PDF de programación - Tecnologías XML y Web Semántica

Tecnologías XML y

Web Semántica

Departamento de Informática

Universidad de Oviedo

Ontologías y Descripción de Recursos

RDF, RDF(S) y OWL
Definición de Ontologías

Perspectivas y Aplicaciones

Algunas aplicaciones
Servicios Web Semánticos

Departamento de Informática

Universidad de Oviedo

Esquema de la Sesión

9-10:30h RDF - OWL
10:30-11h Descanso
11-12:30h Prácticas (Protègè)
12:30h-13h Descanso
13-15h Perspectivas y aplicaciones de la Web Semántica

1ª Parte
Ontologías y Descripción de Recursos

Web Semántica

Reglas

Confianza

Demostración

Datos

Docum.
auto-

descrito

Datos

Lógica

Ontologías

RDF + RDF Schema

XML + Namespaces + XML Schema

Unicode

URI

s
e
l
a
t
i
g
d

s
a
m

i

r
i
F

RDF

RDF

RDF (Resource Description Framework)

Permite describir recursos mediante propiedades y

valores de propiedades

Recurso: Cualquier cosa que pueda nombrarse

mediente una URI

Propiedad: Característica o atributo de un recurso

Tiene asociada una URI y un significado concreto
Puede relacionarse con otras propiedades

Enunciado: Asocia el valor de una propiedad a un

recurso
Ejemplo: Piolín es de color amarillo
Representación gráfica

Amarillo

tieneColor

RDF

RDF define un modelo (= Grafo acíclico dirigido)

Nodos Orígen = URIs
Arcos = URIs
Nodos destino (URIs o literales)

http://www.sentidos.net/tieneColor

Amarillo

http://miDireccion/#piolin

http://purl.org/DC/Creator

mailto:[email protected]

Se podría representar como:
(http://miDirección/#Piolín, http://www.sentidos.net/tieneColor, "Amarillo")
(http://miDirección/#Piolín,http://purl.org/DC/Creator,Warner)

RDF

El modelo RDF se puede representar en sintaxis XML (serialización)

http://www.sentidos.net/tieneColor

Amarillo

http://miDireccion/#piolin

http://purl.org/DC/Creator

mailto:[email protected]

<rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"

xmlns:s="http://www.sentidos.net/"
xmlns:dc=“http://purl.org/DC/”>

<rdf:Description about=”http://miDireccion/#piolin">

<s:tieneColor>Amarillo</s:tieneColor>
<dc:Creator resource=“mailto:[email protected]” />

</rdf:Description>
</rdf:RDF>

Ideas básicas de RDF

Los conceptos fundamentales de RDF son:

Recursos
Propiedades
Enunciados

Ideas Básicas de RDF
Recursos

Un recurso es un objeto (una cosa) del que queremos

decir algo
Ej. Autores, libros, editoriales, lugares, personas, hoteles....

Todo recurso tiene una URI
Una URI puede ser

Una URL
Un nombre único (URN)

Ideas Básicas de RDF
Propiedades

Las propiedades son un tipo especial de recurso
Describen relaciones entre recursos

Ej. "escritoPor", "edad", "título"

Las propiedades también se identifican mediante URIs
Ventajas de usar URIs

Esquema de nombres global, único
Se evita el problema de la homonimia

Ideas básicas de RDF
Enunciados

Los enunciados (statements) asocian propiedades a

recursos

Un enunciado es una tripleta:

Objeto -- Propiedad -- Valor

Los valores de las propiedades pueden ser URIs o

literales
Un literal es una cadena de caracteres

Ejemplo de editor Visual: IsaViz

RDF

Sintaxis abreviada

<rdf:Description rdf:ID="Piolin">

<s:tieneColor>Amarillo</s:tieneColor>
<rdf:type resource="#Canario" />

</rdf:Description>

Si las propiedades no se repiten,
pueden incluirse como atributos

<rdf:Description rdf:ID="Piolin” s:tieneColor=“Amarillo”>

<rdf:type resource="#Canario" />

</rdf:Description>

La declaración de “type” puede

incluirse en la etiqueta

<rdf:Canario rdf:ID="Piolin” s:tieneColor=“Amarillo” />

Sintaxis Abreviada
Notación 3

Sintaxis no XML simplificada que facilita la

representación de tripletas

Objetivo: Legibilidad por desarrolladores

Utilizada por CWM

@prefix : <http://miDireccion/#> .
@prefix dc: <http://purl.org/DC/> .
@prefix rdf: <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#> .
@prefix s: <http://www.sentidos.net/> .

:piolin dc:Creator <mailto:[email protected]>.
:piolin s:tieneColor "Amarillo" .

RDF: Contenedores

Tipos

Bag: Conjunto no ordenado (permite duplicados)
Seq: Lista ordenada (permite duplicados)
Alt: Valor único alternativo (elección de un elemento del contenedor)

Los elementos se indican con <li>
Pueden tener ID (pero no about)
Pueden aplicarse propiedades a los elementos con

aboutEach

<rdf:Description rdf:ID="Película">

<dc:title>El canario peleón</dc:title>
<m:personajes>
<rdf:Bag ID=“ps1”>

<li resource=“http://warner.com/#piolin” />
<li resource=“http://warner.com/#silvester” />

</rdf:Bag>
</m:personajes>

</rdf:Description>

<rdf:Description aboutEach=“#ps1”>

<dc:Creator resource=“mailto:[email protected]” />

</rdf:Description>

RDF: Reificación

Permite definir sentencias sobre sentencias (orden superior)

Ej. El sitio Web de la EUITIO dice que Labra es el profesor de Lógica

(WebEUITIO, dice, s1)
(s1, Subject, labra)
(s1, Predicate, esProfesorDe)
(s1,Object, lógica)

Una descripción define implícitamente un Bag de sentencias
RDF define automáticamente las sentencias como recursos y las

incluye en un Bag

Las sentencias se representan con el tipo predefinido rdf:Statement
Los atributos de rdf:Statement son:

rdf:Subsect
rdf:Predicate
rdf:Object

Es posible añadir otros atributos a las sentencias

RDF: Tipos de Datos

Es posible utilizar tipos de datos
En general se utilizan os tipos de XML Schema

Podrían utilizarse otros tipos de datos

Se usa la notación ^^

<rdf:Description rdf:about="949318">

<uni:nombre>Jose Labra</uni:nombre>
<uni:cargo>Profesor Titular</uni:cargo>
<uni:edad rdf:datatype="&xsd:integer">35<uni:age>

</rdf:Description>

RDF Schema

RDF Schema
Motivación

RDF es un modelo universal que permite describir

recursos definidos en ciertos vocabularios
RDF no asume ni define ningún tipo de semántica de un

dominio concreto

En RDF Schema pueden definirse:

Clases y propiedades
Jerarquías y herencia entre clases
Jerarquías de propiedades

RDF Schema
Clases e individuos

Hay que distinguir entre:

Cosas concretas (individuos) del dominio.

Ej. "Jose Labra", "Lógica"

Clases o conceptos = Conjuntos de individuos que comparten

algunas propiedades (rdfs:Class)

Ej. "Profesor", "Asignatura", "Estudiante", ...

Los individuos que pertenecen a una clase también se

llaman instancias

La relación entre un individuo y la clase se define

mediante rdf:type

RDF Schema
Clases

El uso de clases permite declarar restricciones y evitar

enunciados que no tienen sentido:

Restricciones de Rango
Ej. Juan da clase de Pepe

La propiedad "da clase de" se asigna a asignaturas

Restricciones de Dominio

Ej. Álgebra da clase de Cálculo

La propiedad "da clase de" se aplica a profesores

RDF Schema
Jerarquías

Las clases pueden organizarse en jerarquías
subclassOf define que una clase es una subclase de

otra

A es una subclase de B si todo individuo de A

pertenece a B
Entonces, B es una superclase de A

Una clase puede tener múltiples superclases

RDF Schema
Jerarquía de clases

Personal

Universidad

PAS

Personal
Docente

Catedrático

Profesor
Titular

Profesor
Asociado

Herencia

Un curso sólo puede impartirse por personal docente.
Pepe es Profesor Asociado
Pepe hereda la propiedad de poder impartir un curso de la

clase "personal docente"

La semántica de subclassOf está predefinida

RDF Schema
Jerarquía de Propiedades

Jerarquías entre propiedades subPropertyOf
Ej. Ser padre es una subpropiedad de ser progenitor

Si P es una subpropiedad de Q entonces, P(x,y) se

cumple sólo si Q(x,y)

RDF Schema
Sintaxis XML

rdfs:subClassOf

Perro

rdf:type

rdfs:subClassOf

Animal

rdf:type

Canario

Amarillo

http://www.sentidos.net/tieneColor

Piolin

Pluto

<rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"

xmlns:s="http://www.sentidos.net/">

<rdf:Description rdf:ID="Piolin">

<s:tieneColor>Amarillo</s:tieneColor>
<rdf:type resource="#Canario" />

</rdf:Description>

<rdf:Description rdf:ID="Canario"> <rdf:subClassOf rdf:resource="#Animal"/></rdf:Description>
<rdf:Description rdf:ID="Pluto"><rdf:type rdf:resource="#Perro" /></rdf:Description>
<rdf:Description rdf:ID="Perro"><rdf:subClassOf rdf:resource="#Animal" /></rdf:Description>
<rdf:Description rdf:ID="Animal" />
</rdf:RDF>

RDF Schema
Restricciones

Propiedades básicas:

type: indica pertenencia (el valor debe ser instancia de class)
subClassOf: relación de subconjunto entre 2 clases

Relación transitiva
Una clase puede ser subclase de más de una clase (herencia

múltiple)

Una clase no puede ser subclase de sí misma

Resource

Class

Resource
Class
Property
ConstraintProperty
Literal

Property

type
subClassOf
subPropertyOf
comment
label
seeAlso
isDefinedBy

ConstraintProperty

range
domain

RDF Schema

Otras propiedades

seeAlso: Especifica un recurso que puede proporcionar más

información

isDefinedBy: Subpropiedad de seeAlso que permite indicar un

recurso autor

comment: Asocia un comentario a un recurso
label: Asocia una etiqueta a un recurso

Restricciones

ConstraintResource: Recurso que permite definir restricciones
ConstraintProperty: Propiedad que expresa una restricción
range: Se aplica a una propiedad. El valor debe ser una clase
domain: Se aplica a una propiedad. El valor debe ser una clase

http://www.sentidos.net/tieneColor

range

Color

domain

Cosa

Ontologías: OWL

Ontologías

El término Ontología se utiliza en filosofía como una

disciplina que estudia la naturaleza y organización de
la realidad

En Aristóteles (Metafísica, IV, 1) se define como la

ciencia del ser

En Informática, se utiliza como un artefacto que define:

Un vocabulario compartido que describe un determinado

dominio

Un conjunto de supuestos sobre los términos de dicho

vocabulario, generalmente se utiliza un lenguaje formal
manipulable automáticamente.

Ontologías

Normalmente las ontologías tienen dos componentes:

Nombres de conceptos

Elefante: es un concepto cuyos miembros son animales
Hervíboro: es un concepto cuyos miembros son exactamente
aquellos animales que comen solamente plantas o partes de
plantas

Elefa