Modèles à base de frames
6.3 Web Ontology Language (OWL)
OWL, bien qu’arrivé récemment avec l’avènement du Web sémantique, s’appuie sur des travaux plus anciens et notamment sur les systèmes à base de frames et sur les logiques de description.
L’exigence d’une intégration des données sur la Toile a conduit à la création du langage d’ontologies du DARPA Agent Markup Language : le DAML-ONT [90]. Il se base sur RDF et RDF Schema, ce qui permet l’interopérabilité avec l’importante base de contenus déjà existante sur Internet. Parallèlement, une autre initiative, elle aussi basée sur les langages de la Toile, a été à l’origine du Ontology Inference
Layer (OIL) [42] qui est une vraie logique de description. Les buts de ces langages étant très similaires,
le meilleur de chacun fut associé dans un nouveau langage appelé DAML+OIL [70]. C’est ce langage, en incorporant les enseignements tirés de son utilisation, qui a servi de base à OWL [86].
6.3.1 Ontologies
Comme son nom l’indique, le but premier de OWL est de décrire des ontologies. Comme le décrit Tom Gruber dans son interview du bulletin AIS SIGSEMIS [65], les ontologies sont avant tout des traités permettant de communiquer3. Dans le contexte de la modélisation de la connaissance, il définit plus précisément une ontologie comme étant une spécification d’une conceptualisation (« a specification of a
conceptualization ») [48]. Cette définition donne lieu à beaucoup de variations dans son interprétation.
McGuinness [69] propose un spectre de définitions des ontologies en fonction de l’expressivité de leurs spécifications. Nous le reproduisons dans la figure 6.1.
L’une des notions les plus simples correspondant à une ontologie est celle de vocabulaire. Les cata- logues en sont un exemple : ils fournissent une interprétation sans ambiguïté des termes en leur associant un identificateur unique. Les glossaires vont un peu plus loin en associant des définitions aux termes (ces interprétations sont éventuellement ambiguës, mais peuvent aussi être combinées avec des identi- ficateurs). Les thésaurus sont les premiers à introduire des relations entre les termes, typiquement les synonymes et parfois les hyponymes.
3
propriétés informelle spécialisation formelle instanciation formelle restrictions sur les valeurs disjonction, inverse, partie−de contraintes logiques générales Expressivité Faible Forte Expressivité catalogue/ID glossaire thésaurus spécialisation
CHAPITRE 6 — Modèles à base de frames 67
Des hiérarchies informelles sont disponibles sur la Toile. Yahoo par exemple fournit une hiérarchie explicite sous la forme d’un arbre de catégories, mais la relation de spécialisation utilisée n’est pas toujours stricte : il peut arriver qu’une instance d’une sous-classe ne soit pas instance d’une super-classe (la rubrique VÉHICULE contient par exemple une sous-rubrique CONSEILqui ne correspond pas à une vraie spécialisation). Les hiérarchies de spécialisation / généralisation formelles vont plus loin en forçant toute sous-classe d’une classe C à être aussi sous-classe de toutes les super-classes de C, ce qui est nécessaire pour exploiter la notion d’héritage. La relation d’instanciation formelle implique en plus que toute instance d’une classeC soit aussi instance de toutes les super-classes de C.
Le point suivant dans le spectre introduit la notion de propriété qui est particulièrement intéressante dans le cadre de l’héritage. L’introduction de contraintes sur les valeurs de ces propriétés permet d’être plus expressif. C’est dans cette catégorie que se situent la plupart des modèles étudiés jusqu’ici. Les contraintes pourront ensuite être étendues jusqu’à permettre l’utilisation arbitraire de toute assertion décrite en logique du premier ordre (cf. contraintes générales en section 3.3.2).
6.3.2 Les trois langages OWL
Pour répondre à un important spectre de besoins, OWL fournit trois sous-langages de plus en plus expressifs :
• OWL Lite supporte la création d’une hiérarchie avec des contraintes simples (il est par exemple impossible de définir pour les valeurs une cardinalité différente de 0, 1 ou plusieurs).
• OWL DL, appelé ainsi pour sa correspondance avec les logiques de description, est beaucoup plus expressif tout en conservant la décidabilité et complétude des raisonnements. Ainsi, quelques restrictions doivent être imposées (par exemple, une classe ne peut être instance d’une autre classe). • OWL Full est le plus expressif des trois, mais ne garantit pas la calculabilité des raisonnements. Une classe pourra notamment être considérée comme une instance (comme le permet RDF Schema). En revanche, il est peu probable qu’un outil de raisonnement soit capable un jour de supporter toutes les caractéristiques de OWL Full [86].
Sur le spectre des définitions de la figure 6.1, ces trois sous-langages se situent progressivement parmi les plus expressifs, l’expressivité de OWL Full lui permettant de se confondre avec le point le plus extrême.
6.3.3 Conclusion et limites
Comme constaté, OWL est à la fois très expressif et très flexible. Il permet des opérations pour les- quelles les autres modèles sont souvent peu adaptés. Par exemple, OWL dispose de propriétés (equiva- lentClass,equivalentProperty,sameAs, etc.) facilitant la mise en correspondance ou la fusion de schémas, et plus globalement la diffusion des ontologies.
Pour autant, son approche clairement dédiée à la conception d’ontologies le limite quelque peu dans le monde documentaire. Les ressources manipulées n’ont par exemple pas d’identifiant unique : deux noms peuvent représenter la même entité (d’autres assertions permettent au moteur d’inférence de déter- miner l’égalité des deux ressources). Dans les bases documentaires, la notion de clef est souvent utilisée pour différencier les entités. Celle-ci peut être simulée en utilisant la propriété inverseFunctional
de OWL mais cette dernière ne s’applique qu’à une propriété et ne permet pas de définir des clefs sur plusieurs attributs. Qui plus est, en OWL DL, elle ne peut s’appliquer qu’aux propriétés dont la portée est de type objet. OWL Full est nécessaire pour l’utiliser avec des types de bases.
D’autre part, OWL souffre des mêmes problèmes que RDF (cf. section 4.4.4) en terme de support de la charge et est ainsi peu adapté à la modélisation d’importants volumes d’informations.