OWL (Ontology Web Language) est le langage actuellement utilisé pour la
création des ontologies Web sémantique [Bechhofer et al, 2004]. En se basant sur les fondements du Web sémantique cités dans la section précédente, le W3C fournit un langage qui possède deux caractéristiques importantes. La première est sa base théorique consistante, vu sa relation avec les logiques de descriptions. La deuxième est la possibilité que OWL soit utilisé dans un environnement pratique tel que le Web, en se basant sur les standards Web actuels. Néanmoins, les aspects théoriques et formels des logiques de descriptions existent avant la proposition de OWL. C’est sa capacité à utiliser les standards Web qui permet de le considérer comme le langage d’ontologie par excellence dans le domaine du Web sémantique.
4.1. Le plus de OWL
Le langage OWL reprend toutes les possibilités offertes par les langages qui l’ont précédé. Le langage RDFS permettait, par exemple, déjà de :
• Créer des classes et les nommer comme Personne, Mère, Pays, Algérien,
Etudiant.
• Etablir une relation de subsumption entre les deux classes Mère et Personne. • Indiquer que Sétif et Constantine sont des instances de la classe Willaya. • Déclarer que age est une propriété dont le domaine est une Personne et le
co-domaine est le type entier.
• Affirmer que Younes est une instance de la classe Personne et sa propriété
age a la valeur 29.
En plus de ces possibilités, déjà existantes dans RDFS, avec OWL on peut : • Déclarer que les deux classes Personne et Pays sont des classes disjointes. • Affirmer que Younes et Mounir sont des individus distincts.
• Déclarer que la propriété A-Enfant est l’inverse de la propriété A-Père.
• Déclarer que la classe Algérien est composée des personnes qui ont Algérie comme valeur de la propriété Nationalité.
• Déclarer que Personne- Multi-nationalités est définie comme étant la classe dont les membres sont les personnes qui ont au moins 2 valeurs de la propriété Nationalité.
• Indiquer que la propriété age est fonctionnelle.
Cet exemple montre clairement que OWL est plus évolué que les langages qui ont précédés, spécialement dans le cas de l’expressivité sémantique. Avant de présenter la syntaxe et la sémantique du langage OWL, il faut préciser que ce dernier est subdivisé en trois langages. Cette subdivision est motivée par des contraintes de décidabilité et de puissance d’expressions dans le domaine traité. Ainsi, on trouve trois langages qui sont : 1) Le langage OWL Full qui n’est pas décidable, 2) Le langage
OWL DL dont la sémantique est basée sur celle de la logique de description SHOIN(D), 3) Le OWL Lite qui se base plutôt sur la logique SHIF et qui constitue un sous ensemble du langage OWL DL. Dans la section suivante, nous présentons la syntaxe et la sémantique de OWL.
4.2. Syntaxe et sémantique du langage OWL
Pour utiliser OWL, deux types de syntaxe sont disponibles. Si la première est évidemment basée sur RDFS, la deuxième dite syntaxe abstraite ressemble à la syntaxe abstraite utilisée pour les langages des frames et les langages des logiques de descriptions. Elle est plus appropriée à la lecture et à l’interprétation. Dans
[Patel-Schneider et Horrocks, 2004], on trouve la syntaxe abstraite en détail pour le langage
OWL DL. Le cas de la sémantique est plus clair. La sémantique du langage OWL est
très liée à celle des logiques de descriptions. OWL DL se base sur la logique SHOIN(D) et la sémantique de OWL lite est basée sur SHIF.
La syntaxe du langage OWL est divisée principalement en quatre parties. Une partie pour les constructeurs, une pour les axiomes des classes, une autre pour les axiomes des propriétés et la dernière pour les individus. Les tables suivantes présentent la syntaxe abstraite du langage OWL DL pour chaque partie. Chaque table est divisée en trois colonnes. La première contient la syntaxe des constructeurs et des axiomes du
OWL DL, la deuxième donne la syntaxe équivalente dans la logique SHOIN(D), tandis que la troisième colonne est consacrée à la sémantique associée.
Table I.3: Les constructeurs OWL
Table I.5 : Les axiomes des propriétés.
Table I.6 : Les assertions des individus
L’exemple suivant montre une utilisation réelle de OWL. On s’intéresse à la restriction transitive sur une propriété de type objet. Rappelons qu’une propriété P est transitive si : P(x,y) et P(y,z) implique P(x,z). Dans notre exemple, la propriété
Situé-Dans de la classe Région est transitive. Alors, on peut proposer le code OWL suivant :
<owl:ObjectProperty rdf:ID=" Situé-Dans ">
<rdf:type rdf:resource="&owl;TransitiveProperty" /> <rdfs:domain rdf:resource="&owl;Thing" />
<rdfs:range rdf:resource="#Region" /> </owl:ObjectProperty>
4.3. Techniques et langages d’interrogation pour le Web sémantique
La création d’une ontologie dans n’importe quel domaine n’est pas suffisante pour résoudre le problème posé. C’est l’utilisation de cette ontologie qui constitue la clé de toute solution efficace. Afin d’assurer une bonne utilisation de l’ontologie créée, des techniques et des langages d’interrogation sont proposés. Dans le contexte de l’ontologie Web sémantique, plusieurs langages d’interrogation sont proposés. Ils se basent principalement sur le fait, qu’une ontologie est un document RDF, mais ils diffèrent par d’autres aspects, comme : le choix du modèle de données, l’expressivité dela requête, le support du schéma de données …
Ces langages peuvent êtres regroupés en plusieurs familles. Dans ce qui suit, nous présentons brièvement les principales familles et les principaux langages de chacune d’elles.
4.3.1. La famille des langages inspirés de XML
Les langages de cette famille se basent sur les langages d’interrogations existants pour XML, comme XQuery, XPath.
• « XQuery for RDF » est basé sur l’approche du Web syntaxique [Robie, 2001]. L’idée de ce langage est d’utiliser les possibilités du XQuery en l’appliquant sur un document RDF. Cette application nécessite une normalisation préalable du document puis une définition des fonctions XQuery pour essayer de capturer la sémantique.
• Versa est inspiré par le langage XPath et suit le paradigme fonctionnel [Ogbuji, 2004]. Il propose l’utilisation des expressions qui traitent directement les triplets RDF. Par exemple, l’expression suivante : all() |- rdfs:label -> eq("foo") retourne toutes les ressources ayant comme label « foo ».
4.3.2. La famille SPARQL
Les langages de cette famille considèrent l’ontologie comme étant un triplet RDF sans le support du schéma associé. Les principaux langages de cette famille sont :
• SquishQL est un langage qui ressemble à SQL et propose ainsi une syntaxe simple à utiliser pour les utilisateurs déjà familiarisés avec SQL [Miller et al, 2002]. SquishQL utilise la technique de « canevas de triplets» et la conjonction entre ces derniers pour spécifier le graphe RDF à retourner.
• RDQL (RDF Data Query Langage) constitue une extension pour
SquishQL[Seaborne, 2004]. L’objectif de RDQL est d’avoir un langage
d’interrogation bas niveau pour RDF sans connaître la sémantique réelle des triplets.
• SPARQL est une évolution de RDQL [Prud’hommeaux et Seaborne, 2006]. Les extensions apportées permettent de tester l’absence des noeuds, spécifier les résultats optionnels et construire un nouveau graphe RDF comme résultat, etc.
SPARQL est actuellement au stade de proposition pour le W3C. 4.3.3. La famille RQL
La principale caractéristique des langages de cette famille est la possibilité de combiner les données et les schémas lors d’une interrogation.
• RQL (RDF Query Language) est un langage typé qui suit une approche fonctionnelle [Karvounarakis et al, 2004]. La syntaxe de RQL ressemble à la syntaxe de OQL. Il utilise un modèle formel pour la capture du graphe RDF, puis il interprète les ressources en se basant sur un, ou plusieurs schémas associés. Cette dernière possibilité le rend plus intéressant par rapport aux langages de la famille précédente. L’implémentation de RQL est assurée par le projet Sesame où on peut trouver toute une plateforme de développement autour de ce langage et de ces extensions [SesameSite, 2006].
• eRQL est une variante de RQL qui tente de proposer une simplification maximale pour son utilisation [Tolle et Wleklinski, 2004]. eRQL propose trois constructeurs qui ressemblent au langage de requête des moteurs de recherche. Ainsi, on peut formuler une requête qui contient un seul mot ou une combinaison de mots avec les opérateurs logiques AND et OR.
• SeRQL [Broekstra, 2006] est dérivé de RQL avec de nouvelles caractéristiques telles que le non support des types RDFS, l’extension de l’expression du chemin qui permet de retourner plusieurs valeurs d’une propriété dans une seule expression, l’utilisation de deux filtres basiques (select-from-where et construct-from-(select-from-where). Actuellement, SeRQL est considéré comme le langage utilisé dans le projet Sesame.
4.3.4. La famille des langages déductifs
Dans cette famille, les langages utilisent la notion de règles pour l’interrogation. • N3QL se base sur N3 qui étend RDF par les règles et les variables [Berners-Lee, 2004]. Une requête N3QL est une expression N3 mais sans la possibilité d’exprimer la transitivité.
• TRIPLET est un langage d’interrogation basé sur les règles avec un langage de transformation pour RDF. Sa syntaxe est similaire à F-Logic qui convient à l’interrogation des documents semi-structurés [Sintek et Decker, 2001].
4.3.5. Le langage OWL-QL
Le langage OWL-QL est un langage formel et un protocole pour l’interrogation des ontologies représentées en OWL [Fickes et al, 2004]. Parmi tous les langages présentés précédemment, il est le plus approprié à l’interrogation des documents OWL, avec la possibilité de l’utiliser dans les cas de RDF/RDFS et DAML-OIL. Cependant, l’implémentation actuelle ne permet pas de l’utiliser dans un projet de grande envergure.