OWL & RDF

przeznaczenie

Formaty te zostały zaprojektowane w celu ustandaryzowania danych
RDF został zaprojektowany dla sieci WWW w celu współdzielenia jej zasobów
Od strony technicznej wykorzystano język XML
W aplikacjach stosowane tylko jako reprezentacja danych

HISTORIA

RDF - Resource Description Framework

powstał w 1997 roku
był odpowiedzią na podstawowy problem danych w internecie: dane były możliwe do odczytania przez maszynę (machine-readable), ale nie były możliwe do zrozumienia przez nią (machine-understandable)
wykorzystujemy metadane do opisu danych zawartych w sieci
Rozróżnienie między "danymi" a "metadanymi" nie jest bezwzględne; jest to rozróżnienie stworzone przede wszystkim przez określoną aplikację i wielokrotnie ten sam zasób będzie interpretowany jednocześnie w obie strony.
grafowy model reprezentacji danych
przedstawia (ale nie wyświetla) dane
zaprojektowany przez konsorcjum W3C dla sieci WWW w celu współdzielenia jej zasobów
należy pamiętać, że dane występujące w RDF to nie tylko wiedza w formie tekstowej!

RDF - Zastosowania

RDF zapewnia współdzialanie wielu aplikacji i możliwość wymiany (a nie zwykłej duplikacji) danych
Jest prawie zawsze używany przy budowaniu Semantic Web
RDF może być stosowany m.in.:
- wyszukiwarkach (wykrywanie zasobów)
- katalogowaniu
- knowledge-sharing
- do opisywania praw własności intelektualnej stron internetowych
- stosowany również przy regulowaniu polityki prywatności
- RDF z podpisami cyfrowymi jest kluczem do budowy "Web of Trust" dla handlu elektronicznego, współpracy i innych aplikacji.

rdf - podstawy

Podstawowy model danych zawiera trzy typy:

Zasoby :
- identyfikowane za pomocą URI
- odpowiadają węzłom w grafie
- mogą mieć jeden lub wiele typów
- praktycznie wszystko jest zasobem (człowiek, miejsce, strona)
Właściwości:
- identyfikowane za pomocą URI
- łączą zasoby pomiędzy sobą (relacja binarna pomiędzy nimi)
- odpowiadają krawędziom (łukom) w grafie
- łączą zasoby z literałami
Literały:
- konkretne wartości danych, np. string, integer itd.
- mogą występować wyłącznie w polu object
- mogą posiadać typ danych lub znacznik języka (ale nie oba
  jednocześnie)

Trójkowa reprezentacja danych

Dane zawsze zapisujemy jako trójki:

podmiot - predykat - obiekt

Przykłady:

Ala ma kota.

Uniwersytet im. Adama Mickiewicza został powołany w 1919 roku jako państwowy uniwersytet z siedzibą w Poznaniu.

Z RDF-a można skorzystać też przy pomocy adnotacji:

PREFIX ex: <http://example.com/exampleOntology#>
SELECT ?capital ?country
WHERE {
  ?x ex:cityname ?capital ;
     ex:isCapitalOf ?y .
  ?y ex:countryname ?country ;
     ex:isInContinent ex:Africa .
}

Grafowy model reprezentacji RDF

Składnie języka rdf

Turtle
N-Triples
N-Quads
JSON-LD
N3 lub Notation3
RDF/XML

@base <http://example.org/> .
@prefix rdf: <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#> .
@prefix rdfs: <http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#> .
@prefix foaf: <http://xmlns.com/foaf/0.1/> .
@prefix rel: <http://www.perceive.net/schemas/relationship/> .

<#green-goblin>
    rel:enemyOf <#spiderman> ;
    a foaf:Person ;    # in the context of the Marvel universe
    foaf:name "Green Goblin" .

<#spiderman>
    rel:enemyOf <#green-goblin> ;
    a foaf:Person ;
    foaf:name "Spiderman", "Человек-паук"@ru

Przykład składni Turtle:

Identyfikacja Uri

Określone identyfikatory są unikalne tylko dla dokumentu lub bazy
Istnieją też dane bez identyfikatorów (Blank nodes)
Dane RDF pomiędzy dokumentami/bazami są ze sobą słabo powiązane
Głównym identyfikatorem jest adres URI
W całej sieci można powiązać dane dowolnie

OWL - Web Ontology Language

OWL jest rozszerzeniem RDF. Został uznany za standard w 2004 roku, a w 2009 standardem stała się jego kontynuacja - OWL 2. Zarówno OWL jak i OWL 2 są obecnie używane do zapisu ontologii. Jest wykorzystywana zarówno przy Open World Assumption jak i Closed World Assumption.

OWL posiada znacznie silniejszą składnię oraz słownik.

Istnieją trzy odmiany języka OWL:

OWL Lite
OWL DL (rozszerzenie OWL Lite)
OWL Full (rozszerzenie OWL DL)

OWL a RDF

Zbiór klas, relacji oraz danych (instancji klas i relacji)o większej sile wyrazu niż RDFS
Zbiór konstruktorów służących do definiowania złożonych pojęć (klas) oraz relacji
Semantyka języka bazuje na logikach deskrypcyjnych

Doszło do zmian również w przypadku podstawowego modelu danych. W OWL składa się on z:

klas (król, mężczyzna, historyk)
właściwości ObjectProperties (maMame, maSyna, rządzi, mieszkaW)
właściwości DatatypeProperties (maLat, maWartość, maPłeć, maWykształcenie)
indywiduów, czyli istniejących instancji (Jan III Sobieski, Karol Wojtyła, Jacek)
konstruktorów wiążących ze sobą klasy, dane i właściwości (np. mogą to być zasady: isMan(?y), isSibling(?x, ?y) ->isBrother(?x, ?y) )

Przykład OWL

<rdf:RDF
    xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"
    xmlns:rdfs="http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#"
    xmlns:owl="http://www.w3.org/2002/07/owl#"
    xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/">
    <!-- OWL Header Example -->
    <owl:Ontology rdf:about="http://www.linkeddatatools.com/plants">
        <dc:title>The LinkedDataTools.com Example Plant Ontology</dc:title>
        <dc:description>An example ontology written for the LinkedDataTools.com RDFS & OWL introduction tutorial</dc:description>
    </owl:Ontology>
    
    <!-- OWL Class Definition Example -->
    <owl:Class rdf:about="http://www.linkeddatatools.com/plants#planttype">
        <rdfs:label>The plant type</rdfs:label>
        <rdfs:comment>The class of plant types.</rdfs:comment>
    </owl:Class>
</rdf:RDF>

OWL 2

Stanowi rozwiniecie OWL 1.1
Poprawne ontologie OWL 1.1 to również poprawne ontologie OWL2.
Dwa rodzaje semantyki: The Direct Semantics oraz RDF-based Semantics
Młodsza wersja języka dostarcza kilka nowych funkcjonalności:
- klucze
- łańcuchy wartości
- bogatszy zakres typów i wartości danych
- dodatkowe możliwości komentowania i adnotacji
- inne
Wersje OWL’a uzywaja składni RDF i są z nim kompatybilne