Что такое findslide.org?

FindSlide.org - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.


Для правообладателей

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Яндекс.Метрика

Презентация на тему Языки представления онтологий RDFS, OWL. Язык запросов SPARQL

Содержание

RDFSRDFS – язык описания словарей для RDF.RDF Schema определяет классы, свойства и другие ресурсы.RDFS является семантическим расширением RDF.
Языки представления онтологий: RDFS, OWL. Язык запросов SPARQL RDFS OWL Запросы к RDF/OWL: SPARQL. RDFSRDFS – язык описания словарей для RDF.RDF Schema определяет классы, свойства и Система классов и свойств языка  RDFSкласссвойство     -домен Определим свойство «автор» с доменом «Документ» и диапазоном «Человек». Пример (начало)АвторДокументЧеловек a-la RDF (дескриптивная логика):Класс («Документ»);Класс («Человек»);Свойство («автор», «Документ», «Человек»). В случае появления Классы (1)Ресурсы могут объединяться в группы называемые классами. Члены класса называются экземплярами Классы (2)RDF отделяет класс от множества его экземпляров (т.н. экстенсионала). Два класса Пример (интенсионал и экстенсионал)Рассмотрим множества A = {0, 2, 4, 6, 8}, Классы (3)Группа ресурсов, являющихся классами в RDFS описывается термином rdfs:ClassОтношение «подкласс-надкласс», описывается Перечень классов RDFS Перечень свойств RDFS Реификация или материализация утвержденийК реификации прибегают, когда необходимо сделать утверждение об утверждении Пример (начало)Утверждение об авторстве исходного утверждения: Утверждение 1: «товар Т имеет цену Пример (продолжение)Товар			Т rdf:Property 		имеет ценуЦена 			хrdf:Statement 	Утверждение 1		*rdf:subject 		Т				*rdf:predicate 	имеет цену			*rdf:object 		х				*rdf:Statement Пример (окончание)имеет ценуТХУтверждение 1Иванов Иван Ивановичсделано авторомrdf:subjectrdf:predicaterdf:objectrdf:StatementЦенаТоварrdf:typerdf:typerdf:typeЧеловекrdf:type Возможности RDF, RDF Schemaобобщенный способ работы с метаданными ориентирован на программное обеспечение Ограничения языка RDF, RDF SchemaОткрытость и расширяемость RDF ведет к тому, что Способы представления RDF-описаний (1)XML синтаксисAugust 16, 1999en Способы представления RDF-описаний (2)N3 (N-Triples) синтаксис (удобный для чтения человеком, но еще Краткие итоги (RDF)RDF – язык описания метаданных в СетиМодель данных RDF – OWLOWL (Web Ontology Language) – язык представления онтологий в Web. Фактически это Исторические предшественники OWLDAML, OIL, SHOE, XOLOWL является рекомендацией W3C и объединяет лучшие черты своих предшественников Три диалекта OWLOWL Lite (простота)OWL DL (полнота и разрешимость)OWL Full (выразительная мощь)Каждый Структура OWL онтологииЗаголовокверсияпримечанияимпортируемые онтологииТелоописания классов, свойств и индивидов в форме аксиом OWL. Базовые элементы. Классы (1)Различия в смысле owl:Class для диалекта Full и OWL. Базовые элементы. Классы (2)6 способов определения класса1. идентификатором класса (URI)2. перечислением OWL. Базовые элементы. Классы (3)Простейшая аксиома, определяющая именованный класс:Все что постулирует эта OWL. Базовые элементы. Свойства (1)Две основные категории OWL свойств:объектные свойства (owl:ObjectProperty)связывают между OWL. Базовые элементы. Свойства (2)Конструкции для построения аксиом свойств (начало):Конструкции RDF Schema: OWL. Базовые элементы. Свойства (3)Конструкции для построения аксиом свойств (окончание)Ограничения глобальной кардинальности: OWL. Базовые элементы. Индивиды (1)Индивиды определяются при помощи аксиом индивидов (фактов) 2 OWL. Базовые элементы. Индивиды (2)Пример аксиомы первого вида:   Данная аксиома OWL. Базовые элементы. Индивиды (3)Для описания фактов об идентичности индивидов используются аксиомы OWL. Базовые элементы. Пример. Языки запросов к RDF хранилищам.  Логический вывод над RDF-графами и онтологиямиПредставление SPARQL Синтаксис запроса (упрощенный)SELECT 	 FROM 	 WHERE 	{	.			FILTER 		} v_list – Пример SPARQL (1)Данные RDF в виде триплетов (S, P, O):(Foo1, category, “Total Пример SPARQL (2)SPARQL - Запрос: SELECT ?cat ?val WHERE {?x rdf:value ?val. Пример SPARQL (3)Ход выполнения запроса:На место переменной x могут быть подставлены Foo1, Заключение. Основные вехи на пути к Semantic WebШирокое распространение Web стандартов (рекомендаций Заключение. Semantic Web «прилив» Вопросы к лекцииДля чего нужен RDFS?Что такое реификация?Чем отличается класс RDFS от класса OWL?
Слайды презентации

Слайд 2 RDFS
RDFS – язык описания словарей для RDF.
RDF Schema

RDFSRDFS – язык описания словарей для RDF.RDF Schema определяет классы, свойства

определяет классы, свойства и другие ресурсы.
RDFS является семантическим расширением

RDF.

Слайд 3 Система классов и свойств языка RDFS
класс
свойство

Система классов и свойств языка RDFSкласссвойство   -домен   -диапазонсравнение с системой классов ООП.

-домен
-диапазон
сравнение с

системой классов ООП.

Слайд 4 Определим свойство «автор» с доменом «Документ» и диапазоном

Определим свойство «автор» с доменом «Документ» и диапазоном «Человек». Пример (начало)АвторДокументЧеловек

«Человек».
Пример (начало)


Автор
Документ
Человек


Слайд 5 a-la RDF (дескриптивная логика):
Класс («Документ»);
Класс («Человек»);

Свойство («автор», «Документ»,

a-la RDF (дескриптивная логика):Класс («Документ»);Класс («Человек»);Свойство («автор», «Документ», «Человек»). В случае

«Человек»).

В случае появления дополнительной информации о свойствах «Документа»,

нет необходимости изменять описание класса «Документ». Достаточно добавить новое свойство с соответствующим доменом.

Пример (окончание)

a-la Java:
Класс «Документ»
{
«Человек» «автор»
}


Слайд 6 Классы (1)
Ресурсы могут объединяться в группы называемые классами.

Классы (1)Ресурсы могут объединяться в группы называемые классами. Члены класса называются


Члены класса называются экземплярами класса.
Экземпляры и классы являются

ресурсами RDF.
Свойство rdf:type используется для того, чтобы указать, что ресурс является экземпляром класса

Слайд 7 Классы (2)
RDF отделяет класс от множества его экземпляров

Классы (2)RDF отделяет класс от множества его экземпляров (т.н. экстенсионала). Два

(т.н. экстенсионала).

Два класса с одинаковыми экстенсионалами считаются различными,

если они имеют разные наборы свойств (интенсионалы).

Слайд 8 Пример (интенсионал и экстенсионал)
Рассмотрим множества
A = {0,

Пример (интенсионал и экстенсионал)Рассмотрим множества A = {0, 2, 4, 6,

2, 4, 6, 8},
B = {x, | x

= 2k, k = 0..4, k - целое},
C – множество неотрицательных четных чисел меньших 10.
В этом примере множество А описывается своим экстенсионалом, множества В и С описываются интенсионалами, т.е. используя характеристические свойства данного множества.
Парадокс Рассела.
Примечательно, что RDF нарушает одну из основных аксиом теории множеств: классу RDF не запрещено быть экземпляром самого себя.

Слайд 9 Классы (3)
Группа ресурсов, являющихся классами в RDFS описывается

Классы (3)Группа ресурсов, являющихся классами в RDFS описывается термином rdfs:ClassОтношение «подкласс-надкласс»,

термином rdfs:Class
Отношение «подкласс-надкласс», описывается RDFS свойством rdfs:subClassOf.
Любой класс

по определению является подклассом самого себя.
В спецификации по RDFS определены также списки, коллекции и контейнеры ресурсов, текстовые пометки и комментарии для создания удобных для чтения примечаний к ресурсам.

Слайд 10 Перечень классов RDFS

Перечень классов RDFS

Слайд 11 Перечень свойств RDFS

Перечень свойств RDFS

Слайд 12 Реификация или материализация утверждений
К реификации прибегают, когда необходимо сделать

Реификация или материализация утвержденийК реификации прибегают, когда необходимо сделать утверждение об

утверждение об утверждении RDF
Для этого используется специальный класс rdf:Statement

и его свойства rdf:subject, rdf:predicate, rdf:object.
Каждое RDF утверждение является экземпляром класса rdf:Statement

Слайд 13 Пример (начало)
Утверждение об авторстве исходного утверждения:

Утверждение 1:

Пример (начало)Утверждение об авторстве исходного утверждения: Утверждение 1: «товар Т имеет

«товар Т имеет цену х». Допустим, что оно сделано

Ивановым Иваном Ивановичем на языке RDF.

Требуется высказать утверждение 2 о том, что именно Иванов И.И. сделал утверждение 1.


Слайд 14 Пример (продолжение)
Товар Т
rdf:Property имеет цену
Цена х

rdf:Statement Утверждение 1 *
rdf:subject

Пример (продолжение)Товар			Т rdf:Property 		имеет ценуЦена 			хrdf:Statement 	Утверждение 1		*rdf:subject 		Т				*rdf:predicate 	имеет цену			*rdf:object

Т *
rdf:predicate имеет цену *
rdf:object х *

rdf:Statement Утверждение 1 +
rdf:Property сделано автором +
Человек Иванов Иван

Иванович +

Важный момент: Косвенные утверждения.

Слайд 15



Пример (окончание)



имеет цену
Т
Х
Утверждение 1

Иванов Иван Иванович
сделано автором
rdf:subject
rdf:predicate
rdf:object
rdf:Statement
Цена
Товар
rdf:type
rdf:type
rdf:type

Человек
rdf:type

Пример (окончание)имеет ценуТХУтверждение 1Иванов Иван Ивановичсделано авторомrdf:subjectrdf:predicaterdf:objectrdf:StatementЦенаТоварrdf:typerdf:typerdf:typeЧеловекrdf:type

Слайд 16 Возможности RDF, RDF Schema
обобщенный способ работы с метаданными

Возможности RDF, RDF Schemaобобщенный способ работы с метаданными ориентирован на программное


ориентирован на программное обеспечение в качестве конечного потребителя информации
позволяет

осуществлять автоматическую обработку Web-ресурсов
- поиск
- каталогизацию
- генерацию иерархических карт сайтов

Слайд 17 Ограничения языка RDF, RDF Schema
Открытость и расширяемость RDF

Ограничения языка RDF, RDF SchemaОткрытость и расширяемость RDF ведет к тому,

ведет к тому, что «кто угодно (т.е. любой пользователь

RDF) может сказать что угодно (т.е. фиксировать произвольное утверждение) о чем угодно (т.е. о любом ресурсе Сети)» используя RDF.

RDF не запрещает делать бессмысленных утверждений или утверждений не согласующихся с другими. Следовательно, нет никакой гарантии целостности и непротиворечивости RDF-описаний.

Вся ответственность за проверку целостности ложится на получателей (конечных пользователей) метаданных, т.е. на разработчиков приложений обрабатывающих RDF.

Слайд 18 Способы представления RDF-описаний (1)
XML синтаксис





August

Способы представления RDF-описаний (1)XML синтаксисAugust 16, 1999en

16, 1999



en




Слайд 19 Способы представления RDF-описаний (2)

N3 (N-Triples) синтаксис (удобный для

Способы представления RDF-описаний (2)N3 (N-Triples) синтаксис (удобный для чтения человеком, но

чтения человеком, но еще и расширяющий исходную модель RDF)




exstaff:85740 .
"August 16, 1999" .
"en" .


Слайд 20 Краткие итоги (RDF)
RDF – язык описания метаданных в

Краткие итоги (RDF)RDF – язык описания метаданных в СетиМодель данных RDF

Сети
Модель данных RDF – ориентированный граф
RDF граф строится на

основе элементарных высказываний (триплетов)
Форма высказываний – бинарное отношение (S,P,O)
RDF чрезвычайно выразителен (кто угодно может сказать что угодно о чем угодно)
RDFS служит для определения словарей RDF.


Слайд 21 OWL
OWL (Web Ontology Language) – язык представления онтологий

OWLOWL (Web Ontology Language) – язык представления онтологий в Web. Фактически

в Web. Фактически это словарь расширяющий набор терминов определенных

RDFS.
OWL-онтологии могут содержать описания классов, свойств и их экземпляров.

Слайд 22 Исторические предшественники OWL
DAML, OIL, SHOE, XOL
OWL является рекомендацией

Исторические предшественники OWLDAML, OIL, SHOE, XOLOWL является рекомендацией W3C и объединяет лучшие черты своих предшественников

W3C и объединяет лучшие черты своих предшественников


Слайд 23 Три диалекта OWL
OWL Lite (простота)
OWL DL (полнота и

Три диалекта OWLOWL Lite (простота)OWL DL (полнота и разрешимость)OWL Full (выразительная

разрешимость)
OWL Full (выразительная мощь)

Каждый из этих диалектов (кроме Lite)

является расширением предыдущего.
Как следствие:
Любая OWL Lite онтология является OWL DL онтологией, а любая OWL DL онтология является OWL Full онтологией.

Слайд 24 Структура OWL онтологии
Заголовок
версия
примечания
импортируемые онтологии

Тело
описания классов, свойств и индивидов

Структура OWL онтологииЗаголовокверсияпримечанияимпортируемые онтологииТелоописания классов, свойств и индивидов в форме аксиом

в форме аксиом


Слайд 25 OWL. Базовые элементы. Классы (1)
Различия в смысле owl:Class

OWL. Базовые элементы. Классы (1)Различия в смысле owl:Class для диалекта Full

для диалекта Full и DL
Специальные классы
Thing
Nothing


Слайд 26 OWL. Базовые элементы. Классы (2)
6 способов определения класса
1.

OWL. Базовые элементы. Классы (2)6 способов определения класса1. идентификатором класса (URI)2.

идентификатором класса (URI)
2. перечислением всех экземпляров класса
3. ограничением свойства
4.

пересечением 2 и более определений классов
5. объединением 2 и более определений классов
6. дополнением определения класса

Слайд 27 OWL. Базовые элементы. Классы (3)
Простейшая аксиома, определяющая именованный

OWL. Базовые элементы. Классы (3)Простейшая аксиома, определяющая именованный класс:Все что постулирует

класс:

Все что постулирует эта аксиома – существование класса

с именем “Human”.

Конструкции OWL для определения сложных аксиом классов:
rdfs:subClassOf - говорит о том, что экстенсионал одного класса (подкласс) полностью входит в экстенсионал другого (надкласс).
owl:equivalentClass - говорит о том, что экстенсионалы двух классов совпадают.
owl:disjointWith - говорит о том, что экстенсионалы двух классов не пересекаются.

Слайд 28 OWL. Базовые элементы. Свойства (1)
Две основные категории OWL

OWL. Базовые элементы. Свойства (1)Две основные категории OWL свойств:объектные свойства (owl:ObjectProperty)связывают

свойств:
объектные свойства (owl:ObjectProperty)
связывают между собой индивиды
свойства-значения (owl:DatatypeProperty)
связывают индивиды

со значениями данных

Оба класса свойств являются подклассами класса rdf:Property

Простейший пример аксиомы свойства:

Всё что постулирует эта аксиома – существование некоторого свойства "hasParent" связывающего экземпляры owl:Thing друг с другом.


Слайд 29 OWL. Базовые элементы. Свойства (2)
Конструкции для построения аксиом

OWL. Базовые элементы. Свойства (2)Конструкции для построения аксиом свойств (начало):Конструкции RDF

свойств (начало):
Конструкции RDF Schema:
rdfs:subPropertyOf

(определяет подсвойство данного свойства),
rdfs:domain (определяет домен) и
rdfs:range (определяет диапазон)
Отношения между свойствами:
owl:equivalentProperty (определяет эквивалентное свойство) и
owl:inverseOf (определяет обратное свойство)


Слайд 30 OWL. Базовые элементы. Свойства (3)
Конструкции для построения аксиом

OWL. Базовые элементы. Свойства (3)Конструкции для построения аксиом свойств (окончание)Ограничения глобальной

свойств (окончание)
Ограничения глобальной кардинальности: owl:FunctionalProperty (определяет

однозначное свойство – однозначное отображение домена свойства на диапазон) и
owl:InverseFunctionalProperty (взаимоднозначное отображение домена свойства на его диапазон, т.е. определяет существование однозначного свойства обратного данному свойству)
Логические характеристики свойства: owl:SymmetricProperty (определяет свойство как симметричное данному) и
owl:TransitiveProperty (определяет транзитивное свойство)

Слайд 31 OWL. Базовые элементы. Индивиды (1)
Индивиды определяются при помощи

OWL. Базовые элементы. Индивиды (1)Индивиды определяются при помощи аксиом индивидов (фактов)

аксиом индивидов (фактов)
2 вида фактов:
(1) Факты о членстве

индивидов в классах и о значении свойств индивидов.
(2) Факты об идентичности индивидов


Слайд 32 OWL. Базовые элементы. Индивиды (2)
Пример аксиомы первого вида:

OWL. Базовые элементы. Индивиды (2)Пример аксиомы первого вида:  Данная аксиома

rdf:ID="ЛебединоеОзеро">



Данная аксиома постулирует сразу 2

факта:
(а) существует некоторый индивид класса “Балет” имеющий имя “ЛебединоеОзеро”;
(б) этот индивид связан свойством “имеетКомпозитора” с индивидом: “Чайковский” (определенным где-то в другом месте).
Первый факт говорит о членстве в классе, второй – о значении свойства индивида.

Слайд 33 OWL. Базовые элементы. Индивиды (3)
Для описания фактов об

OWL. Базовые элементы. Индивиды (3)Для описания фактов об идентичности индивидов используются

идентичности индивидов используются аксиомы идентичности
Вспомогательные конструкции OWL:
owl:sameAs постулирует, что

две ссылки URI ссылаются на один и тот же индивид.
owl:differentFrom постулирует, что две ссылки URI ссылаются на разные индивиды.
owl:AllDifferent предоставляет средство для определения списка попарно различных индивидов.

Слайд 34 OWL. Базовые элементы. Пример.

OWL. Базовые элементы. Пример.

Слайд 35 Языки запросов к RDF хранилищам. Логический вывод над

Языки запросов к RDF хранилищам. Логический вывод над RDF-графами и онтологиямиПредставление

RDF-графами и онтологиями
Представление знаний в машинопонятном формате не имело

бы никакого смысла, если бы к этим знаниям нельзя было обращаться, автоматически их обрабатывать и пополнять.

Имеются две близкие задачи:
Первая задача связана с извлечением имеющихся в хранилище знаний – запросами к хранилищу (asking, querying).
Вторая задача связана с применением логического вывода над имеющимися знаниями (reasoning, entailment).


Слайд 36 SPARQL
Синтаксис запроса (упрощенный)

SELECT
FROM
WHERE

SPARQL Синтаксис запроса (упрощенный)SELECT 	 FROM 	 WHERE 	{	.			FILTER 		} v_list

{ .
FILTER
}
v_list – список имен переменных
onologyURI –

ссылка на онтологию
template_list – список шаблонов
filter_expr – ограничения на значения переменных

Слайд 37 Пример SPARQL (1)
Данные RDF в виде триплетов (S,

Пример SPARQL (1)Данные RDF в виде триплетов (S, P, O):(Foo1, category,

P, O):

(Foo1, category, “Total Members”);
(Foo1, rdf:value, 199);

(Foo2, category, “Total

Members”);
(Foo2, rdf:value, 200);
(Foo2, category, “CATEGORY X”);

(bar, category, “CATEGORY X”);
(bar, rdf:value, 358).

Слайд 38 Пример SPARQL (2)
SPARQL - Запрос:
SELECT ?cat ?val

Пример SPARQL (2)SPARQL - Запрос: SELECT ?cat ?val WHERE {?x rdf:value


WHERE {?x rdf:value ?val. ?x category ?cat.
FILTER(?val>=200).}

Предложение SELECT

описывает переменные cat и val, значение которых необходимо вычислить.
Предложение WHERE накладывает шаблоны вида (S, P, O).
Внутри шаблона можно использовать связанные переменные - x
Предложение FILTER накладывает ограничение на значения переменной val извлеченных значения

Семантика запроса: выдайте все объекты cat предиката category, субъект которого (x) является также субъектом предиката rdf:value со значением val, не меньшим 200. Вместе со значениями cat выдать соответствующие значения val.

Слайд 39 Пример SPARQL (3)
Ход выполнения запроса:
На место переменной x

Пример SPARQL (3)Ход выполнения запроса:На место переменной x могут быть подставлены

могут быть подставлены Foo1, Foo2 и bar, причем Foo2

может быть подставлен дважды.
При подстановке Foo1 значение переменной val не удовлетворяет ограничению в предложении FILTER. Во всех других случаях все условия запроса выполнены (см. результат).
Результат выполнения запроса:
[["Total Members", 200], ["CATEGORY X", 200],
["CATEGORY X", 358]]

Слайд 40 Заключение. Основные вехи на пути к Semantic Web
Широкое

Заключение. Основные вехи на пути к Semantic WebШирокое распространение Web стандартов

распространение Web стандартов (рекомендаций W3C)
XML
RDF/RDFS
OWL
SPARQL

RIF (Rule Interchange Format)

Наличие свободно распространяемых каркасов для разработки Semantic Web приложений
Jena Framework (Java)
Drive RDF Parser (C#)

Массовая разработка и использование онтологий!!!

Слайд 41 Заключение. Semantic Web «прилив»

Заключение. Semantic Web «прилив»

  • Имя файла: yazyki-predstavleniya-ontologiy-rdfs-owl-yazyk-zaprosov-sparql.pptx
  • Количество просмотров: 149
  • Количество скачиваний: 0
- Предыдущая Геологическое время
Следующая - MSC.Mvision - 00-2