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Ontologiesprachen XML / RDF / OWL in Protegé. Wissensorganisation Seminar Prof. Dr. Spree. Joachim Köpf - Claudia Irle | Wissensorganisation | HAW-Hamburg | WS 08/09. XML / RDF / OWL in Protégé Aufbau · OWL · Code · Demo · Ausblick. Übersicht. Aufbau XML / RDF OWL Code Demo - PowerPoint PPT Presentation
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OntologiesprachenOntologiesprachenXML / RDF / OWL in Protegé
Joachim Köpf - Claudia Irle | Wissensorganisation | HAW-Hamburg | WS 08/09
WissensorganisationSeminar Prof. Dr. Spree
Joachim Köpf - Claudia Irle | Wissensorganisation | HAW-Hamburg | WS 08/09
XML / RDF / OWL in ProtégéAufbau · OWL · Code · Demo · Ausblick
• Aufbau XML / RDF • OWL• Code• Demo• Ausblick
Joachim Köpf - Claudia Irle | Wissensorganisation | HAW-Hamburg | WS 08/09
XML / RDF / OWL in ProtégéAufbau · OWL · Code · Demo · Ausblick
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• Extensible Markup Language• Tagbasierte Metasprache• Wird für die Nutzung von OWL genommen
– da Webstandard
– der Datenaustausch wird unterstützt– einfach zu parsen und plattformunabhängig
XML / RDF / OWL in ProtégéAufbau · OWL · Code · Demo · Ausblick
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• Nachteile von XML: – XML definiert Syntax, aber keine Semantik
– XML-Beschreibungen können für Computer mehrdeutig sein
– Relationen können nicht definiert werden– Noch nicht ausreichend für den Einsatz von OWL
XML / RDF / OWL in Protégé Aufbau · OWL · Code · Demo · Ausblick
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Resource Description Framework • Datenmodell zu Bereitstellung von Metadaten• Aussagen beschreiben Ressourcen und deren
Attribute
=> Tripel
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• Beschreiben Ressourcen und deren Attribute• Bestehen aus Ressource, Eigenschaft, Literal oder
Ressource
Subjekt Prädikat Objekt
Literalbewertete Aussage
Spaghetti Carbonara
Preis 12,90 EUR
Ressourcen-bewertete Aussage
Erika Mustermann
Lieblingsessen Spaghetti Carbonara
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• RDF reicht leider auch noch nicht aus• Modell fehlt, um Daten aus dem RDF-Datenmodell
auszutauschen• Semantik reicht noch nicht für die Beschreibung
von Ontologien aus
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Joachim Köpf - Claudia Irle | Wissensorganisation | HAW-Hamburg | WS 08/09
• Auch noch nicht ausreichend• Keine Beschreibung von Klassen möglich• Kein Konzept für Aufzählung von Datentypen und
Aufzählungen
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• Neutrale Schema-Sprache
• Enthält Basisstrukturen für Klassen und Properties• RDFS-Klassen enthalten Instanzen (Assoziierte
Ressourcen)
rdfs:class Definition von Klassen
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• RDF-Schema auch noch nicht ausreichend• Aussage über Kardinalitäten nicht möglich• Keine Aussage über Eigenschaften von
Eigenschaften• Zu wenige Deskriptoren, um Inferenzierung zu
unterstützen
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• WWeb OOntology LLanguage
• Standardsprache zur Erstellung von Ontologien um im Semantic Web Informationen zu repräsentieren
• W3C Recommendation seit 2004
• Code soll von Software-Agenten verstanden werden
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Joachim Köpf - Claudia Irle | Wissensorganisation | HAW-Hamburg | WS 08/09
• Lite• DL• Full
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Die drei Bausteine von OWL-Ontologien
• Klassen
• Individuen (Objekte in RDF)
• Rollen (Properties in RDFS)
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• OWL kann Klassen logisch kombinieren– Vereinigung– Durchschnitt– Komplement (Gegenteil)
• OWL kann Eigenschaften definieren als– Transitiv (schlussfolgernd)– Symmetrisch– Funktional– Als inverses einer anderen Eigenschaft
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• Fehlen von Informationen ist keine negative Information
– mag(PersonA, GetränkB) -> Person kann auch andere Getränke mögen
• Keine Unique Name Assumption– Verschiedenheit muss explizit ausgedrückt werden– Person A kann nicht die selbe Instanz bezeichnen wie
Person B
OWL:sameAsOWL:differentFrom
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OWL-Ontologie DokumentOWL-Ontologie Dokument
Header
Body
Footer
XML Deklaration und RDF Start Tag
Ontologie-Element
<?xml version="1.0"?><rdf:RDF
>
Namespacedeklarationen
Informationen über die Version
Importierte Elemente
Aussagen über Klassen,Eigenschaften und Individuen
RDF-Endtag</rdf:RDF>
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Header
Informationen zu • Namensräumen• Versionierung• Annotationen
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Exemplarischer Header mit Namespace-Deklaration<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:daml="http://www.daml.org/2001/03/daml+oil#"
xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/"
xmlns="http://www.owl-ontologies.com/travel.owl#"
xml:base="http://www.owl-ontologies.com/travel.owl">
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Exemplarischer Header mit allgemeinen
Informationen zur gesamten Ontologie
<owl:Ontology rdf:about="">
<owl:versionInfo
rdf:datatype="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#string">
1.0
</owl:versionInfo>
<rdfs:comment rdf:datatype="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#string">
An example ontology for tutorial purposes.
</rdfs:comment>
</owl:Ontology>
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Joachim Köpf - Claudia Irle | Wissensorganisation | HAW-Hamburg | WS 08/09
Einfache Klassen | Benennung<owl:Class rdf:ID="Relaxation">
Referenzierung auf diese Klasse innerhalb eines
Dokuments <rdf:resource="#Relaxation“>
Alternativ: <rdf:resource=“http://www.owl-ontologies.com/travel.owl#Relaxation”>
Erweiterung einer importierten Klassendefinition<owl:Class rdf:about="#Relaxation">
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Joachim Köpf - Claudia Irle | Wissensorganisation | HAW-Hamburg | WS 08/09
Einfache Klassen | Referenzierung auf Klasse via
ENTITY
Im Header:<!DOCTYPE rdf:RDF [
<!ENTITY owl "http://www.w3.org/2002/07/owl#" >
]>
Referenzierung:<owl:Class rdf:about="&owl;Thing"/>
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Joachim Köpf - Claudia Irle | Wissensorganisation | HAW-Hamburg | WS 08/09
<owl:Class rdf:about="#US_President"> <equivalentClassrdf:resource="#PrincipalResidentOfWhiteHouse"/>
</owl:Class>
Zwei Klassen besitzen exakt dieselben Instanzen.
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Einfache Klassen | equivalentClass
Joachim Köpf - Claudia Irle | Wissensorganisation | HAW-Hamburg | WS 08/09
<owl:Class rdf:ID="Relaxation">
<owl:Class rdf:ID="Sunbathing">
<rdfs:subClassOf>
<owl:Class rdf:about="#Relaxation"/>
</rdfs:subClassOf>
</owl:Class>
Sunbathing ist subClassOf Relaxation.
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Einfache Klassenbeziehungen | subClassOf
Joachim Köpf - Claudia Irle | Wissensorganisation | HAW-Hamburg | WS 08/09
<owl:Class rdf:about="#Relaxation">
<rdfs:subClassOf rdf:resource="#Activity"/>
<owl:disjointWith rdf:resource="#Sightseeing"/>
<owl:disjointWith rdf:resource="#Sports"/>
</owl:Class>
Relaxation ist disjunkt mit Sightseeing und Sports
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Einfache Klassenbeziehungen | disjointWith
Joachim Köpf - Claudia Irle | Wissensorganisation | HAW-Hamburg | WS 08/09
<owl:Class rdf:about="#Relaxation">
<rdfs:subClassOf rdf:resource="#Activity"/>
<owl:disjointWith rdf:resource="#Sightseeing"/>
<owl:disjointWith rdf:resource="#Sports"/>
</owl:Class>
Relaxation ist disjunkt mit Sightseeing und Sports
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Einfache Klassenbeziehungen | disjointWith
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<owl:Class rdf:ID="Professor">
<rdfs:subClassOf rdf:resource="#Fakultaetsmitglied"/>
</owl:Class>
<owl:Class rdf:ID="Buch">
<rdfs:subClassOf rdf:resource="#Publikation"/>
</owl:Class>
<owl:Class rdf:about="#Fakultaetsmitglied">
<owl:disjointWith rdf:resource="#Publikation"/>
</owl:Class>
Fakultätsmitglied ist disjunkt mit Publikation.
Es folgt durch Inferenz, dass ein Professor kein Buch
ist (Professor ist auch disjunkt mit Buch).
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Einfache Klassenbeziehungen | Inferenz
Joachim Köpf - Claudia Irle | Wissensorganisation | HAW-Hamburg | WS 08/09
<owl:Class rdf:ID="Professor">
<rdfs:subClassOf
rdf:resource="#Fakultaetsmitglied"/>
</owl:Class>
<owl:Class rdf:ID=„Fakultätsmitglied">
<rdfs:subClassOf rdf:resource=„Person"/>
</owl:Class>
Es folgt durch Inferenz, dass ein Professor eine Person
ist.
„subClassOf“ ist transitiv. Einfach ausgedrückt:
Aus xRy und yRz folgt: xRz
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Einfache Klassenbeziehungen | Inferenz
Joachim Köpf - Claudia Irle | Wissensorganisation | HAW-Hamburg | WS 08/09
<Capital rdf:about="#Sydney„/>
Identisch mit<owl:Thing rdf:about="#Sydney">
<rdf:type rdf:resource=„#Capital„>
</rdf:type>
</owl:Thing>
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Individuals
Joachim Köpf - Claudia Irle | Wissensorganisation | HAW-Hamburg | WS 08/09
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Properties von Individuals<owl:DatatypeProperty rdf:about="#hasZipCode">
<rdf:type rdf:resource="&owl;FunctionalProperty"/>
<rdfs:domain rdf:resource="#Contact"/>
<rdfs:range rdf:resource="&xsd;int"/>
</owl:DatatypeProperty>
<Capital rdf:about="#Sydney">
<hasZipCode>33587</hasZipCode>
<hasPart rdf:resource="#BondiBeach"/>
<hasPart rdf:resource="#CurrawongBeach"/>
<hasAccommodation rdf:resource="#FourSeasons"/>
</Capital>
Joachim Köpf - Claudia Irle | Wissensorganisation | HAW-Hamburg | WS 08/09
<owl:Class rdf:ID="Professor">
<rdfs:subClassOf
rdf:resource="#Fakultaetsmitglied"/>
</owl:Class>
<owl:Class rdf:ID="Fakultaetsmitglied">
<rdfs:subClassOf rdf:resource="#Person"/>
</owl:Class>
Es folgt durch Inferenz, dass Professor eine
Subklasse von Person ist.
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Individuals
Joachim Köpf - Claudia Irle | Wissensorganisation | HAW-Hamburg | WS 08/09
Properties definieren• Einschränkung durch
– Domain (RDFS)– Range (RDFS)– Type (RDF)
• 2 Unterklassen von rdf:PropertyObject-Properties (abstrakte Rollen): Individuals mit
Individuals unterschiedlicher Klassen.
Bsp.: <owl:ObjectProperty rdf:about="#hasAccommodation"> <Capital rdf:about="#Sydney">
<hasAccommodation rdf:resource="#FourSeasons"/>
Datatype-Properties (konkrete Rollen): Individuals mit Datenwerten.Bsp.: <owl:DatatypeProperty rdf:about="#hasZipCode">
<Capital rdf:about="#Sydney">
<hasZipCode>33587</hasZipCode>
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Joachim Köpf - Claudia Irle | Wissensorganisation | HAW-Hamburg | WS 08/09
Properties• Einschränkung durch
– Domain (RDFS)
– Range (RDFS)
• 2 Unterklassen von rdf:Property:– Object-Properties (abstrakte Rollen):Individuals mit Individuals
unterschiedlicher Klassen
Bsp.: <owl:ObjectProperty rdf:about="#hasAccommodation">
– Datatype-Properties (konkrete Rollen): Individuals mit Datenwerten
Bsp.: <owl:DatatypeProperty rdf:about="#hasZipCode">
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Property Datatypes• Datatype-Properties können RDF-Literale darstellen
oder auch simple Datentypen, gemäß den XML-Schema Datentypen Vereinbarungen.
• OWL unterstützt die meisten der in XML-Schema enthaltenen Datentypen plus rdfs:Literal
• Alle OWL-Reasoner müssen xsd:integer und xsd:string-Datentypen unterstützten.
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Property Characteristics• TransitiveProperty
P(x,y) and P(y,z) implies P(x,z)
• SymmetricPropertyP(x,y) gdw P(y,x)
gdw (genau dann wenn)
x Property von y genau dann wenn y Property von x
• FunctionalPropertyP(x,y) and P(x,z) implies y = z
• InverseOfP1(x,y) gdw P2(y,x)
• InverseFunctionalPropertyP(y,x) and P(z,x) implies y = z
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Property Restrictions
value constraints (Quantifizierer)schränkt die Range der Property ein
- owl:allValuesFrom (alle) - owl:someValuesFrom (mindestens eine) - owl:hasValue (genauer Wert)
cardinality constraints (Kardinalität)schränkt die Anzahl von Values ein, die eine Property
haben kann.
- owl:maxCardinality (obere Grenze der Anzahl) - owl:minCardinality (untere Grenze der Anzahl) - owl:Cardinality (exakte Anzahl)
Joachim Köpf - Claudia Irle | Wissensorganisation | HAW-Hamburg | WS 08/09
• Dient aktuell nur zur Repräsentation von Wissen • Erfüllt noch keine alltäglichen Zweck• Viel Arbeit, um alles Wissen in Ontologien zu
transportieren• Schwer zu erweitern
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Joachim Köpf - Claudia Irle | Wissensorganisation | HAW-Hamburg | WS 08/09
Vielen Dank für Eure Aufmerksamkeit!
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