KAPITOLA 4.: PŘEDSTAVENÍ JAZYKA OWL
Úvodní seznámení s jazykem OWL
Jazyky DAML a OIL
Dialekty OWL jazyka
Výběr OWL verze
Komponenty jazyka OWL
Praktické otázky
Úvodní seznámení
OWL (Ontology Web Language) je značkovacím jazykem vyvinutým organizací W3C (World Wide Web Consorcium) pro tvorbu ontologií využitelných v prostředí sémantického webu. Obsahuje množinu axiomů popisující třídy, vlastnosti a vztahy mezi nimi. Na jeho vývoji a rozšiřování se pracuje i nadále.
CESTA K OWL
OWL jazyk se vyvinul z jazyka DAML+OIL (kombinace vlastností jazyků DAML a OIL), který nabízel o něco málo více rozšíření než RDF(S). DAML+OIL byl takovým startovním bodem pro reprezentaci znalostí v prostředí sémantického webu. Dalším cílem mělo být vytvoření jazyka, který by byl ještě expresivnější (tj. měl bohatší sémantiku - slovník pro reprezentaci znalostí) než DAML+OIL a přitom měl být kompatibilní s jazyky XML a RDF. Samozřejmě mělo být možné s jeho pomocí i odvozovat nové skutečnosti z již existujících. Výsledkem byl jazyk OWL pro tvorbu webových ontologií (doporučení pro W3C standard = 2004, 10. 3.). OWL je dokonalejším po stránce bohatosti jazyka než XML, RDF a RDF(S).
Pár slov o jazycích DAML a OIL
Víme, že web čítá obrovské množství dokumentů. Ty jsou většinou zapsány v jazyce HTML, který se zaměřuje spíš na způsob zobrazení webové stránky uživateli než na to, aby s nimi dokázali pracovat i stroje. S pomocí HTML je obtížné odvozovvat z webových stránek něco nového, odpovídat na otázky typu: "Potřebuji zjistit, kde prodávají můj oblíbený zelený čaj té a té značky, během prázdnin, přičemž mám čas takový obchod navštívit jen mezi 16:30 - 19:00 v pondělí, úterý a pátek." XML jazyk se výše zmíněné nedostatky HTML snaží řešit pomocí tagů, které určitý význam informací na webové stránce obsahují. Ale i XML má své nedostatky, neumí detailněji vystihnout vztahy mezi objekty, o kterých se na webové stránce hovoří a více je popsat. Jazyk DAML je rozšířením XML a RDF. K jeho přínosu patří například následující: chceme pracovat s následujícím tvrzením: motherOf subProperty parentOf (vlastnost motherOf je speciálnější vlastností parentOf). Dále máme reprezentováno, že Karla motherOf Karel (Karla je matkou Karla). DAML umí odvodit i toto: Karla parentOf Karel (Karla je rodičem Karla). Jazyk XML to třetí tvrzení neodvodí, není to přímo jeho součástí.
OIL (Ontology Inference Layer, Ontology Interface Language) je ontologickou infrastrukturou pro sémantický web založeném na deskripční logice. Právě s deskripční logikou operuje jazyk OWL. Po stránce syntaxe čerpá z XML a XMLS a je rozšířením RDF a RDF(S). Nástupcem DAML a OIL je DAML+OIL, který byl následně nahrazen jazykem OWL. Obrázek Cesta k OWL je takovou mojí obecnou interpretací cesty k jazyku OWL spolu se znázorněním bohatosti ve vyjadřovacích prostředcích jednotlivých jazyků.
DIALEKTY OWL JAZYKA
Pro tvorbu ontologie v jazyce OWL můžeme využít jednu ze tří možností [2]:
- OWL-Lite;
- OWL-DL;
- OWL-Full.
OWL-Lite
Syntakticky nejjednodušší verze OWL, kterou je dobré použít v případě, když chceme vytvářet méně strukturovanou ontologii s jednoduchými omezeními. Disponuje totiž nejnižší úrovní složitosti, nepoužívá určité elementy, které jsou ve vyšší verzích OWL. Nepoužívá třeba sjednocení (owl:unionOf), doplněk (owl:complementOf) nebo neoperuje s disjunktností tříd (disjointWith). Poznámka: sjednocení, doplněk a disjunktnost bude vysvětlena dále v textu. Je vhodné ji také použít v případech, když chceme obohatit databáze, XML, RDF konstrukce o OWL reprezentaci.
OWL-DL
Je složitější než OWL-Lite a založena na deskripční logice. S OWL-DL je možné realizovat odvozování, např. určit ontologickou hierarchii a případně zkontrolovat, jestli je konzistentní. S její pomocí můžeme tvořit komplexnější popisy a definice tříd. Obsahuje všechny konstrukce OWL Full, ale jejich použití je omezené. V této verzi budeme vytvářet ontologické modely.
OWL-Full
Obsahuje všechny elementy a konstrukce jazyka. Nemá žádná omezení, ale odvozování s ní je obtížné. Důvodem jsou omezení současných DL odvozovačů (klasifikátorů). Tuto verzi můžeme považovat za rozšíření jazyka RDF.
Poznámka: Protégé verze 4.0 Alpha nerozlišuje mezi OWL-Lite a OWL-DL [3].
JAKOU VERZI VYBRAT?
Záleží na tom, jakou ontologii, jak složitou chceme vytvořit. Jestliže budeme chtít větší expresivnost (= vyjadřovací sílu, bohatost jazyka), musíme brát ohled i na dostupný software. Větší vyjadřovací síla vyžaduje schopnější, resp. komplexnější programové vybavení. Když chceme použít všechny OWL konstrukce - OWL Full a OWL DL je dobrou volbou - pro odvozování spíše OWL DL. Při požadavku využít všech konstrukcí, ale s tolerancí určitých omezení - OWL DL je vhodné. Obrázek Dialekty OWL jazyka, který je převzat ze zdroje [1], vystihuje verze OWL spolu s jejich složitostí a expresivností.
ZDROJE A DALŠÍ DOTATEČNÉ MATERIÁLY
[1] Lacy, L. W. OWL: Representing Information Using the Web Ontology Language. ISBN 141203448-5[2] A Practical Guide To Building OWL Ontologies Using The Protégé-OWL Plugin and CO-ODE Tools Edition 1.0
[3] A Practical Guide To Building OWL Ontologies Using The Protégé-OWL Plugin and CO-ODE Tools Edition 1.1 (Protégé 4.0 Alpha)