Web semântica

web Semântica Danusa R. B. Cunha

Laboratório de Sistemas e Banco de Dados

danusa.cunha@lsbd.ufc.br

Sobre o que vamos

conversar? A Web (Sintática x Semântica)

Tecnologias para a Web Semântica

Aplicações

Conclusões

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 2

histórico

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 3

Web HTTP HTML/CSS/ JavaScript

Web Social Compartilhamento, Grupos, Relacionamentos, Tags...

Web Semântica (visão desde 1998) Raciocinadores, Lógica, Regras...

O que vem por aí?

1990-2000

2000-2010

2010-2020?

a Web “A ideia é que a máquina consiga entender

e interpretar os dados da Web de forma a

raciocinar sobre eles, inferindo novos

conhecimento e provendo informações e

serviços relevantes aos usuários”

The World Wide Web: Past, Present and Future

Tim Berners-Lee

Agosto, 1996

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 4

a Web atual

Páginas direcionadas para pessoas e não para o processamento

O principal foco é apresentação de informações

O processo de interpretação é feito pelos usuários

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 5

1/3

a Web atual

Porque os computadores não conseguem

interpretar as informações?

...faltam informações sobre as Páginas

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2/3

a Web atual...

é apenas Sintática.

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 7

3/3

web Sintática

mecanismos de busca baseados em

palavras-chave

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 8

1/4

web Sintática Grande número de páginas com pouca precisão

Informações distribuídas em várias páginas e

integração manual

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2/4

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 10

3/4

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 11

4/4

web Sintática

Que tal adicionar Semântica às páginas?

web Semântica

Representar o conteúdo da Web para

facilitar o seu processamento

Categorizar as informações para facilitar o acesso

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 12

1/10

web Semântica...

arquitetura em níveis

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 13

2/10

Permite identificar unicamente cada

recurso(ex: figures e páginas HTML) disponível

na Web através de um endereço (Universal

Resource Identifier).

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web Semântica...

arquitetura em níveis

3/10

Permite a criação de marcações para

descrição de informações. A sintaxe das

camadas superiores é baseada em XML.

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 15

web Semântica...

arquitetura em níveis

4/10

Provê um modelo de descrição

lógica de dados

permitindo descrever

assertivas e

informações sobre

um determinado

recurso. I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 16

web Semântica...

arquitetura em níveis

Permite a criação de um vocabulário para

a camada RDF. Com o

RDFS, é possível criar

hierarquia de classes e

propriedades.

5/10

Estende a camada RDFS, provendo um

maior nível de expressividade para a

definição da semântica das informações.

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 17

web Semântica...

arquitetura em níveis

6/10

Responsável prover meios para a realização de consultas sobre o modelo de dados

RDFS/Ontologia.

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web Semântica...

arquitetura em níveis

7/10

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web Semântica...

arquitetura em níveis

Provê um mecanismo de criação de relações entre recursos que não podem ser

descritas diretamente na ontologia.

8/10

É responsável pelo raciocínio e execução

de inferências lógicas a partir da semântica

previamente descrita.

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 20

web Semântica...

arquitetura em níveis

9/10

Camada que provê um mecanismo para

avaliar o nível de confiabilidade das

fontes de recursos e informações

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web Semântica...

arquitetura em níveis

10/10

XML Proposta pelo W3C

Linguagem de marcação extensível

Troca de informações

Usada para criação de novas linguagens

de marcação

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 22

1/7

XML ... um exemplo <eventos>

<evento codigo=“ICongAcaFac”>

<nome> I Congresso Acadêmico das Faculdades FATEPI/FAESPI </nome>

<cidade> Teresina </cidade>

<local> Fatepi </local>

<periodo>

<inicio> 27/10/2011 </inicio>

<fim> 29/10/2011 </fim>

</periodo>

...

</evento>

...

</eventos>

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 23

2/7

XML... XML Esquema

Define a estrutura de um conjunto de

instâncias de documentos XML

Define elementos válidos e seus respectivos

modelos de conteúdo

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 24

3/7

XML... XML Schema Linguagem padrão para descrição de

esquemas XML

Baseada em XML

Um esquema em XML Schema é composto

de:

Definições de tipos

Declarações de elementos

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 25

4/7

XML... XML Schema <?xml version="1.0"?> <xsd:schema xmlns:xsd=http://www.w3.org/2001/XMLSchema> <xsd:element name=“eventos"> <xsd:complexType> <xsd:sequence> <xsd:element ref=“evento" minOccurs="1" maxOccurs="unbounded"/> </xsd:sequence> </xsd:complexType> </xsd:element>

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 26

5/7

XML... XML Schema <xsd:element name=“evento” type=“eventoT” /> <xsd:complexType name = “eventoT”> <xsd:sequence> <xsd:element name=“nome" type="xsd:string"/> <xsd:element name=“cidade" type="xsd:string"/> <xsd:element name=“local" type="xsd:string"/> <xsd:element name=“periodo“ type = “periodoT/> </xsd:sequence> <xsd:attribute name=“codigo" type="xsd:string"/> </xsd:complexType> ... </xsd:schema>

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 27

6/7

XML... Namespaces mecanismo para identificar unicamente os elementos e atributos de

XML

definido através de um URI (ex: URL)

Exemplo: xmlns:xsd=“http://www.w3.org/2001/XMLSchema”

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 28

7/7

web Semântica... Principais tecnologias

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 29

metadados

ontologia

agentes

lógica

metadados

Dados sobre dados!

“informações para a Web que podem ser

compreendidas por máquinas”.

(W3C – World Wide Web Consortium)

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 30

1/28

metadados

“O termo se refere a qualquer informação

utilizada para a identificação, descrição e

localização de recursos.”

(International Federation of Library Associations)

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2/28

metadados As páginas html não trazem metadados

explícitos!

As tags html especificam detalhes de apresentação!

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3/28

Como adicionar semântica às

páginas html?

metadados

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Com XML e RDF....

4/28

metadados... XML é suficiente?

<curso nome= “Banco de Dados” > <professor> Berna Farias </professor> </curso> <professor nome=“Berna Farias”> <leciona> Banco de Dados </leciona> </professor>

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 34

A semântica dos dados não fica explícita!

5/28

metadados... RDF Resource Description Framework

Linguagem baseada em XML para descrever

metadados na Web

Objetiva tornar a semântica dos recursos Web

acessíveis a máquinas

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6/28

metadados... RDF

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 36

recurso propriedade valor

Sentença

+ +

7/28

metadados... RDF

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 37

recurso propriedade valor

Sentença

+ +

É um objeto sobre o qual queremos “falar”! Ex: autores, livros, hotéis...

Deve ter um identificador universal único (URI)

Ex: URL

8/28

metadados... RDF

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 38

recurso propriedade valor

Sentença

+ +

Recursos que descrevem relacionamentos entre recursos

Ex: escrito_por, idade, título...

9/28

metadados... RDF

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recurso propriedade valor

Sentença

+ +

Denomina o recurso ou o dado que se

relaciona ao recurso!

Ex: nome de uma pessoa

10/28

http://www.lia.ufc.br/~danusarbc

criou Danusa Ribeiro

metadados... RDF

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Literal Propriedade

Recurso

o site

11/28

metadados... RDF

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 41

...como uma tripla

(http://www.lia.ufc.br/~danusarbc, http://meudominio.org/criadoPor, “Danusa Ribeiro”)

... como um grafo

http://www.lia.ufc.

br/~danusarbc

Danusa

Ribeiro

criadoPor

12/28

metadados... RDF Representação que pode ser processada

<rdf:RDF>

<rdf:Description

about = “http://www.lia.ufc.br/~danusarbc”>

<b:criadoPor> Danusa Ribeiro </b:criadoPor>

</rdf:Description>

</rdf:RDF>

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 42

13/28

metadados... RDF

Elemento raiz <rdf: RDF>

Contém um conjunto de elementos

<rdf: Description>

o Cada elemento especifica uma sentença sobre

um recurso

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 43

14/28

metadados... RDF <rdf:RDF> <rdf:Description about = “91002043177”> <uni:nome> Berna Farias </uni:nome> <uni:cargo> professor </uni:cargo> </rdf:Description> <rdf:Description about = “CK120”> <uni:nomeDisciplina> Banco de Dados

</uni:nomeDisciplina> <uni:ensinadoPor> Berna Farias

</uni:ensinadoPor> </rdf:Description> </rdf:RDF>

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 44

15/28

metadados... RDF

<rdf:Description about = “92345566994”> <uni:nome> Damires Souza</uni:nome> <uni:cargo> professor </uni:cargo> </rdf:Description> <rdf:Description about = “ILM120”> <uni:nomeDisciplina> Fundamentos de Banco de Dados </uni:nomeDisciplina> <uni:ensinadoPor rdf:resource = “92345566994”/> </rdf:Description>

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 45

Rdf:resource

16/28

Fortalece o relacionamento!!!

metadados... RDF RDF permite descrever recursos

RDF não define a semântica de um domínio

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 46

Como descrever um domínio em particular?

Usando RDF Schema!

17/28

RDF Schema...

Idéias básicas Permite definir termos de um vocabulário

e relacionamentos entre eles

Oferece um significado extra aos recursos

e propriedades RDF

Este significado extra (semântica) especifica

como um termo deve ser interpretado

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 47

18/28

RDF Schema...

Idéias básicas Utiliza-se o RDF Schema em conjunto com o

RDF

RDF Schema é um tipo de dicionário que

pode ser lido por máquinas

48 I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI

19/28

RDF Schema...

Idéias básicas Principais conceitos

Classes

Propriedades

Hierarquia de classes

Hierarquia de propriedades

49 I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI

20/28

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI

Níveis RDF e RDF Schema

Banco de Dados Berna Farias ensinadoPor

RDF

RDFS

prof. adjunto prof. visitante prof. substituto

funcionario

professor

subClassOf

subClassOf

subClassOf

subClassOf

literal

id fone domain domain

range range range

range disciplina

ensinadoPor

envolve

subPropertyOf

domain domain

50

21/28

RDF Schema...

Idéias básicas <rdf:RDF xmlns:rdf = “http://www.w3.org/1999/02/02/22-rdf-

syntax-ns#” xmlns:rdfs = “http://www.w3.org/2000/01/rdf-

schema#”> <rdfs:Class rdf:ID=“funcionario”> <rdfs:comment> Classe de todos os

funcionarios</rdfs:comment> </rdfs:Class> ... 51 I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI

22/28

RDF Schema...

Idéias básicas ... <rdfs:Class rdf:ID=“professor”> <rdfs:comment> Classe de todos os professores

</rdfs:comment> <rdfs:subClassOf rdf:resource=“#funcionario”/> </rdfs:Class> <rdfs:Class rdf:ID=“disciplina”> <rdfs:comment> Classe de todas as

disciplinas</rdfs:comment> </rdfs:Class> ...

52 I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI

23/28

RDF Schema...

Idéias básicas

... <rdf:Property rdf:ID=“envolve”> <rdfs:comment> Relaciona disciplinas a

funcionarios</rdfs:comment> <rdfs:domain rdf:resource=“#disciplina”/> <rdfs:range rdf:resource=“#funcionario”/> <rdf:Property/> ...

53 I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI

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RDF Schema...

Idéias básicas

... <rdf:Property rdf:ID=“ensinadoPor”> <rdfs:comment> Herda domain e o range da

propriedade

envolve</rdfs:comment> <rdfs:subPropertyOf rdf:resource=“#envolve”/> <rdf:Property/> ... </rdf:RDF>

54 I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI

25/28

Consultando RDF com SPARQL

SPARQL é a linguagem recomendada pelo

W3C para recuperação de informações em

documentos RDF/RDFS

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 55

Consultando RDF com SPARQL

• SELECT: Especifica uma projeção sobre os dados como a ordem e a quantidade de atributos e/ou instâncias que serão retornados.

• FROM: Declara as fontes que serão consultadas. Esta cláusula é opcional. Quando não especificada, assumimos que a busca será feita em um documento RDF/RDFS particular.

• WHERE: Impões restrições na consulta. Os registros retornados pela consulta deverão satisfazer as restrições impostas por esta cláusula.

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 56

o resultado de uma

consulta que

retorna o escritor

que escreveu o

livro King Lear e é

casado com

AnneHathaway

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 57

Consultando RDF com SPARQL

Problemas com RDFS RDFS muito limitada para descrever

detalhes dos recursos

Não permite especificar

restrições de cardinalidade

propriedades transitivas, inversas ou

simétricas

disjunção de classes

58 I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI

26/28

RDF e RDFS

Resumindo... RDF: modelo de dados para descrever recursos da Web

RDF: complementa XML oferecendo

significado para o aninhamento de tags

59 I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI

27/28

RDF e RDFS

Resumindo...

RDFS: linguagem para descrever vocabulários para domínios específicos

RDFS: linguagem primitiva para descrição de ontologias

60 I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI

28/28

web Semântica... Principais tecnologias

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 61

metadados

ontologia

agentes

lógica

Ontologia Ramo da filosofia que lida com a natureza e

organização da realidade

Ciência do ser (Aristóteles)

O que é ser ?

Quais as características

comuns a todos os seres?

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 62

1/9

Ontologia

“Uma ontologia é uma

especificação explícita e

formal de uma

conceitualização

compartilhada”. (Gruber)

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 63

2/9

Ontologia Especificação explícita: engloba definições de

conceitos, instâncias, relações, restrições e axiomas

Formal: é declarativamente definida, portanto,

compreensível para agentes e sistemas

“Uma ontologia é uma especificação explícita e formal de uma conceitualização compartilhada”.

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 64

3/9

Ontologia Conceitualização: trata-se de um modelo

abstrato de uma área de conhecimento

Compartilhada: trata-se de um conhecimento

consensual

“Uma ontologia é uma especificação explícita e formal de uma conceitualização compartilhada”.

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 65

4/9

Ontologia

“A definição dos termos utilizados

na descrição e na representação

de uma área do conhecimento.”

(W3C – World Wide Web Consortium)

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 66

5/9

Ontologias

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 67

Por que Ontologias?

6/9

Ontologias 1. Para compartilhar conhecimento comum sobre a estrutura da

informação:

o Entre pessoas

o Entre agentes de software

2. Para permitir a reutilização do conhecimento sobre um

domínio:

o Para evitar a “reinvenção da roda”

o Para introduzir padrões que permitam a interoperabilidade entre aplicações

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 68

7/9

Ontologias Classificação quanto à expressividade e

grau de formalismo

oVocabulários

oGlossários

o Tesauros

o Taxonomias

o Redes Semânticas

oOntologias

Objetivam oferecer um vocabulário compartilhado para a troca de informações

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 69

8/9

Ontologias Devem prover descrições para:

oClasses (“conceitos”) nos vários domínios

de interesse

o Relacionamentos entre esses “conceitos”

o Propriedades que essas “conceitos”

devem possuir

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 70

9/9

Linguagens para a definição de Ontologias

Requisitos

o Sintaxe bem-definida (informação

poderá ser processada)

o Semântica formal (define o

conhecimento precisamente, permite

raciocinar sobre o conhecimento)

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 71

1/2

Linguagens para a definição de Ontologias

Requisitos

o Suporte para raciocínio (permite checar

a consistência da ontologia, classificar

instâncias)

o Poder de expressividade

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 72

2/2

A linguagem OWL É uma evolução da linguagem DAML + OIL

Proposta pelo W3C

Projetada para descrever a estrutura de um domínio em termos de

oClasses

o Instâncias

oPropriedades

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 73

1/3

A linguagem OWL

OWL Full OWL DL OWL Lite

Ferramentas, raciocínio mais eficiente...

Expressividade

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 74

2/3

A linguagem OWL

Cabeçalho

<?xml version="1.0"?>

<rdf:RDF

xmlns:owl="http://www.w3.org/2002/07/owl#"

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

xmlns:rdfs="http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#"

xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#">

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 75

3/3

A linguagem OWL...Classes

Classes

<owl: Class rdf: ID=“ProfessorAdjunto”>

<rdfs: subClassOf rdf:resource=“#Professor”/>

</owl: Class>

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 76

1/3

A linguagem OWL...Classes

TransitiveProperty

Se o par (x, y) de instâncias se relaciona através uma

propriedade transitiva P, e o par (y, z) se relaciona

por P, então o par (x, z) também se relacionam

através de P, pela transitividade.

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 77

2/3

A

B C

Se um funcionário A é subordinada à um funcionário B e este por sua vez é

subordinado a um terceiro funcionário C, então infere-se que o funcionário A é

subordinado ao funcionário C.

A linguagem OWL...Classes SymmetricProperty

As propriedades podem ser declaradas simétricas,

isto é, se P é simétrica, e o par (x, y) se relacionam por

P, então (y, x) também se relacionam por P. Essa

característica impõe que o domínio e alcance de P não podem ser arbitrários.

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 78

3/3

O matrimônio é uma relação entre duas pessoas que pode ser modelada em uma propriedade simétrica. Se uma pessoa de nome Gabriel é casada com outra pessoa de nome Bárbara, a recíproca será verdadeira.

G B

A linguagem OWL...

Propriedades FuncionalProperty

Dado um sujeito qualquer, uma propriedade funcional obriga a existência da restrição de unicidade para o valor do objeto. É equivalente a afirmar que a propriedade tem a restrição de mínima cardinalidade igual a 0 e máxima cardinalidade igual a 1.

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 79

1/13

Um curso de graduação é chefiado por apenas um coordenador.

Computação

José Maria

A linguagem OWL ...

Propriedades InverseFuncionalProperty

Representa a inversa da propriedade funcional. Usado quando se quer restringir unicamente o valor do sujeito em relação a valores de objetos.

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 80

2/13

Uma classe de códigos especiais funciona como números de serial para ativação de uma classe de produtos. Modelando este exemplo como propriedade inversamente funcional, apenas uma instância de código especial poderá estar relacionada com vários produtos.

Y7809-73HYY-9324I-932AS

A linguagem OWL...

Propriedades unionOf

Uma nova classe como sendo a união de duas ou mais classes.

A classe de acadêmicos é a união das classes dos docentes e dos discentes existentes em

uma universidade.

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 81

3/13

A linguagem OWL...

Propriedades intersectionOf

Alternativamente, uma classe pode surgir a partir da interseção de duas ou mais classes.

Pode-se especificar uma nova classe de alunos professores através da interseção das

classes docente e discente.

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 82

4/13

A linguagem OWL...

Propriedades complementOf

Permite declarar classes complementares

umas as outras.

A classe de servidores administrativos de uma

universidade pode ser especificada como o

complemento da classe dos docentes em

relação à classe de todos os funcionários.

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 83

5/13

A linguagem OWL...

Propriedades oneOf

Uma classe pode ser descrita como uma

enumeração de indivíduos.

Por exemplo, a classe diasDaSemana pode

ser declarada como oneOf dos elementos

Domingo, Segunda, Terça, Quarta, Quinta,

Sexta, e Sábado.

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 84

6/13

A linguagem OWL... Propriedades

allValuesFrom

Restringe todos os valores de uma

propriedade a uma determinada classe.

Equivale ao uso do quantificador um universal

nos valores das propriedades.

Disciplinas obrigatórias só podem ser

lecionadas por professores efetivos.

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 85

7/13

A linguagem OWL...

Propriedades someValuesFrom

Determina que deve existir pelo menos uma

instância da classe especificada como valor

de propriedade. Equivale ao uso do

quantificador existencial nos valores das

propriedades.

Um professor deve lecionar pelo menos

uma disciplina do curso de graduação.

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 86

8/13

A linguagem OWL... Propriedades

hasValue

Especifica um determinado indivíduo

como valor de uma propriedade.

As disciplinas de banco de dados

devem ser lecionadas pela professora

Ana Carolina Salgado.

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 87

9/13

A linguagem OWL...

Propriedades minCardinality

Pode-se afirmar a cardinalidade mínima de

valores em uma propriedade. Afirmar que a

cardinalidade mínima é 0 apenas explicita

que a propriedade não é obrigatória. Dizer

que a cardinalidade mínima é 1, afirma a

obrigatoriedade da mesma.

Disciplinas têm, no mínimo, um crédito.

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 88

10/13

A linguagem OWL...

Propriedades maxCardinality

Também se pode afirmar a cardinalidade máxima

dos valores de uma propriedade. Afirmar que a

cardinalidade máxima é 0 equivale a dizer que

propriedade não pode ser aplicada. Afirmar que a

cardinalidade máxima é 1, implica em afirmar que

só podemos ter no máximo um elemento para

aquela propriedade.

O máximo de créditos permitidos em uma matrícula

são 32.

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 89

11/13

A linguagem OWL...

Propriedades

cardinality

Significa afirmar que as cardinalidades

mínima e máxima tem o mesmo valor.

Professores efetivos têm carga-horária de

exatamente 40 horas.

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 90

12/13

A linguagem OWL...

Propriedades • equivalentClass: Pode-se afirmar que duas classes são

equivalentes quando estas possuem a mesma extensão de classe, ou seja, o mesmo conjunto de instâncias. Ex: Em uma universidade a classe dos professores é equivalente à classe dos docentes.

• disjointWith: Pode-se declarar que duas classes são disjuntas. Tem significado oposto ao do equivalentClass.

• equivalentProperty: É possível afirmar que duas propriedades são equivalentes quando estas possuem o mesmo significado. Ex: Tanto faz dizer que um professor ensina uma disciplina como dizer que o mesmo leciona a disciplina.

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 91

13/13

Ontologia Universidade

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 92

A linguagem OWL União de classes

<owl:Class rdf:ID=“pessoasUni”>

<owl:unionOf rdf:parseType = “Collection”>

<owl:Class rdf:about = “professor”/>

<owl:Class rdf:about = “aluno”/>

</owl:unionOf>

</owl:Class>

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 93

1/3

A linguagem OWL Interseção de classes

<owl:Class rdf:ID = “professorCS”> <owl:intersectionOf rdf:parseType=“Collection”> <owl:Class rdf:about = “professor”/> <owl: Restriction> <owl:onProperty rdf:resource=“#pertenceA”/> <owl:hasvalue rdf:resource=“#DepartamentoCS”/> </owl:Restriction> </owl:intersectionOf> </owl:Class>

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 94

2/3

A linguagem OWL Criação de instâncias

<rdf:Description rdf:ID = “91887711”> <rdf:type rdf:resource =“#professor”> </rdf:Description> Ou <professor rdf:ID = “91887711”/>

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 95

3/3

Etapas do Projeto de uma

Ontologia 1. Determinar o escopo

2. Considerar o reuso

3. Enumerar termos

4. Definir taxonomia

5. Definir propriedades

6. Definir restrições

7. Definir instâncias

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 96

1/9

1. Determinar o escopo Qual o domínio a ser coberto pela ontologia?

Para quê será usada esta ontologia?

Para que tipo de questões a informação na ontologia

deve oferecer respostas?

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 97

2/9

2. Considerar o reuso Por que reutilizar outras ontologias?

o Para poupar esforços

o Para interagir com as ferramentas que

usam outras ontologias

o Para empregar ontologias que foram

validadas através do uso em outras

aplicações.

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 98

3/9

3. Enumerar termos Quais os termos sobre os quais vamos falar?

Quais as propriedades desses termos?

O que queremos dizer sobre esses termos?

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 99

4/9

4. Definir taxonomia

Definir as classes que irão compor a ontologia

Definir a hierarquia das classes, incluindo os

conceitos de superclasses e subclasses

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 100

5/9

5. Definir propriedades Definir as propriedades de objetos que definem

relacionamentos entre classes

Definir propriedades de dados

Definir domain e range para as propriedades

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 101

6/9

6. Definir restrições

Restrições sobre Propriedades (facetas)

descrevem ou limitam o conjunto de valores

possíveis para as propriedades

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 102

7/9

7. Definir instâncias Criar as instâncias das classes

Atribuir os valores das propriedades para

as instância de acordo com as restrições

definidas

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 103

8/9

Exemplo

Criar uma ontologia para representação de

relações de parentesco

Quais termos serão representados pela

ontologia?

Pai, mãe, filho, filha, irmã, irmão...

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 104

9/9

Ontologias... Ferramentas Editores de Ontologias e de Metadados. Ex.:

OilEd, OntoEdit, Protégé

Ferramentas de Visualização. Ex.: OilViz (do

OilEd), TGViz

Mecanismos de Inferência (reasoners). Ex.:

JESS, FaCT, RACER, Pellet

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 105

Bibliotecas de... Ontologias Reutilização de ontologias é importante!

Sistemas de gerência de bibliotecas de

ontologias oferecem

o Suporte à reutilização

o Infra-estrutura para armazenamento, busca e

recuperação de ontologias

o Mecanismos de tradução de ontologias

o Suporte para a edição de ontologias

Ex: Ontolingua, WebOnto, Ontology Server

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 106

web Semântica... Principais tecnologias

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 107

metadados

ontologia

agentes

lógica

Agentes de Software

“Em vez de fazer tudo para os usuários, os

agentes (de software) vão achar

maneiras possíveis de atender às suas necessidades, e então oferecer as

opções ao usuário.”

(James Hendler)

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 108

1/8

Agentes de Software

Características

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 109

Comportam-se mais como um assistente do

que como uma ferramenta

Autonomia

Interatividade Proatividade

Mobilidade

Adaptatividade

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Agentes de Software na Web Semântica

Serão responsáveis por:

oCoordenar tarefas de busca

oComparação e negociação na rede

Não vão agir de modo 100% autônomo

Vão realizar o trabalho “pesado” para

que o usuário tome decisões

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 110

3/8

Agentes de Software na Web Semântica

Vão se comunicar através do

compartilhamento de ontologias do

domínio

Ontologias servirão como base para a troca

de informações entre agentes de software

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 111

4/8

Agentes de Software na Web Semântica

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 112

E se não existir uma única ontologia?

Como os agentes de software determinam se conceitos

compartilhados são semanticamente

equivalentes?

Como agentes de software determinam se conceitos diferentes têm o mesmo

significado?

Como agentes de software determinam se suas

ontologias pertencem a um mesmo domínio?

5/8

Como prover a interoperabilidade semântica

entre os agentes?

Alinhamento de ontologias!

Agentes de Software na Web Semântica

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 113

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Agentes de Software

Interoperabilidade semântica

Agente 1

Ontologia 1

Agente 2

Ontologia 2

alinhamento

mapeamentos semânticos (O1, O2)

Domínio A

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 114

7/8

Alinhamento de Ontologias

On

tolo

gia

1

On

tolo

gia

2

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 115

Publicação

Autor String

Ano Integer

Livro

Editora String

ISBN String

Periódico

Classf. String

Artigo

Confer. String

Livro

Editora String

ISBN String

Autor

nome. String

Artigo

Confer. String

Ano Integer

8/8

web Semântica... Principais tecnologias

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 116

metadados

ontologia

agentes

lógica

Lógica

Como pode ser usada na

Web Semântica?

Para descobrir novos conhecimentos e auxiliar na

tomada de decisões

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 117

1/6

Lógica Pode ser usada para descobrir

conhecimento ontológico que não está explícito

Ex:

o Todos os professores são funcionários da universidade

o Se Berna é uma professora então Berna é uma funcionária da universidade

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 118

2/6

Lógica Pode ser usado por agentes inteligentes

para auxiliar a tomada de decisões

Ex:

Um agente de compras pode decidir

oferecer um desconto para um cliente

com base na seguinte regra

clienteFiel(X) desconto(5%)

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 119

3/6

Lógica Pode oferecer explicações para

conclusões

Os passos para se chegar a uma conclusão

podem ser rastreados

o Recursos importante porque aumenta a

confiança dos usuários

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 120

4/6

Lógica Explicações são necessárias para a

comunicação entre agentes

Agente 1 Agente 2

Você me deve R$100,00

Por que?

compra(X, Item) ٨ preco(Item,P) ٨ entrega (Item, X) deve(X, P)

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 121

5/6

Lógica

Deverá ser capaz de ser

processada...

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 122

6/6

Conclusão • A Web Semântica é uma evolução da Web

atual o Agentes farão o “trabalho pesado”

o Ontologias serão usadas para definição de vocabulários comuns para os agentes

o A troca de informações entre os agentes poderá ser feita com linguagens baseadas em XML

o Estratégias de negociação poderão ser escritas em lógica

• O primeiro passo poderá ser dados pelas grandes organizações

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 123

Conclusão

Grande desafio:

adoção da tecnologia!

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 124

Bibliografia • ANTONIOUS Grigoris; Harmelen Frank van. (2008). “A Semantic Web Primer”, Second

Edition,Cambridge, MIT Press, Massachusetts. • ALLEMANG Dean, Hendler, Dim.(2008). Semantic Web for the Working Ontologist, 1st

edition. Morgan Kaufmann publ., Amsterdam, Netherlands. • BERNERS. T.B.; HENDLER; J., LASSILA, O. (2001) The Semantic Web. Scientific American, maio 2001. Disponível em: <http://www.scientificamerican.com/2001/050lissueberners- lee.html> • GRUBER, T. (1993). “Toward Principles for the Design of Ontologies Used for Knowledge

Sharing”, Knowledge Systems Laboratory, Stanford University. • HORROCKS Ian, et al. (2004), “SWRL: A Semantic Web Rule Language Combining OWL

and RuleML”, W3C Member Submission • LACY Lee W. (2004). Representing information using the Web Ontology Language, 1st

edition. Trafford. Michigan, United States.

• SEGARAN et al .(2009). Programmimg the Semantic Web. O´Reilly publishing. New York,

United States of America.

• POLLOCK J. T. (2009). Semantic Web for Dummies. Wiley publishing Inc. Indianápolis, Canada.

• XML: eXtensible Markup Language. Disponível em: <http://www.w3.org/XML/>.

• XML Schema: Disponível em: < http://www.w3.org/XML/Schema>.

• RDF: Resource Description Framework. Disponível em: http://www.w3.org/RDF/.

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 125

I Congresso Acadêmico das faculdades FATEPI/FAESPI 126

Obrigada!!! danusa.cunha@lsbd.ufc.br

Agradecimentos à Berna Farias pela concessão dos slides e ideias!!