owl

fondé surrdf, et prohe deslangagesobjets.

La seonde est une initiative sponsorisée par la ommunauté européenne projet On-T

o-Knowledge,a permis laspéiation du formalismeoil (ontology inferene layer) [17℄ ,basé

surxml et,orant desprimitivesinspiréesdeslogiquesde desription.

Lafusion deesdeux langagesadonné naissaneau formalismedaml+oil[15℄ quiherhe

à ombiner toutes les aratéristiques de daml-ont, d'oil, de rdfs, et de rdf. daml+oil a

servi de basepour laoneption duformalisme owl standardisé par lew3.

2.2.2 owl

owlest une reommandationdu w3 6

pour indexer, à l'aided'ontologies, lesressoures du

Web. L'objetif de ette approhe est de permettre d'automatiser l'interprétation de la

signi-ation desressouresduWeb enannotant esressouresave destermes ontologiques traitables

en mahine. owl, permet à la foisd'annoter les données et de faire ertains raisonnements sur

5

http://www.daml.org/

6

WorldWideWebConsortium.http://www.w3.org/

les données. Pour ela,le formalisme owl ore en plus des onstruteurs du formalisme rdfs,

d'autresonstruteurs qui vont permettre deréaliserdes raisonnements.

Undesobjetifsimportantsdeowlestdepouvoirassurerquelesraisonnementsquipeuvent

êtresréaliséssurlesontologiessoitdéidables,'est-à-direqu'ilsoitpossibledeonevoirun

algo-rithmequipuissegarantirdedéterminer,dansuntempsni,siouiounonlesdénitionsfournis

par uneontologieowl peuvent être déduitesd'uneautreontologie. L'impossibilitéd'obtenirun

formalisme à la fois ompatible ave rdfs et dont les raisonnements assoiés soient déidables

apoussé lesonepteurs duformalisme d'ontologie owlà en spéiertroissous-formalismes de

ompatibilité etd'expressivité roissantemais, de déidabilité déroissante:owl lite,owl dl

etowl full.

2.2.2.1 Les inuenes de owl

La oneption du langage owl a étéinuenée à lafois par (1) les langagespréexistants sur le

Web, enpartiulier rdf etrdfs,(2) lalogiquede desriptionet(3)les langagesde frames.

La première etprinipale soure d'inuenede owl est issuede ses prédéesseurs.Parmi

les impératifs de oneptiondu langage owl gure laompatibilité ave rdf. Celle-i se

traduit par l'utilisation de rdf/xml omme syntaxe onrète de owl. owl a également

étéinspiré dedaml+oilpour sasémantique.

Le domaine de la logique de desription (Desription Logis) est la seonde soure

d'in-uenedeowl.Ellea,d'unepart,inuenélehoixdespéier lasémantiquedulangage

parlathéoriedumodèle.D'autrepart,lesétudessurlaomplexitémenéesdansedomaine

ont également orienté les hoix des onstrutions du langage. En eet, un autre objetif

important deowl estde pouvoirassurer qu'ilest possible de luiassoierun moteur

d'in-férenedéidable basésure langage.

Enn, la troisième soure d'inuene est le domaine des Frames (Frames paradigm) qui

onsisteàregrouperl'ensembledesinformationsquiserattahent àunmêmeélément.Cei

ainuené lastruturation de lasyntaxe abstraite de owl.

Nousdérivons,dansequisuit,lesonstruteursoertsparowllitequiestlesous-ensemble

d'owl le moins expressif. Les limitations apportées à owl lite par rapport à owl dl et owl

full, produisent un sous-ensemble pratique etminimal des aratéristiques du formalisme owl

dont la mise en ÷uvre est laplus simple pour les développeurs d'outils d'inférene et dont les

possibilitéssemblent susantes pour beauoup deas d'appliations.

2.2.2.2 Construteursde lasses

owl lite permetde délarerdeslasses, lesorganiser en unehiérarhiede subsumption omme

rdfsetplib.Une lasse owllite peutêtre spéiéeomme étant :

une lassenommée(enutilisant leonstruteur owl :Class ave une uri);

une expressionde lasseommedéritei-dessous, qui estune lasseanonyme.

Uneexpression delasse estsoit :

1. Une restritionde propriété.Il existedesrestritionsde propriétésloalesqui restreignent

leo-domaine de ertaines propriétés uniquement pour lalasseoù ellessont spéiées.

∃

^{P.C (owl :someValuesFrom) : au moins une des valeurs de P est une instane de la}

lasse C.

∀

^P.C(owl :allValuesFrom) :toutes lesvaleursde P sontdes instanesde lalasse C.

2. Unerestritiondeardinalitéquirestreintloalementlenombredevaleursdistintesd'une

propriété P.On distingue:

(a) Lesrestritions nontypées quine préisent pasletype du o-domaine.

≥

^{1P (owl} :minCardinality) :P possèdeau moins1 valeur.

≤

^{1P (owl} :maxCardinality):P possède au plus1 valeur.

=1P(owl :Cardinality) :Ppossèdeexatement 1 valeur.

(b) Les restritionstypéesqui préisent letype duo-domaine.

≥

^{1P.C (owl} :minCardinalityQ):P possède aumoins 1valeurde type C.

≤

^{1P.C (owl} :maxCardinalityQ) :Ppossède auplus 1valeur detype C.

=1P.C (owl :CardinalityQ) :P possèdeexatement 1 valeur de typeC.

3. Un onstruteur booléen delasses

C 1 ∩ C 2 ∩ . . . ∩ C n

^(owl :intersetionOf) :lasémantiquede l'intersetionest identique à ellede l'instaniation multiple ( est instane de l'intersetion des

C j

^{est équivalent}

à estinstane dehaunedeslasses

C j

^).

La hiérarhie deslassesowl lite est déniepar :

1. C

⊆

^{D (rdfs} :subClassOf) : qui équivaut à lasubsumption en logique de desription. Les seulsobjets qui peuvent être instanes de lasous-lasse Csont eux quisont instanes de

lasuper-lasse D.

2. C

≡

^D(owl :EquivalentClass) :etaxiome équivaut à((C

⊆

^D)

∧

^(C

⊇

^D)).

2.2.2.3 Construteurs de propriétés

owl lite permet aussi de délarer des propriétés et de les organiser en hiérarhie de

sous-propriétés.Une propriété owl lite peutêtrespéiée ommeétant :

1. Une propriété de type simple (owl :datatypeProperty) : son o-domaine est alors un type

de donnéesissu de laspéiation xmlShema(string, int, real,boolean,

. . .

^).

2. Une propriété de type objet (owl :ObjetProperty) : son o-domaine est une lasse de

l'ontologie.

Contrairement àl'approheutiliséeparleslangagesde programmationorientésobjets,

l'assoia-tion despropriétés auxlasses se faitlors dela dénition dudomaine de lapropriété (rdfs

:do-main).Siauunelassen'estspéiée,lapropriétés'appliqueàlalasseàowl:Thing('est-à-dire

àl'ensembledeslassesdel'ontologie)quiestlalasserainedetouteontologieowl.Delamême

manière, unepropriété peutpréiserexpliitement sono-domaine(rdfs :range), saufqu'en plus

deslasses, destypesde donnéespeuvent également être utilisés.

Commepourles lasses,owl lite dénitdesonstruteurspour hiérarhiser lespropriétés :

1.

⊆

^{(rdfs :subPropertyOf) : qui équivaut à la}subsumption de propriétés (inlusion des ex-tensions).

2.

≡

^(owl :Equivalentproperty) : quispéie quedespropriétés ontla même extension.

En plus, owl lite supporte diérentes aratéristiques (mathématiques) assoiéesaux

proprié-tés :

1. owl :TransitiveProperty :dénitune propriété transitive, ommeseSubdiviseEn.

2. owl :SymmetriProperty :dénitune propriété symétrique,omme estVoisinDe.

3. owl :InverseOf : dénit une propriété omme étant l'inverse d'une autre propriété :

aPourPère etaPourEnfant.

4. owl :FuntionalProperty :lapropriété nepasavoir plusd'unevaleur ommeestNéLe.

5. owl :InverseFuntional :une unique ressoure peutêtre assoiée à lavaleur de ette

pro-priété:aPourNoSeuriteSoiale .

2.2.2.4 Identiation des onepts

Une desaratéristiquesprinipalesdeowl estsonméanismed'identiation :pour supporter

lamultipliitédesontologiessur leWeb,ununique identiateur doitêtre assoiéà haque

res-soure(lasse,instane,propriété).Pourela,owlutiliselesuri(uniformressoureidentiers).

L'utilisation des uri permet à tout onstruteur d'ontologie de référener et d'utiliser les

res-souresd'autresontologies.Néanmoins,àladiérenedeplib,l'importationn'estpasmodulaire.

Les ontologies owl doivent importer globalement toute autre ontologie dont elle référene au

moinsun onept.

2.2.2.5 Types de données

Lestypesde donnéessupportés par owl lite sont :

1. Lestypesdedonnéesprimitifsissusdelaspéiationxmlshema(xsd:string,xsd:boolean,

. . .

^).

2. Le typede donnéerdfsintégré rdfs :Literal.

2.2.2.6 Construteursd'individus

Le onstruteur d'individus owl est : owl :individual. Les instanes d'une lasse sont dénies

en expliitant la ou les lasses auxquelles elles appartiennent et en indiquant les valeurs de

propriétés sous la forme d'une liste de ouples (propriété, valeur). owl permet de dénir les

assertionssuivantessurindividus :

1. i

∈

^{C(rdf :type) :permetde délarer quel'individu i appartient à lalasseC}

2. <

i 1

^,

i 2 > ∈

^P,<

i 1

^,v>

∈

^{P:dénie la valeur d'une propriétéde type objet}(l'individu

i 1

a ommevaleur pour lapropriété P l'individu

i 2

^{) etde type simple} respetivement (

i 1

^a

lavaleursimple vpour lapropriétéP.

3.

i 1 ≡ i 2

^{(owl :sameAs) :égalité entre lesindividus}

i 1

^et

i 2

^.

4.

i 1 6 = i 2

^{(owl :dierentFrom) :diérene entreles individus}

i 1

^et

i 2

^.

2.2.2.7 Axiomes

Le formalisme owl lite dénit un ertain nombre d'axiomes qui sont des règles de typage. Il

imposeque 7

:

lessujets destripletsrdfs :subClassOf etowl:equivalentClass soientdesnomsde lasseet

leurs objetsdesnoms de lasseou desrestritions;

7

http://www.w2.org/TR/owl -ref/

les relations owl :intersetionOf soient seulement utilisées sur des listes dont la longueur

estsupérieure àun etquine ontiennent quedesnoms delasse oudes restritions;

lesobjetsdestripletsowl:allValuesFrometowl:someValuesFromsoientdesnomsdelasse

ou desnomsde type dedonnées;

les objetsdestripletsrdf :type soient desnoms delasse oudesrestritions;

les objetsdestripletsrdfs :domain soient desnomsde lasse, et

lesobjetsdestripletsrdfs:range soientdesnomsdelasseoudesnomsdetypededonnée.

Le formalisme owl déni également desaxiomes plus généraux. Comme nous l'avons vuà

lasetion2.2.2.1 ,leformalismeowl aétéinuenépar leslogiquesdedesription. Ces derniers

ont servis à orir au formalisme owl un ertains nombre de onstruteurs (de lasses et de

propriétés) à la base du raisonnement sur les ontologies owl. Trois prinipaux hoix ont été

adoptés pourouvrir lesraisonnements possibles:

1. La dénitiond'équivalenesoneptuelles entrelasses nommées et/ouanonymes

permet-tant de remplaer haque lasse dénie par sa dénition formelle. Par exemple, ave la

desription Femme

≡

^Personne

∩

^{=genre 'féminin' , pour déterminer l'ensemble des}

individus de la lasse Femme, un interpréteur owl retournera à la fois tous les individus

expliitement dénis ommedes instanes de lalasse Femme, et tous les individus

satis-faisant àla desriptionFemme

≡

^Personne

∩

^{=genre 'féminin' ,'està diretoutes les}

instanes de lalassePersonne dont le genreestféminin.

2. Le fait que plusieurs identiants puissent être assoiés à un même objet. En eet, à la

diérene de plib,owl nefait pasl'hypothèse de l'uniitéde nommage.Le faitque deux

individus aient deuxidentiants diérents n'implique pasqu'ilssoient desindividus

dié-rents. Par exemple, si la propriété estFilsDe indique qu'une personne a au plus un père

biologique,sil'ondélarequelapersonnePaulDupont apourpèrebiologiquelespersonnes

Magnet et Thomas, un interpréteur owl ne onlut pas à une erreur mais à l'égalité des

individus Magnet et Thomas. Pour indiquer que deux individus sont diérents, il faut le

spéier expliitement ave le onstruteur dierentFrom. Notons à ladiérene de plib,

que si le fait de délarer que Magnet est le père de Paul Dupont résulte d'une erreur,

(Magnet est sa mère), ette erreur ne sera pas détetée. Au ontraire, le raisonnement

aura ajouté une deuxième erreur (Magnet = Thomas) qui pourra fausserenore d'autres

raisonnements.

3. Le fait qu'une même instane puisse appartenir à plusieurs lasses. Si par exemple, une

instane est aratérisée par une propriété P qui n'est pas appliable à sa lasse de base

(et ses super-lasses), l'interpréteur owl onlut queet individu appartient également à

une autre lasse (inonnue) qui fait partie du domaine de la propriété P. Ii également,

s'il s'agitd'uneerreur de donnée(parexemple on aonfondu le odede deuxpropriétés),

ette erreur n'est pasdétetéemaisune nouvelle erreur est introduite parinférene.

La rihesse de raisonnement de owla don omme ontrepartie, en général, d'empêher

d'identier une erreur de données et d'introduire par inférene, dans un tel as, de nouvelles

erreurs.

2.2.2.8 Autres onepts

Une ontologie peut importer (owl :imports) l'ensembledes onepts dénis par une autre

onto-logie.

Une ontologie, tout omme les lasses, propriétés et instanes, peuvent être annotées; ei

permetd'assoieràunteloneptunmot(rdfs:label),unnuméro deversion(owl:versionInfo),

un ommentaire (rdfs :omment), desréférenes vers d'autresonepts (owl :seeAlso) ou même

son réateur (owl :isDenedBy). Ces annotations sont néanmoins beauoup moins nombreuses

etpréisesqueelles deplib.Par exemple,iln'existepasdemoyen, enowl,de préiserl'unité

d'unemesureou de fournir ungraphique.

2.2.2.9 Autres sous-formalismes de owl

owl fournit plusieurs sous-formalismes qui visent à répondre aux besoins de ommunautés et

d'utilisateurs spéiques.owl lite est lesous-formalismeowl le plussimple;'est uneversion

limitée qui en failite son utilisation et son implémentation. owl lite est basé sur la logique

de desription shif etse destine prinipalement aux utilisateurs qui ont prinipalement besoin

d'unehiérarhiede lassiationetdeontraintessimples.Par exemple,alorsqu'il supportedes

ontraintes de ardinalité, il autorise seulement des valeurs de ardinalité 0 ou 1. Deux autres

sous-formalismes sont dénis.

1. owl dl inlut tous les onstruteurs du langage owl lite, mais toutes les restritions

qui leonerne (parexemple les valeurs deardinalité limitées à 0 et 1) sont supprimées,

sauf elle qui rendrait le formalisme non déidable (par exemple, une lasse ne peut pas

être instaned'une autre lasse).owl dl onstitue lesous-ensemble maximaldu langage

owl par rapport auquel les travaux atuels peuvent garantir l'existene d'une proédure

de raisonnement déidable pour un raisonneur. owl dl est basé sur la logique de

des-ription shoin. Ce niveau de langage est déidable mais a l'inonvénient de ne pas être

omplètement ompatible ave rdf.

En plus, des expressions de lasses dénis par owl lite, owl dl permet de dénir une

lasseommeétant :

i 1

^,

i 2

^,

. . .

^,

i n

^{: une} énumération d'instane (en utilisant le onstruteur owl :oneOf).

Exemple :Genre owl :oneOf(rdfs:Litteral('masulin'), rdfs:Litteral('féminin'));

C 1 ∪ C 2 ∪ . . . ∪ C n

^{(owl :unionOf) :l'unionde deuxou plusieurs autres lasses.}

¬

^C(owl :ComplementOf): leomplémentaire d'uneautre lasse.

owldldénitégalementunnouvelopérateurdeomparaison delasses:C

6 =

D(owl :dis-jointWith) :etaxiomeéquivautà ( C

∩

^D)

⊆ ⊥

^.

owl dldénit de nouvelles restritionsde propriété (owl :hasValue etowl :valueNot) et,

relâhe lesrestritions deardinalité existantes à unevaleur entièrequelonque.

i

∈

^{P (owl :hasValue) :une desvaleurs delapropriété Pest l'individu i.}

i

∈ /

^{P (owl :valueNot) :l'individu i n'est pasune valeurde P.}

≥

^{n P( owl} :minCardinality) :Ppossède aumoinsn valeursdistintes.

≤

^{n P( owl} :maxCardinality):P possède au plusn valeursdistintes.

=nP (owl :Cardinality):P possède exatement nvaleursdistintes.

≥

^{n P.C(owl}:minCardinalityQ) :Ppossèdeau moinsn valeursdistintes de typeC.

≤

^{n P.C( owl} :maxCardinalityQ) :Ppossède auplus nvaleursdistintesde type C.

=n P.C ( owl :CardinalityQ) :Ppossède exatement valeursndistintes de typeC.

owl dl relâhe également la dénition du domaine et du o-domaine d'une propriété.

En eet, ontrairement à owl lite, ledomaine et leo-domaine d'unepropriété owl dl

peuventêtreune lasseanonyme oumultiple(omposésdeplusieurs lasses).Danse

der-nieras,ilssontinterprétésommeuneintersetion.Ainsi,siplusieurslassessontutilisées

pour spéier ledomaine d'unepropriété, ledomaine estomposéde l'intersetion de es

lasses. Ilen est demême pour ladénitiondu o-domaine.

owl dlpermetégalement d'assoier laaratéristique reexive àune propriété :

owl :ReexiveProperty :dénit unepropriété réexive,ommeestAmiDe.

Enn, owl dl intègre la possibilité de dénir des types énumérées (owl :datarange) à

valeursappartenant auxtypesprimitifs xmlshéma.

2. owl full, qui inlut owl dl est, par ontre, entièrement ompatible ave rdfs. Il se

destine, typiquement, auxutilisateursquiveulent ombiner l'expressivité dulangage owl

à la souplesse et aux apaités de méta-modélisation de rdf. Ce niveau du formalisme

owl n'imposepas, par exemple,la distintion entre l'ensembledes propriétés d'objets et

l'ensembledespropriétéssimples.Aontrario,owl fullal'inonvénient d'avoir unniveau

d'expressivitéquilerendindéidable,ontrairementàowl dletowl lite.Ilsembledon

assez peuutilisé.

2.2.2.10 Synthèse surle formalisme owl

owl se diérenie du ouple rdf/rdfs en ei qu'il apporte à rdfs, toute l'inférene basée

sur l'hypothèse de orretion de données. Si rdf et rdfs apportent à l'utilisateur la apaité

de dérire le domaine à modéliser ave des lasses et des propriétés, owl intègre, en plus le

support d'équivalenes oneptuelles :omparaison despropriétés etdeslasses (identité,

équi-valene, ontraire, disjontion), aratéristiques logiques des propriétés (symétrie, transitivité,

et),ontraintessur lespropriétés (ardinalité, valeurspermises) etéquivalenedestermes. Ces

diérentsonstruteurspermettent dedéduire denouvellesinformations(impliites) àpartirde

l'information préexistante (expliite).

Le formalisme owl se déline en trois versions d'expressivité roissante owl lite, owl dl

et owl full(owl lite

⊂

^{owl dl}

⊂

^{owl full). Les}raisonnements assoiés à owl lite etowl dl sont déidables mais ne sont, par ontre, pas ompatibles ave rdfsar ils restreignent les

apaités desonstruteurs de e modèle. Par exemple,owl lite etowl dlne permettent pas

qu'une lassesoit une instaned'une autre lasse e qui est possible en rdfs. En onséquene,

toute ontologie rdfs n'est pas forément une ontologie owl lite ou owl dl. A l'opposé owl

fullestompatible ave rdfsmaislesraisonnementsassoiésne sontpasforément déidables.

Notons queesniveauxévoluent avelesnouveauxbesoinsrenontrés parlesutilisateurs.Ainsi,

owl2 ajouteàowl1unsupportplusétendudestypesde donnéespermettant ainsiladénition

de types de données utilisateurs. Ces extensions sont pour laplupart supportéespar laplupart

desoutils etraisonneurs existants (Protégé 4.0 8

,Fat++, Pellet).

8

http://soureforge/protege.org

3 Similitudes et diérenes des formalismes d'ontologie

Aprèsl'étudedeslangagesdedénitionsd'ontologies (rdfs,plibetowl).Onremarque que

eux-i présentent despoints enommun etdesdiérenes[22℄.

Dans le document OntoDB2 : un système flexible et efficient de base de données à base ontologique pour le web sémantique et les données techniques (Page 42-49)