Web semântica e ontologias - um estudo de caso

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Estudo de Caso sobre Web Semântica e Ontologias, desenvolvido em JAVA.

Text of Web semântica e ontologias - um estudo de caso

  • ALISON ROBERTO DE OLIVEIRA CARVALHO CAIO FUNES NASCIMENTO

    WEB SEMNTICA E ONTOLOGIAS: UM ESTUDO DE CASO

    FRANCA 2009

    Trabalho de Concluso de Curso apresentado como exigncia parcial, para a obteno do grau no curso de Cincia da Computao, da Universidade de Franca.

    Orientador: Prof. Dr. Daniel Facciolo Pires

  • Catalogao na fonte Biblioteca Central da Universidade de Franca

  • Carvalho, Alison Roberto de Oliveira C321w Web semntica e ontologias : um estudo de caso / Alison Roberto de

    Oliveira Carvalho, Caio Funes Nascimento ; orientador: Daniel Facciolo Pires.

    2009

    78 f. : 30 cm.

    Trabalho de Concluso de Curso. Bacharel em Cincia da Computao

    1. Informtica Internet Semntica. 2. Computao Web semntica. 3. Web semntica Ontologias. 4. Ontologia (CERCOnt) Metodologia 101 (desenvolvimento). I. Nascimento, Caio Funes. II. Universidade de Franca. III. Ttulo.

    CDU 681.324:801.54

  • ALISON ROBERTO DE OLIVEIRA CARVALHO CAIO FUNES NASCIMENTO

    WEB SEMNTICA E ONTOLOGIAS: UM ESTUDO DE CASO

    Orientador: __________________________________________________ Nome: Prof. Dr. Daniel Facciolo Pires. Instituio: Universidade de Franca.

    Examinador: _________________________________________________ Nome: Instituio:

    Examinador: _________________________________________________ Nome: Instituio:

    Franca, ____ / ____ / ______

  • DEDICAMOS, aos nossos pais, pela educao e apoio sem medidas; ao nosso orientador Prof. Dr. Daniel Facciolo Pires, pela pacincia e por acreditar em ns no decorrer da pesquisa, e a todas as pessoas que fizeram este trabalho tornar-se possvel.

  • AGRADECEMOS, a Deus por dar-nos inteligncia e sade; ao nosso orientador Prof. Dr. Daniel Facciolo Pires; aos nossos pais e amigos que estiveram ao nosso lado durante o desenvolvimento deste trabalho; s pessoas que de algum modo fizeram com que o desenvolvimento deste trabalho fosse possvel.

  • RESUMO

    CARVALHO, Alison Roberto de Oliveira; NASCIMENTO, Caio Funes. Web Semntica e Ontologias: Um Estudo de Caso. 2009. 78 f. Trabalho de Concluso de Curso (Graduao em Cincia da Computao) Universidade de Franca, Franca.

    Este trabalho props o desenvolvimento de uma ontologia baseado nos conceitos da Web Semntica. Esta Ontologia de nome CERCOnt destina-se a classificao de cabos utilizados para a construo de redes de computadores, tais como suas aplicaes e propriedades. A metodologia 101 foi utilizada para o desenvolvimento da CERCOnt pela sua facilidade e simplicidade. Uma aplicao em JAVA foi desenvolvida com a API JENA para testar a eficincia da CERCOnt de modo que esta pudesse responder questes de sua competncia. A ontologia foi representada computacionalmente em RDF Schema, e inferncias feitas nesta em SPARQL.

    Palavras-chave: Web Semntica; Ontologia; CERCOnt.

  • ABSTRACT

    CARVALHO, Alison Roberto de Oliveira; NASCIMENTO, Caio Funes. Web Semntica e Ontologias: Um Estudo de Caso. 2009. 78 f. Trabalho de Concluso de Curso (Graduao em Cincia da Computao) Universidade de Franca, Franca.

    This project aimed the development of an ontology based on Semantic Web concepts. This Ontology named CERCOnt is intended for classification of used cables for networks construction, such as it applications and properties. The methodology 101 was used for CERCOnt development for its facility and simplicity. An application in JAVA was developed with API JENA to test the CERCOnt efficiency, so that it could answer the questions of its competence. The ontology was represented computer in RDF Schema, and inferences did in ontology in SPARQL.

    Keywords: Semantic Web; Ontology; CERCOnt.

  • LISTA DE FIGURAS

    Figura 1 - Arquitetura das camadas da Web Semntica 15

    Figura 2 - Taxonomia de cabos para rede de computadores 23

    Figura 3 - Exemplo de cdigo em HTML 24

    Figura 4 - Exemplo de cdigo em XML 24

    Figura 5 - Exemplo de um documento RDF 26

    Figura 6 - Exemplo de um documento em RDFSchema 27

    Figura 7 - Protg em funcionamento 30

    Figura 8 - Hierarquia e relacionamento das interfaces. 31

    Figura 9 - Exemplo de documento RDF para consulta em SPARQL

    34

    Figura 10 - Protg com SPARQL integrado 36

    Figura 11 - Definio dos Tipos Semnticos da CERCOnt 41

    Figura 12 - Criao da Classe Fibra_Optica, no arquivo CERCOnt.rdfs 48

    Figura 13 - Definio das propriedades da Classe Nao_Blindado 48

    Figura 14 - Exemplo de instncia da classe Fibra_Optica 49

    Figura 15 - Tela principal da aplicao JCERCOnt 50

    Figura 16 - Implementao do boto Inferir Modelo 51

  • Figura 17 - Mtodo infereModelo() da classe CERCOnt.java 52

    Figura 18 - Resposta para a questo 1 53

    Figura 19 - Resposta para a questo 2 54

    Figura 20 - Resposta para a questo 3 55

    Figura 21 - Resposta para a questo 4 56

    Figura 22 - Resposta para a questo 5 57

    Figura 23 - Resposta para a questo 6 58

    Figura 24 - Resposta para a questo 7 59

    Figura 25 - Primeira parte da consulta SPARQL do boto 1 60

    Figura 26 - Segunda parte da consulta SPARQL do boto 1 61

    Figura 27 - Consulta SPARQL do boto 2 62

  • SUMRIO

    INTRODUO .......................................................................................................... 11 1 WEB SEMNTICA .................................................................................... 13 1.1 CONSIDERAES INICIAIS .................................................................... 13 1.2 WEB ATUAL x WEB SEMNTICA ............................................................ 13 1.3 ONTOLOGIAS........................................................................................... 16 1.3.1 Tipos de Ontologias .................................................................................. 17 1.3.2 Metodologias para Construo de Ontologias .......................................... 18 1.3.2.1 Metodologia Cyc........................................................................................ 18 1.3.2.2 Metodologia Ushold ................................................................................... 19 1.3.2.3 Metodologia Methontology ........................................................................ 20 1.3.2.4 Metodologia 101 ........................................................................................ 20 1.4 EXTENSIBLE MARKUP LANGUAGE (XML) ............................................ 24 1.5 RESOURCE DESCRIPTION FRAMEWORK (RDF) E RDFSCHEMA ...... 25 1.6 ONTOLOGY WEB LANGUAGE (OWL) .................................................... 27 1.7 CONSIDERAES FINAIS ...................................................................... 28 2 FERRAMENTAS PARA A WEB SEMNTICA......................................... 29 2.1 CONSIDERAES INICIAIS .................................................................... 29 2.2 PROTG ................................................................................................. 29 2.3 API JENA .................................................................................................. 30 2.4 INFERNCIAS .......................................................................................... 32 2.4.1 Inferncia baseada em ontologias............................................................. 32 2.4.2 Inferncia baseada em regras ................................................................... 33 2.5 API SPARQL ............................................................................................. 33 2.6 CONSIDERAES FINAIS ...................................................................... 36 3 DESENVOLVIMENTO DA ONTOLOGIA COM A METODOLOGIA 101 .. 37 3.1 CONSIDERAES INICIAIS .................................................................... 37 3.2 ESCOLHA DA METODOLOGIA................................................................ 37 3.2.1 Determinar o Domnio e Escopo da Ontologia .......................................... 38

  • 3.2.2 Considerar o Reuso de Outras Ontologias ................................................ 39 3.2.3 Enumerar os Termos Importantes da Ontologia ....................................... 39 3.2.4 Definir Classes e Hierarquia de Classes ................................................... 40 3.2.5 Definir as Propriedades das Classes ........................................................ 42 3.2.6 Definir os Valores das Propriedades ......................................................... 44 3.2.7 Criar Instncias ......................................................................................... 44 3.3 CONSIDERAES FINAIS ...................................................................... 46 4 DESENVOLVIMENTO DE UMA APLICAO PARA CONSULTA ONTOLOGIA ............................................................................................................. 47 4.1 CONSIDERAES INICIAIS .................................................................... 47 4.2 IMPLEMENTAO DA ONTOLOGIA CERCONT COM A FERRAMENTA PROTG ................................................................................................................. 47 4.2.1 Entendendo o arquivo CERCOnt.rdfs ....................................................... 48 4.2.2 Entendendo o arquivo CERCOnt.rdf ......................................................... 49 4.3 DESENVOLVIMENTO DA APLICAO PARA CONSULTA JCERCOnt . 49 4.4 CONSIDERAES FINAIS ...................................................................... 62 CONCLUSO ........................................................................................................... 64 REFERNCIAS ..............................................................