Interoperabilit

1
Interoperabilità tra ontologie eterogeneei
traduttori ODLI3 - OWL
UNIVERSITA DEGLI STUDI DI MODENA E REGGIO
EMILIA Facoltà di Ingegneria Sede di
Modena Corso di laurea in Ingegneria Informatica
2
Sommario

• Ambito di ricerca
• Il progetto SEWASIE
• Architettura del sistema MOMIS, il wrapper
• Il linguaggio ODLI3
• Il linguaggio OWL
• Esempio di traduzione ODLI3 - OWL
• Implementazione dei traduttori
• Conclusioni e Lavoro Futuro

Interoperabilità tra ontologie eterogenee i
traduttori ODLI3 - OWL
3
Web Semantico

• Il Web Semantico è unestensione del Web
  attuale, nella quale ad ogni informazione viene
  attribuito un significato ben preciso.
• Il Web Semantico darà una struttura ai
  contenuti significativi delle pagine Web, creando
  un ambiente in cui gli agenti software,
  spostandosi da pagina a pagina, possano eseguire
  sofisticate interrogazioni per gli utenti.
• Tim Berners-Lee, James Hendler, Ora Lassila,
  The Semantic Web, Scientific American, May 2001
• Elementi chiave
• Rappresentazione della conoscenza
• Agenti software
• Ontologie

Interoperabilità tra ontologie eterogenee i
traduttori ODLI3 - OWL
4
Ontologie

• Un ontologia è una specificazione esplicita di
  una concettualizzazione. Tom Gruber
• Caratteristiche delle ontologie
• descrizione di un particolare dominio,
• da un certo punto di vista,
• descrizione esplicita,
• costruzione di un vocabolario per quel dominio,
• un gruppo usa il vocabolario per accordarsi sul
  significato dei termini usati,
• fondamentale per la comunicazione.

Interoperabilità tra ontologie eterogenee i
traduttori ODLI3 - OWL
5
Il progetto SEWASIE

• SEWASIE (SEmantic Webs and AgentS in Integrated
  Economies) è un progetto finanziato dalla
  Commissione Europea (Maggio 2002/Aprile 2005).
• Obiettivo progettare e implementare un motore di
  ricerca avanzato basato sulla semantica che
  permetta di accedere a sorgenti di dati
  eterogenee sul Web.
• I partecipanti
• Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia
  (ITALY)
• CNA SERVIZI Modena s.c.a.r.l. (ITALY)
• Università degli Studi di Roma La Sapienza
  (ITALY)
• Rheinisch Westfaelische Technische Hochschule
  Aachen (GERMANY)
• Libera Università di Bolzano (ITALY)
• Thinking Networks AG (GERMANY)
• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der
  angewandten Forschung eingetragener Verein
  (GERMANY)
• IBM Italia SPA (ITALY)
• Il sito web http//www.sewasie.org/

Interoperabilità tra ontologie eterogenee i
traduttori ODLI3 - OWL
6
Obiettivi del progetto SEWASIE

• Sistema sicuro basato su agenti software
• Architettura scalabile e distribuita
• Comunicazione strutturata e basata sul Web
• Componente per la mediazione delle informazioni
• Raggruppamento
• Contestualizzazione
• Visualizzazione
• Interfacce utente per
• progettazione semantica
• formulazione delle interrogazioni
• navigazione intelligente

Interoperabilità tra ontologie eterogenee i
traduttori ODLI3 - OWL
7
La SEWASIE Virtual Network
The userinterface layer
Interoperabilità tra ontologie eterogenee i
traduttori ODLI3 - OWL
The intermediarieslayer
8
Il sistema MOMIS
MOMIS (Mediator envirOnment for Multiple
Information Sources)

• Sistema basato su mediatori per l'estrazione e
  l'integrazione delle informazioni provenienti da
  sorgenti di dati strutturate, semi-strutturate e
  non strutturate.
• Metodo semantico per l'integrazione delle
  informazioni basato su schemi concettuali delle
  sorgenti di dati.

Interoperabilità tra ontologie eterogenee i
traduttori ODLI3 - OWL
9
Architettura del Sistema MOMIS
Interoperabilità tra ontologie eterogenee i
traduttori ODLI3 - OWL
10
Il linguaggio ODLI3

• Il linguaggio ODLI3 è un'estensione del
  linguaggio standard ODL (Object Definition
  Language), definito dal gruppo di
  standardizzazione ODMG-93 per descrivere la
  conoscenza relativa ad uno schema ad oggetti.
• Il linguaggio ODL è stato esteso in accordo con
  le indicazioni del programma I3 (Integrazione
  Intelligente delle Informazioni) dell'ARPA.
• Utilizzando il linguaggio ODLI3, il Sistema MOMIS
  realizza l'integrazione di informazioni da fonti
  dati eterogenee, comprendenti sia sorgenti di
  dati strutturati che semistrutturati.

Interoperabilità tra ontologie eterogenee i
traduttori ODLI3 - OWL
11
Costrutti fondamentali ODLI3

• Descrizioni di interfacce
• Interface header
• Nome (ObjectID)
• Superclassi
• Source
• Key, ForeignKey
• Interface body
• Attributi semplici
• Attributi complessi
• Relazioni inverse

interface Professor CS_Person ( source
object Computer_Science key (first_name,
last_name)) attribute string
first_name attribute string last_name attribut
e string title attribute Address
address attribute Department department relati
onship set ltCoursegt teaches inverse
Coursetaught_by
Interoperabilità tra ontologie eterogenee i
traduttori ODLI3 - OWL
12
Costrutti fondamentali ODLI3

• Relazioni terminologiche
• Ipernimia BT
• Iponimia NT
• Associazione RT
• Sinonimia SYN

Person BT Student Professor NT
Person Professor RT Office Section SYN
Department
Interoperabilità tra ontologie eterogenee i
traduttori ODLI3 - OWL
13
Il linguaggio OWL

• Il linguaggio OWL (Web Ontology Language) è stato
  sviluppato dal World Wide Web Consortium (W3C
  Recommendation 10 February 2004) per la
  definizione di ontologie e di strumenti
  compatibili con l'architettura del Semantic Web.
• Tramite OWL è possibile avere una maggiore
  comprensibilità della semantica di concetti da
  parte di agenti software rispetto a XML, RDF e
  RDF-Schema.
• OWL è stato costruito sulla base di RDF e
  RDF-Schema e rispetto ad essi aggiunge diversi
  costrutti per la definizione dei concetti e delle
  loro interrelazioni
• disgiunzione tra classi
• restrizioni di cardinalità per le proprietà
• relazioni di uguaglianza tra classi o proprietà
• classi enumerate
• nuovi tipi di proprietà e nuove caratteristiche
  per le proprietà.

Interoperabilità tra ontologie eterogenee i
traduttori ODLI3 - OWL
14
OWL Lite, OWL DL, OWL Full

• OWL fornisce tre sottolinguaggi con espressività
  incrementale progettati per l'utilizzo da parte
  di utenti con necessità differenti per la
  descrizione di ontologie
• OWL Lite permette di descrivere ontologie nelle
  quali siano definite principalmente
  classificazioni gerarchiche e semplici vincoli
  sulle proprietà
• OWL DL è stato progettato per avere massima
  espressività e contemporaneamente garantire che
  tutte le computazioni abbiano un risultato e
  terminino in un tempo finito
• OWL Full permette di avere una massima
  espressività e la libertà sintattica di RDF,
  senza fornire nessuna garanzia dal punto di vista
  computazionale.

Interoperabilità tra ontologie eterogenee i
traduttori ODLI3 - OWL
15
Costrutti fondamentali OWL

• Descrizione di classi
• Identificatore owlclass rdfID
• Ereditarietà rdfssubClassOf

ltowlClass rdfID"Professor"gt ltrdfssubClassOf
rdfresource"Person" /gt lt/owlClassgt
Interoperabilità tra ontologie eterogenee i
traduttori ODLI3 - OWL
16
Costrutti fondamentali OWL

• Restrizioni
• restrizioni sui valori
• restrizioni sulle cardinalità

ltowlRestrictiongt ltowlonProperty
rdfresource"teaches" /gt ltowlhasValue
rdfresource"BasidiDati" /gt lt/owlRestrictiongt
Interoperabilità tra ontologie eterogenee i
traduttori ODLI3 - OWL
17
Confronto tra i costrutti ODLI3 e OWL
Interoperabilità tra ontologie eterogenee i
traduttori ODLI3 - OWL
18
Esempio di traduzione ODLI3 - OWL
ltowlClass rdfID"Professor"gt ltrdfssubClassOf
rdfresource"CS_Person" /gt ltsewlemmaValuegtper
sonlt/sewlemmaValuegt ttltsewlemmaSyntacticCategory
gt1lt/sewlemmaSyntacticCategorygt
ltsewlemmaSenseNumbergt1lt/sewlemmaSenseNumbergt lt/o
wlClassgt ltowlDatatypeProperty
rdfID"Professor.name"gt ltrdfsdomain
rdfresource"Professor"/gt ltrdfsrange
rdfresource"xsdstring"/gt lt/owlDatatypePropert
ygt ltowlObjectProperty rdfID"Professor.departmen
t"gt ltrdfsdomain rdfresource"Professor"/gt ltrd
fsrange rdfresource"Department"/gt lt/owl
ObjectProperty gt ltowlObjectProperty
rdfID"Professor.teaches"gt ltrdfsdomain
rdfresource"Professor"/gt ltrdfsrange
rdfresource"Course"/gt ltowlinverseOf
rdfresource"Professor.taught_by"/gt lt/owl
ObjectProperty gt
interface Professor CS_Person ( source
object Computer_Science) attribute string
name attribute Department department relations
hip set ltCoursegt teaches inverse
Coursetaught_by wnAnnotation
ComputerScience.Professor lemmaValue"professor",
lemmaSyntacticCategory1, lemmaSenseNumber1
Interoperabilità tra ontologie eterogenee i
traduttori ODLI3 - OWL
19
Implementazione dei traduttori

• Traduttori da ontologie ODLI3 ad ontologie OWL e
  da ontologie OWL ad ontologie ODLI3
• Traduzione bidirezionale senza la perdita di
  informazioni fondamentali
• Componente software modulare e flessibile scritto
  in Java

Interoperabilità tra ontologie eterogenee i
traduttori ODLI3 - OWL
20
Conclusioni e Lavoro futuro

• Visti i differenti livelli di espressività dei
  sottolinguaggi di OWL, è stata implementata la
  traduzione di schemi ODLI3 nei sottolinguaggi OWL
  DL e Full, il sottolinguaggio OWL Lite è infatti
  decisamente limitato per l'espressione di schemi
  complessi.
• La traduzione di ontologie OWL in schemi ODLI3 è
  stata implementata per i sottolinguaggi OWL Lite
  e OWL DL, il sottolinguaggio OWL Full è
  caratterizzato da una grande libertà sintattica e
  non fornisce nessuna garanzia dal punto di vista
  computazionale.
• Il linguaggio ODLI3 potrebbe essere esteso per
  l'espressione dei concetti di disgiunzione e
  complemento tra le estensioni delle classi, per
  la dichiarazione di proprietà transitive e per il
  versioning di ontologie.
• Il Wrapper OWL può essere completato attraverso
  la realizzazione del modulo per la gestione delle
  interrogazioni. Il modulo dovrà effettuare la
  traduzione delle interrogazioni provenienti dal
  Query Manager del sistema MOMIS, nel query
  language specifico per ontologie OWL RDQL (RDF
  Query Language) o SPARQL Query Language for RDF.

Interoperabilità tra ontologie eterogenee i
traduttori ODLI3 - OWL