largement interprétables, 4 beaucoup d'applications savent déjà manipuler le XML, et le RDF est un standard bien répandu. Le partage et l'échange dans ses formats en est d'autant plus facile. Le Web sémantique peut donc profiter de ce format pour structurer, partager et échanger les différentes connaissances qui s'y trouvent. Il y a déjà plusieurs ontologies modélisées à l'aide d'OWL. 3. La syntaxe de OWL, application à un exemple 3.1. Introduction Illustration de la syntaxe d’OWL appliquée à la création d’une ontologie sur le vin et la nourriture. En effet imaginons que l’on veuille créer un « agent des vins » qui permettrait en fonction d’un repas de recommander un vin pour accompagner un plat, de donner la façon de le servir, son prix, etc… Ce sont des informations que l’on trouvera sur différent sites, d’où l’intérêt de créer une ontologie permettant de caractériser le monde du vin 3.2. La structure des ontologies Le langage OWL s’appuie sur la syntaxe XML, ainsi il est nécessaire de définir un certain nombre d’espaces de nom, qui permettront d’utiliser des identificateurs propres à OWL et de rendre plus lisible l’ontologie. Exemple : « xmlns:vin = http://www.w3.org/TR/2004/REC-owl-guide-20040210/wine# » dans lequel on déclare l’URI de l’ontologie que l’on est en train de construire. Cela uploads/Philosophie/ ch2-rdf.pdf