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1

1

Construindo Aplicaccedilotildees na Web Semacircntica

Introduccedilatildeo agrave Web Semacircntica

Renato Filetofiletoinfufscbr

Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em Ciecircncia da Computaccedilatildeo ndash PPGCC

Departamento de Informaacutetica e Estatiacutestica ndash INE

Centro Tecnoloacutegico ndash CTC

Toacutepicos

O que eacute a Web Semacircntica

Objetivos

Ontologias

Padrotildees da Web Semacircntica

XML XML-Schema

RDF RDF-Schema

OWL

SPARQL

RIF

TempestTyphoon

Hurricane

Desert storm

Tornado

Motivaccedilatildeo Fenocircmenos linguiacutesticos

Homoniacutemia mesmo nome para coisas distintas(eg Tornado Lula Satildeo Paulo )rlm

Sinoniacutemia nomes distintos para a mesma coisa (eg Satildeo Paulo time de futebol o tricolor paulista o

campeatildeo mundial de )rlm

Hiperniacutemia Hiponiacutemia (IS_A)

generalizaccedilatildeo especializaccedilatildeo (eg animal

mamiacutefero primata )rlm

Meroniacutemia Holoniacutemia (PART_OF)

agregaccedilatildeo (eg paiacutes estado cidade )rlm

Instanciaccedilatildeo (TYPE_OF) (eg Santo(Satildeo Paulo))rlm

Web semacircntica (Web 3)rlm

A Web semacircntica eacute uma extensatildeo da Web atual em que a informaccedilatildeo recebe significado bem definido habilitando os computadores e as pessoas a trabalhar em cooperaccedilatildeo

Tim Berners-Lee James Hendler Ora Lassila

The Semantic Web Scientific American May 2001

Bases da Web semacircntica

Representaccedilatildeo formal da semacircntica

Ontologias

Padrotildees para representar conhecimento na Web

Anotaccedilotildees semacircnticas

Descriccedilotildees de recursos (dados e serviccedilos) baseadas em ontologias

Inferecircncia (processamento do conhecimento)rlm

Maacutequinas de inferecircncia (reasoners) e agentes inteligentes

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2

Estrutura da Introduccedilatildeo

Motivaccedilatildeo O que eacute a Web semacircntica

Objetivos

Ontologias anotaccedilotildees semacircnticas inferecircncia

Padrotildees da Web Semacircntica

RDF RDF-Schema OWL SPARQLrlm RIF

Desafios da Web semacircntica

Criaccedilatildeo de ontologias anotaccedilotildees semacircnticas

inferecircncia articulaccedilatildeo de ontologias

Desenvolvimento de aplicaccedilotildees

Buscas semacircnticas

Ontologia na Filosofia

Filosofia grega

Ontos = ser logos = ciecircncia

Conceitualizaccedilatildeo compatilhada de algum universo de discurso ou domiacutenio de interesse

Conjunto de conceitos (eg entities attributes processes) com suas definiccedilotildees e intershyrelacionamentos

Visatildeo unificada para resolver problemas envolvendo significado (eg buscas semacircnticas integraccedilatildeo de dados interoperabilidade de sistemas composiccedilatildeo de serviccedilos)

Carrega uma visatildeo de mundo

Ontologias na Computaccedilatildeo

Ontologia

Conceitualizaccedilatildeo compartilhada

de um domiacutenio

Expliacutecita e formal para permitir o

processamento por maacutequinas

Pode ter diferentes formas

Thesaurus com relaccedilotildees semacircnticas entre termos (eg sinoniacutemia )

Taxonomia

Diagrama de classes

Base de conhecimento

Classes propriedades e suas relaccedilotildees

Instacircncias de classes

Compartilhada e Expliacutecita

Compartilhada um grupo de pessoas em um certo domiacutenio deve concordar sobre o significado de entidades e relaccedilotildees expressas em uma ontologia

Expliacutecita uma ontologia eacute uma representaccedilatildeo concreta e manipulaacutevel de (parte de) uma conceitualizaccedilatildeo

Uma conceitualizaccedilatildeo poderia ser impliacutecita

eg existente somente na cabeccedila de algueacutem ou

embutida em um moacutedulo de software

Formal

Uma ontologia [expliacutecita] pode ter diversas formas mas sempre inclui um vocabulaacuterio de termos e alguma especificaccedilatildeo de seu significado O grau de formalizaccedilatildeo de do vocabulaacuterio e dos significados especificados pode variar consideravelmente

Altamente informal expressa em linguagem natural

Semishyinformal expressa em uma forma restrita e estruturada de linguagem natural

Semishyformal expressa em uma linguagem artificial e formalmente definida

Rigorosamente formal termos meticulosamente definidos com semacircntica formal teoremas e provas de propriedades como consistecircncia (soundness) e completuude

Ontologia de domiacutenio modela um domiacutenio de conhecimento especiacutefico (eg medicina biologia engenharia direito e legislaccedilatildeo)

Ontologia aplicaccedilatildeo modela objetos de uma aplicaccedilatildeo (como um modelo de classes)

Ontologia de alto niacutevel modela objetos comuns que satildeo geralmente aplicaacuteveis a uma grande variedade de situaccedilotildees (eg Dublin Core)

Meta-ontologia define meta-classes que determinam caracteriacutesticas de outras ontologias ou modelos em niacutevel de abstraccedilatildeo mais baixo

Tipos de ontologias

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3

Trecho de ontologia 1

Pessoa

Santo

S1

IS_A

TYPE

nome

Satildeo Paulo

Time

TimeFutebol

TF1

IS_A

TYPE

nome

Satildeo Paulo

ParcelaTerritoacuterio

Estado

IS_A

Cidade

E1

TYPE

nome

Satildeo Paulo

C1

nome

Satildeo PauloTricolor Paulista

PART_OF

PART_OF

Trecho de ontologia 2 Travel

Exemplo de ontologia 3 DeCS(Descritores em Ciecircncias da Sauacutede)

Exemplo de ontologia 3a ndash DeCS(anatomia)

Exemplo de ontologia 3b ndash DeCS(doenccedilas)

Exemplo de ontologia 3c ndash DeCS(doenccedilas)

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4

Aplicaccedilotildees de Ontologias

Buscas semacircnticas

Ex Estado(Satildeo Paulo) Cidade(Satildeo Paulo)rlm

Interoperabilidade

Agentes moacuteveis

Reuso e composiccedilatildeo de recursos

Semantic Learning Objects

Semantic Web Services

Semantically enabled services amp workflows

Uses of ontologies

Comunicaccedilatildeo

entre pessoas e organizaccedilotildees

Interoperabilidade

Entre sistemas

Componentes Reusaacuteveis Confiabilidade

Especificaccedilatildeo

Engenharia de Sistemas

Outras distinccedilotildees pode ser importantes dentro de cada categoria tais como a natureza do software tipo de usuaacuteriosn e domiacutenio de aplicaccedilatildeo

Ontologias como uma IntershyLingua

L1

L3

L2

L4

L1

L3

L2

L4

Interlingua

T1 T2

T3 T4

Ontologias pode ser usadas como suporte na traduccedilatildeo entre diferentes linguagens e representaccedilotildees de informaccedilatildeoconhecimento

Padrotildees da Web semacircntica

Character Encoding

Codificaccedilatildeo de Caracteres

Exemplos de cabeccedilalhos de documentos XML com especificaccedilatildeo do

padratildeo de codificaccedilatildeo de caracteres utilizados nesses documentos

ltxml encoding=UTF-8gt

ltxml encoding=UTF-16gt

ltxml encoding=EUC-JPgt

ltxml version=ldquo10rdquo encoding=ISO-8859-1gt

URIs (Unified Resource Identifiers)rlm

httpwwww3orgAddressing

httpwwww3orgAddressingbackground

httpwwwfoldocorgUniform+Resource+Locator

ftpspysecretftpacmecompubtopsecretweapontgz

mailtofreddocicacuk

newsalthypertext

telnet19202168o

magicabcdef

ldap[2001db87]c=GBobjectClassone

tel+1-816-555-1212

urnoasisnamesspecificationdocbookdtdxml412

exampleabc7Bfoo7D

eXAMPLEabb637bfoo7d

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4

Aplicaccedilotildees de Ontologias

Buscas semacircnticas

Ex Estado(Satildeo Paulo) Cidade(Satildeo Paulo)rlm

Interoperabilidade

Agentes moacuteveis

Reuso e composiccedilatildeo de recursos

Semantic Learning Objects

Semantic Web Services

Semantically enabled services amp workflows

Uses of ontologies

Comunicaccedilatildeo

entre pessoas e organizaccedilotildees

Interoperabilidade

Entre sistemas

Componentes Reusaacuteveis Confiabilidade

Especificaccedilatildeo

Engenharia de Sistemas

Outras distinccedilotildees pode ser importantes dentro de cada categoria tais como a natureza do software tipo de usuaacuteriosn e domiacutenio de aplicaccedilatildeo

Ontologias como uma IntershyLingua

L1

L3

L2

L4

L1

L3

L2

L4

Interlingua

T1 T2

T3 T4

Ontologias pode ser usadas como suporte na traduccedilatildeo entre diferentes linguagens e representaccedilotildees de informaccedilatildeoconhecimento

Padrotildees da Web semacircntica

Character Encoding

Codificaccedilatildeo de Caracteres

Exemplos de cabeccedilalhos de documentos XML com especificaccedilatildeo do

padratildeo de codificaccedilatildeo de caracteres utilizados nesses documentos

ltxml encoding=UTF-8gt

ltxml encoding=UTF-16gt

ltxml encoding=EUC-JPgt

ltxml version=ldquo10rdquo encoding=ISO-8859-1gt

URIs (Unified Resource Identifiers)rlm

httpwwww3orgAddressing

httpwwww3orgAddressingbackground

httpwwwfoldocorgUniform+Resource+Locator

ftpspysecretftpacmecompubtopsecretweapontgz

mailtofreddocicacuk

newsalthypertext

telnet19202168o

magicabcdef

ldap[2001db87]c=GBobjectClassone

tel+1-816-555-1212

urnoasisnamesspecificationdocbookdtdxml412

exampleabc7Bfoo7D

eXAMPLEabb637bfoo7d

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NameSpaces

Exemplos de trechos de documentos XML com especificaccedilotildees e

uso de namespaces

ltx xmlnsedi=httpecommerceorgschemagt

lt-- the edi prefix is bound to httpecommerceorgschema

for the x element and contents --gt

ltxgt

ltbook xmlns=urnlocgovbooks

xmlnsisbn=urnISBN0-395-36341-6gt

lttitlegtCheaper by the Dozenlttitlegt

ltisbnnumbergt1568491379ltisbnnumbergt

ltbookgt

ltschema xmlnshttpwwww3org2001XMLSchemagt

ltschemagt

XML ndash eXtensible Makup Language

Construccedilotildees baacutesicas

ltElementogt Conteuacutedo ltElementogt

ltElemento gt

ltElemento Atributo1=ldquoValorrdquo Atributo2=ldquoValorrdquogt

ltElemento Atributo1=ldquoValorrdquorlmAtributo2=ldquoValorrdquogtrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlmrlm

Conteuacutedo

ltElementogt

ltElemento1gt

ltElemento2gt

Conteuacutedo

ltElemento2gt

ltElemento1gt

ltElemento1gtltElemento2gtltElemento1gt

Um documento XML

ltxml version=10 encoding=ISO-8859-1 gt

ltElementoRaizgt

ltElemento1gt

ltElemento1_1gt Conteuacutedo ltElemento1_1gt

ltElemento1_2gt Conteuacutedo ltElemento1_2gt

ltElemento1_3gt

ltElemento1gt

ltElemento2gt

ltElemento2_1gt

ltElemento2_1_1gt Conteuacutedo ltElemento2_1_1gt

ltElemento2_1_2gt

ltElemento2_1gt

ltElemento2gt

ltElementoRaizgt

A Versatilidade do XML para

Dados Semi-Estruturados

ltxml version=10 encoding=ISO-8859-1 gt

ltPessoarlmNome=ldquoJoatildeorlmderlmSouzardquorlmDataDeNascimento=ldquo12061964rdquorlmCPF=ldquo12312312rdquogt

ltEnderecosgt

ltEnderecorlmTipo=ldquoComercialrdquogtRuarlmArlm23rlm- CentroltEnderecogt

ltEnderecorlmTipo=ldquoResidencialrdquogtTorrerlmComercialrlm1923rlmSl1011rlmltEnderecogt

ltMalaDiretarlmDestino=ldquoComercialrdquogt

ltEnderecosgt

ltFormasDeContatogt

ltTelefonesgt

ltTelefonerlmTipo=ldquoComercialrdquorlmDDD=ldquo61rdquorlmRamal=ldquo211rdquogt222-8545ltTelefonegt

ltTelefonerlmTipo=ldquoCelularrdquorlmDDD=ldquo61rdquogt999-9999ltTelefonegt

ltTelefonerlmTipo=ldquoResidencialrdquorlmDDD=ldquo61rdquogt444-4444ltTelefonegt

ltTelefonesgt

ltEmailgtjoatildeoemailcombrltEmailgt

ltICQrlmNumero=rlmrdquo127653467654ldquorlmgt

ltFormasDeContatogt

ltPessoagt

Doc XML para Dados Climaacuteticos (Balanccedilo Hiacutedrico)rlm

ltxml version=10 encoding=ISO8859-1gt

ltWaterBal xmlns=httpwwwagricgovbrWaterBalxsd

location=Brotas latitude=-221500 longitude=-475800gt

ltWeatherData Date=ldquo20050823rdquogt

ltTemperaturegt 220 ltTemperaturegt

ltAvgRainFallgt 2013 ltAvgRainFallgt

ltPotETgt 1154 ltPotETgt

ltRealETgt 1154 ltRealETgt

ltStoredgt 1250 ltStoredgt

ltWaterDeficitgt 00 ltWaterDeficitgt

ltWaterExcessgt 860 ltWaterExcessgt

ltWeatherData gt

ltWaterBalgt

Arquivo texto (natildeo XML) com dados pluviomeacutetricos

weather station

year

station

code

end of file

latitude longitude altitude

Jan

Feb

Mar

Apr

May

Jun

Jul

Aug

Sep

Oct

Nov

Dec

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XML-Schema

Um documento XML-Schema descreve os

elementos

atributos

relacionamentos

etc

permitidos em um ou mais documentos XML isto eacute define uma classe de documentos XML que adere a um conjunto de restriccedilotildees estruturais e de dados

XML-Schema tem uma sintaxe XML

XML-Schema eacute mais robusta versaacutetil e poderosa que DTD (Document Type Definition)rlm

Um Documento XML-Schema(WaterBalxsd)rlm

ltschema xmlnshttpwwww3org2001XMLSchema gt

ltelement name=WaterBal type=WaterBalTypegt

ltattribute name=location type=stringgt

ltattribute name=latitude type=Latitudegt

ltattribute name=longitude type=Longitudegt

ltelement name=WeatherData type=AgregValuesgt

ltcomplexType name=AgregValuesgt

ltattribute name=Date type=DateTypegt

ltsequencegt

ltelement name=Temperature type=decimalgt

ltelement name=AvgRainfall type=decimalgt

ltelement name=PotET type=decimalgt

ltelement name=RealET type=decimalgt

ltelement name=Stored type=decimalgt

ltelement name=WaterDeficit type=decimalgt

ltelement name=WaterExcess type=decimalgt

ltsequencegt

ltcomplexTypegt

ltelementgt

ltschemagt

Validaccedilatildeo de documentos XML

Documento bem-formado (well-formed) satisfaz as restriccedilotildees

de formaccedilatildeo expressa na especificaccedilatildeo do XML

(httpwwww3orgTR2004REC-xml-20040204)rlm

Documento vaacutelido satisfaz as restriccedilotildees (elementos atributos

aninhamentos tipos etc) expressas em uma especificaccedilatildeo de

esquema XML em DTD ou XSL (XML-Schema) que eacute associada a

esse documento XML

Heterogeneidade semacircntica em XML

ltobject id=ldquoa1rdquo class=ldquoartifactrdquogt

lttuplegt

lttitlegt Nympheas lttitlegt

ltyeargt 1897 ltyeargt

ltcreatorgt Monet ltcreatorgt

ltpricegt 10000000 ltpricegt

ltowners refs=ldquop1p2p3rdquogt

lttuplegt

ltobjectgt

ltobject id=ldquop3rdquo class=ldquopersonrdquogt

lttuplegt

ltnamegt Claudia ltnamegt

ltagegt 17 ltagegt

lttuplegt

ltobjectgt

ltworkgt

ltartistgt Monet ltartistgt

ltnamegt Nympheas ltnamegt

ltstylegt Impressionist ltstylegt

ltsizegt 21 x 61 ltsizegt

ltcplacegt Givern ltcplacegt

ltworkgt

ltworkgt

ltartistgt Monet ltartistgt

lttitlegt Waterloo Bridge lttitlegt

ltstylegt Impressionist ltstylegt

ltsizegt 292 x 464 ltsizegt

lthistorygt

Painted with

lttechgt Oil on canvas lttechgt

in

lthistorygt

ltworkgt

XML como Padratildeo de representaccedilatildeo

de dados

ldquoArtworksrdquorlmStructure

Works works

Work

Work

Field

artist title style size

string string string string

ldquoArtfactrdquorlmSchema

artifacts set

ampArtifact

Artifact class

artifact

tuple

title year creator price owners

ampPerson

string int string float list

YAT Model

YAT Any

YAT

V ampYAT

ODMG Model

Vtuple

Symbol

Type

V(int v

bool v

float v

string)rlm

ampClass

Type

V

Symbol

(set vbag vlist varray)rlm

Class class

Symbol

Type

RDF ndash Resource Description Framework

Uma linguagem e modelo padronizados para expressar conhecimento na Web semacircntica

Um comando (statement) eacute uma tripla da forma

Recurso qualquer coisa referenciada por uma URL

Propriedade qualquer propriedade de um recurso

Valor um literal ou outro recurso

RDF-Schema define classes de recursos suas propriedades (que podem ser relacionamentos com outras classes) e possiacuteveis valores

Os formatos para representar ontologias na Web semacircntica (eg DAML+OIL OWL) satildeo extensotildees do RDF

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Sintaxe XML do RDF

ltxml version=10gt

ltrdfRDF xmlnsRDF httpwwww3orgRDFRDFldquo

xmlnsdc httpdublincoreorgdcldquogt

ltrdfDescription about=ldquohttpwwwagritempocnptiaembrapabrrdquogt

ltdctitlegt Nuacutecleo de Monitoramento e Anaacutelise de Dados

Meteoroloacutegicos e Climatoloacutegicos para a Agricultura ltdctitlegt

ltleadergt

rdfresource=ldquohttpwwwcnptiaembrapabr~assadrdquo

ltleadergt

ltrdfDescriptiongt

ltrdfDescription

about=ldquohttpwwwcnptiaembrapabr~assadrdquogt

ltdctitlegt Eduardo D Assad ltdctitlegt

ltemailgt Assadcnptiaembrapabr ltemailgt

ltrdfDescriptiongt

ltrdfRDF gt

Estrutura do conhecimento em RDF

httpwwwagritempocnptiaembrapabr

httpwwwcnptiaembrapabr~assad

Nuacutecleo de Monitoramento e

Anaacutelise de Dados

Meteoroloacutegicos e Climatoloacutegicos

para a Agricultura

assadcnptiaembrapabrEduardo D

Assad

dctitle

dctitleemail

leader

Metadata in RDFWater Balance (same place and institution)rlm

ltxml version=10gt

ltrdfRDF xmlnsRDF httpwwww3orgRDFRDFldquo

xmlns httpagricgovbrDocStdldquogt

ltrdfDescription about=httpwwwagricgovbrpublicWaterBal1234gt

ltSourcegt

rdfresource=ldquohttpwwwcepagriunicampbrrdquo

rdfresource=ldquohttpwwwciagroiacgovspbrrdquo

ltSourcegt

ltInitialDategt 28032002 ltInitialDategt

ltFinalDategt 31032002 ltFinalDategt

ltkeywordgt Water available in Soil ltkeyworkgt

ltlocalgt

rdfresource= ldquohttpwwwibgegovbrstate_SPrdquo

ltlocalgt

ltmeasument_unitgt

rdfresource= ldquohttpwwwinmetrogovbrmmrdquo

ltmeasument_unitgt

ltrdfDescriptiongt

ltrdfRDFgt

httpwwwagricgovbrpublic

WaterBal1234

http

wwwcpaunicampbr

Centro de Pesquisas

Agriacutecolas (CEPAGRI)

name

source

httpwwwciagroiacg

ovspbr

httpwwwunica

mpbr

part_of

CIIAGRO

name

http

wwwiacgovspbr

part_of

InitialDate

28032002

FinalDateWater available in

Soil

http

wwwibgegovbrstate_SP

source

keyword

http

wwwinmetrogovbrmm

31032002

local

measurement_unit

RDF-Schema

ltrdfabout=ampAgricZoningCountry rdfslabel=Countrygt

ltrdfssubClassOf dfresource=ampAgricZoningTerritorialDivisiongt

ltrdfabout=ampAgricZoningState rdfslabel=ldquoStategt

ltrdfssubClassOf dfresource=ampAgricZoningTerritorialDivisiongt

ltrdfProperty rdfabout=ampAgricZoningstatesOfCountry

aminCardinality=1

rdfslabel=statesOfCountrygt

ltrdfsdomain rdfresource=ampAgricZoningCountrygt

ltrdfsrange rdfresource=ampAgricZoningStategt

ltainverseProperty rdfresource=ampAgricZoningcountryOfStategt

ltrdfPropertygt

RDF-Schema

ltrdfProperty rdfabout=ampAgricZoningcountryOfState

amaxCardinality=1

aminCardinality=1

rdfslabel=countryOfStategt

ltrdfsrange rdfresource=ampAgricZoningCountrygt

ltrdfsdomain rdfresource=ampAgricZoningStategt

ltainverseProperty rdfresource=ampAgricZoningstatesOfCountrygt

ltrdfPropertygt

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Trecho de RDF

ltAgricZoningCountry rdfabout=ampAgricZoningpais_55

AgricZoningnameBR=BRASIL rdfslabel=BRASILgt

ltAgricZoningofficialRegionsOfCountry

rdfresource=ampAgricZoningregof_1gt

ltAgricZoningofficialRegionsOfCountry

rdfresource=ampAgricZoningregof_2gt

ltAgricZoningofficialRegionsOfCountry

rdfresource=ampAgricZoningregof_3gt

ltAgricZoningofficialRegionsOfCountry

rdfresource=ampAgricZoningregof_4gt

ltAgricZoningofficialRegionsOfCountry

rdfresource=ampAgricZoningregof_5gt

ltAgricZoningstatesOfCountry rdfresource=ampAgricZoningestado_11gt

ltAgricZoningstatesOfCountry rdfresource=ampAgricZoningestado_12gt

ltAgricZoningmetroAreasOfCountry

rdfresource=ampAgricZoningmetro_5201gt

ltAgricZoningCountrygt

Descriccedilotildees em RDF de recursos para a coleta de dados cientiacuteficos

wwwEquipServcombrschema2rdfs

RD

F S

ch

em

aR

DF

Equipment Clienthas

String StringString String

category model name city

wwwAgriTempobrschema1rdfs

WeatherStation

longitude

altitude

LandParcel

CountyState

latitude

inpart_of

ampws1

ampws3

ampws4

Stringname

ampeq1

ampRio

ampUbatuba

ampCampinas

ampws2

ampUnicamp

ampEmbrapa

ampSP

ampRJ

in

in

in

in

part_of

part_of

part_of

has

has

has

has

ampws1 = httpwwwembrapabrWeatherStationX

ampws2 = httpwwwiacbrWeatherStationK

ampws3 = httpwwwunicampbrWheaterStationA

ampws4 = httpwwwunicampbrWheaterStationB

ampeq1 = httpwwwembrapabrCameraZ

subClassOf (isA)rlm

typeOf (instance)rlm

other kind of property

DegreesDecMeters

String

String

value

value

OWL ndash Ontology Web Language

Estende o RDF com vocabulaacuterio padronizado e construccedilotildees para definir

Escopo local de propriedades

Disjunccedilatildeo de classes

Combinaccedilotildees de classes

Restriccedilotildees de cardinalidade

Caracteriacutesticas especiais de propriedades (eg transitividade simetria anti-simetria propriedades inversas)rlm

The 3 flavors of OWL

OWL LiteExpressividade restrita (exclui classes enumeradas disjunccedilatildeo cardinalidade arbitraacuteria )

Faacutecil de entender e usar

OWL DL

Equivalente agrave loacutegica descritiva (DL = Description

Logics)

Ainda permite eficiecircncia e computabilidade

OWL Full

Compatiacutevel sintaacutetica e semanticamente com RDF embora mais poderosaPode ocasionar inferecircncias indecidiacuteveis

Disjunction and Equivalence

of Classes

ltowlClass rdfabout=associateProfessorgt

ltowldisjointWith rdfresource=assistantProfessorgt

ltowlClassgt

ltowlClass rdfID=facultygt

ltowlequivalentClass

rdfresource=academicStaffMembergt

ltowlClassgt

Inverse properties

ltowlObjectProperty rdfID=teachesgt

ltrdfsrange rdfresource=coursegt

ltrdfsdomain rdfresource=academicStaffMembergt

ltowlinverseOf rdfresource=isTaughtBygt

ltowlObjectPropertygt

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Sintaxe abstrata para OWL

Class(Person partialrestriction (hasChild allValuesFrom(Person)))rlm

Class(Parent completePersonrestriction (hasChild someValuesFrom(Person)))rlm

ObjectProperty(hasChild)rlm

Individual (John type(Person)rlmvalue(hasChild Mary))rlm

Busca em uma ontologia

Pessoa

Santo

S1

IS_A

TYPE_OF

nome

Satildeo Paulo

Time

TimeFutebol

TF1

IS_A

TYPE_OF

nome

Satildeo Paulo

ParcelaTerritoacuterio

Estado

IS_A

Cidade

E1

TYPE_OF

nome

Satildeo Paulo

C1

nome

Satildeo PauloTricolor Paulista

PART_OF

SPARQL (recomendaccedilatildeo W3C)rlm

Exemplo de expressatildeo em SPARQL

SELECTrlmconceptrlmpropertyrlmldquoSatildeorlmPaulordquo

WHERE

concept propertyhasProperty property

FILTER(property name)rlm

Linguagens de Regras (Prolog)

Rules

parent(x z)rlm - father(x z) v mother(x z)

sibling(x y)rlm- parent(x z) and parent(y z)

Knowledge base

father(_Maria _Joatildeo)

father(_Pedro _Joatildeo)

father(_Ana _Joatildeo)

Query

sibling(_Maria x) rArr Yes rArr x = _PedrorArr x = _Ana

RIF (Rule Interchange Format)

A buyer buys an item from a seller if the seller sells it to the buyer John sells LeRif to Mary The fact Mary buys LeRif from John can be logically derived by a modus ponens argument

Document(

Prefix(cpt lthttpexamplecomconceptsgt)

Prefix(ppl lthttpexamplecompeoplegt)

Prefix(bks lthttpexamplecombooksgt)

Group ( Forall Buyer Item Seller (

cptbuy(Buyer Item Seller)

cptsell(Seller Item Buyer)

)

cptsell(pplJohn bksLeRif pplMary)

)

)

Controveacutersia sobre pilha de padrotildees

Peter F Patel-Schneider A Revised Architecture for Semantic

Web Reasoning Third Workshop on Principles and Practices of

Semantic Web Reasoning Dagstuhl Germany September 2005 LNCS 3703 Springer Verlag 2005

Ian Horrocks Bijan Parsia Peter F Patel-Schneider and

James Hendler Semantic Web Architecture Stack or Two

Towers Third Workshop on Principles and Practices of

Semantic Web Reasoning Dagstuhl Germany September

2005 LNCS 3703 Springer Verlag 2005

Peter F Patel-Schneider Building the Semantic Web Tower

from RDF Straw Nineteenth International Joint Conference on Artificial Intelligence Edinburgh Scotland August 2005

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10

Proposta inicial (2000)rlm Proposta regras(2005)rlm

Proposta atualComo estaacute a Web semacircntica hoje

Aacuterea de pesquisa muito ativa

Visa estender o papel dos computadores no

suporte a diversas atividades humanas

Usa ontologias e anotaccedilotildees semacircnticas para

catalogar recuperar e compor dados e serviccedilos

de processamento na Web

Perguntas

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Trecho de RDF

ltAgricZoningCountry rdfabout=ampAgricZoningpais_55

AgricZoningnameBR=BRASIL rdfslabel=BRASILgt

ltAgricZoningofficialRegionsOfCountry

rdfresource=ampAgricZoningregof_1gt

ltAgricZoningofficialRegionsOfCountry

rdfresource=ampAgricZoningregof_2gt

ltAgricZoningofficialRegionsOfCountry

rdfresource=ampAgricZoningregof_3gt

ltAgricZoningofficialRegionsOfCountry

rdfresource=ampAgricZoningregof_4gt

ltAgricZoningofficialRegionsOfCountry

rdfresource=ampAgricZoningregof_5gt

ltAgricZoningstatesOfCountry rdfresource=ampAgricZoningestado_11gt

ltAgricZoningstatesOfCountry rdfresource=ampAgricZoningestado_12gt

ltAgricZoningmetroAreasOfCountry

rdfresource=ampAgricZoningmetro_5201gt

ltAgricZoningCountrygt

Descriccedilotildees em RDF de recursos para a coleta de dados cientiacuteficos

wwwEquipServcombrschema2rdfs

RD

F S

ch

em

aR

DF

Equipment Clienthas

String StringString String

category model name city

wwwAgriTempobrschema1rdfs

WeatherStation

longitude

altitude

LandParcel

CountyState

latitude

inpart_of

ampws1

ampws3

ampws4

Stringname

ampeq1

ampRio

ampUbatuba

ampCampinas

ampws2

ampUnicamp

ampEmbrapa

ampSP

ampRJ

in

in

in

in

part_of

part_of

part_of

has

has

has

has

ampws1 = httpwwwembrapabrWeatherStationX

ampws2 = httpwwwiacbrWeatherStationK

ampws3 = httpwwwunicampbrWheaterStationA

ampws4 = httpwwwunicampbrWheaterStationB

ampeq1 = httpwwwembrapabrCameraZ

subClassOf (isA)rlm

typeOf (instance)rlm

other kind of property

DegreesDecMeters

String

String

value

value

OWL ndash Ontology Web Language

Estende o RDF com vocabulaacuterio padronizado e construccedilotildees para definir

Escopo local de propriedades

Disjunccedilatildeo de classes

Combinaccedilotildees de classes

Restriccedilotildees de cardinalidade

Caracteriacutesticas especiais de propriedades (eg transitividade simetria anti-simetria propriedades inversas)rlm

The 3 flavors of OWL

OWL LiteExpressividade restrita (exclui classes enumeradas disjunccedilatildeo cardinalidade arbitraacuteria )

Faacutecil de entender e usar

OWL DL

Equivalente agrave loacutegica descritiva (DL = Description

Logics)

Ainda permite eficiecircncia e computabilidade

OWL Full

Compatiacutevel sintaacutetica e semanticamente com RDF embora mais poderosaPode ocasionar inferecircncias indecidiacuteveis

Disjunction and Equivalence

of Classes

ltowlClass rdfabout=associateProfessorgt

ltowldisjointWith rdfresource=assistantProfessorgt

ltowlClassgt

ltowlClass rdfID=facultygt

ltowlequivalentClass

rdfresource=academicStaffMembergt

ltowlClassgt

Inverse properties

ltowlObjectProperty rdfID=teachesgt

ltrdfsrange rdfresource=coursegt

ltrdfsdomain rdfresource=academicStaffMembergt

ltowlinverseOf rdfresource=isTaughtBygt

ltowlObjectPropertygt

11112010

9

Sintaxe abstrata para OWL

Class(Person partialrestriction (hasChild allValuesFrom(Person)))rlm

Class(Parent completePersonrestriction (hasChild someValuesFrom(Person)))rlm

ObjectProperty(hasChild)rlm

Individual (John type(Person)rlmvalue(hasChild Mary))rlm

Busca em uma ontologia

Pessoa

Santo

S1

IS_A

TYPE_OF

nome

Satildeo Paulo

Time

TimeFutebol

TF1

IS_A

TYPE_OF

nome

Satildeo Paulo

ParcelaTerritoacuterio

Estado

IS_A

Cidade

E1

TYPE_OF

nome

Satildeo Paulo

C1

nome

Satildeo PauloTricolor Paulista

PART_OF

SPARQL (recomendaccedilatildeo W3C)rlm

Exemplo de expressatildeo em SPARQL

SELECTrlmconceptrlmpropertyrlmldquoSatildeorlmPaulordquo

WHERE

concept propertyhasProperty property

FILTER(property name)rlm

Linguagens de Regras (Prolog)

Rules

parent(x z)rlm - father(x z) v mother(x z)

sibling(x y)rlm- parent(x z) and parent(y z)

Knowledge base

father(_Maria _Joatildeo)

father(_Pedro _Joatildeo)

father(_Ana _Joatildeo)

Query

sibling(_Maria x) rArr Yes rArr x = _PedrorArr x = _Ana

RIF (Rule Interchange Format)

A buyer buys an item from a seller if the seller sells it to the buyer John sells LeRif to Mary The fact Mary buys LeRif from John can be logically derived by a modus ponens argument

Document(

Prefix(cpt lthttpexamplecomconceptsgt)

Prefix(ppl lthttpexamplecompeoplegt)

Prefix(bks lthttpexamplecombooksgt)

Group ( Forall Buyer Item Seller (

cptbuy(Buyer Item Seller)

cptsell(Seller Item Buyer)

)

cptsell(pplJohn bksLeRif pplMary)

)

)

Controveacutersia sobre pilha de padrotildees

Peter F Patel-Schneider A Revised Architecture for Semantic

Web Reasoning Third Workshop on Principles and Practices of

Semantic Web Reasoning Dagstuhl Germany September 2005 LNCS 3703 Springer Verlag 2005

Ian Horrocks Bijan Parsia Peter F Patel-Schneider and

James Hendler Semantic Web Architecture Stack or Two

Towers Third Workshop on Principles and Practices of

Semantic Web Reasoning Dagstuhl Germany September

2005 LNCS 3703 Springer Verlag 2005

Peter F Patel-Schneider Building the Semantic Web Tower

from RDF Straw Nineteenth International Joint Conference on Artificial Intelligence Edinburgh Scotland August 2005

11112010

10

Proposta inicial (2000)rlm Proposta regras(2005)rlm

Proposta atualComo estaacute a Web semacircntica hoje

Aacuterea de pesquisa muito ativa

Visa estender o papel dos computadores no

suporte a diversas atividades humanas

Usa ontologias e anotaccedilotildees semacircnticas para

catalogar recuperar e compor dados e serviccedilos

de processamento na Web

Perguntas

11112010

9

Sintaxe abstrata para OWL

Class(Person partialrestriction (hasChild allValuesFrom(Person)))rlm

Class(Parent completePersonrestriction (hasChild someValuesFrom(Person)))rlm

ObjectProperty(hasChild)rlm

Individual (John type(Person)rlmvalue(hasChild Mary))rlm

Busca em uma ontologia

Pessoa

Santo

S1

IS_A

TYPE_OF

nome

Satildeo Paulo

Time

TimeFutebol

TF1

IS_A

TYPE_OF

nome

Satildeo Paulo

ParcelaTerritoacuterio

Estado

IS_A

Cidade

E1

TYPE_OF

nome

Satildeo Paulo

C1

nome

Satildeo PauloTricolor Paulista

PART_OF

SPARQL (recomendaccedilatildeo W3C)rlm

Exemplo de expressatildeo em SPARQL

SELECTrlmconceptrlmpropertyrlmldquoSatildeorlmPaulordquo

WHERE

concept propertyhasProperty property

FILTER(property name)rlm

Linguagens de Regras (Prolog)

Rules

parent(x z)rlm - father(x z) v mother(x z)

sibling(x y)rlm- parent(x z) and parent(y z)

Knowledge base

father(_Maria _Joatildeo)

father(_Pedro _Joatildeo)

father(_Ana _Joatildeo)

Query

sibling(_Maria x) rArr Yes rArr x = _PedrorArr x = _Ana

RIF (Rule Interchange Format)

A buyer buys an item from a seller if the seller sells it to the buyer John sells LeRif to Mary The fact Mary buys LeRif from John can be logically derived by a modus ponens argument

Document(

Prefix(cpt lthttpexamplecomconceptsgt)

Prefix(ppl lthttpexamplecompeoplegt)

Prefix(bks lthttpexamplecombooksgt)

Group ( Forall Buyer Item Seller (

cptbuy(Buyer Item Seller)

cptsell(Seller Item Buyer)

)

cptsell(pplJohn bksLeRif pplMary)

)

)

Controveacutersia sobre pilha de padrotildees

Peter F Patel-Schneider A Revised Architecture for Semantic

Web Reasoning Third Workshop on Principles and Practices of

Semantic Web Reasoning Dagstuhl Germany September 2005 LNCS 3703 Springer Verlag 2005

Ian Horrocks Bijan Parsia Peter F Patel-Schneider and

James Hendler Semantic Web Architecture Stack or Two

Towers Third Workshop on Principles and Practices of

Semantic Web Reasoning Dagstuhl Germany September

2005 LNCS 3703 Springer Verlag 2005

Peter F Patel-Schneider Building the Semantic Web Tower

from RDF Straw Nineteenth International Joint Conference on Artificial Intelligence Edinburgh Scotland August 2005

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Proposta inicial (2000)rlm Proposta regras(2005)rlm

Proposta atualComo estaacute a Web semacircntica hoje

Aacuterea de pesquisa muito ativa

Visa estender o papel dos computadores no

suporte a diversas atividades humanas

Usa ontologias e anotaccedilotildees semacircnticas para

catalogar recuperar e compor dados e serviccedilos

de processamento na Web

Perguntas

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Proposta inicial (2000)rlm Proposta regras(2005)rlm

Proposta atualComo estaacute a Web semacircntica hoje

Aacuterea de pesquisa muito ativa

Visa estender o papel dos computadores no

suporte a diversas atividades humanas

Usa ontologias e anotaccedilotildees semacircnticas para

catalogar recuperar e compor dados e serviccedilos

de processamento na Web

Perguntas