Learn OWL and RDFS

OWL 101

Introduction

OWL (or Web Ontology Language) is the ontology (think « schema ») language of the Semantic Web. It is one of the core Semantic Web standards you must be familiar with, along with RDF and SPARQL.

Its two primary uses are:

1. Fast and flexible data modeling
2. Efficient automated reasoning

This lesson gives a high level introduction to OWL and is suitable for beginners. A more detailed nuts & bolts lesson on creating your first ontology will come next.

Objectives

After completing this lesson, you will know:

• The four main kinds of modern computing languages, et de quel type est OWL
• Trois avantages d’OWL par rapport aux autres langages de ce type
• Plusieurs outils disponibles pour créer des ontologies à l’aide d’OWL

Prérequis

• RDF 101
• Introduction à RDFS

La leçon d’aujourd’hui

Quatre principaux types de langages informatiques sont utilisés aujourd’hui.

1. Les langages impératifs, tels que C/C++, Java, Javascript, Lisp et Perl. Ces langages sont conçus pour vous permettre de fournir facilement une séquence d’instructions qui indique à l’ordinateur comment faire quelque chose. Par exemple, ces langages peuvent être utilisés pour indiquer à un ordinateur comment calculer le 100e chiffre de PI, comment dessiner un monstre à l’écran ou comment traiter une commande de livres en ligne.
2. Les langages de requête, tels que SQL et XQuery. Ces langages supposent l’existence d’une base de données quelconque et sont simplement utilisés pour demander un élément d’information spécifique.
3. Les langages de données, tels que XML, HTML et JSON. Ces langages ne font rien, et ne demandent rien. Ils sont simplement un format standard pour transmettre des données d’une machine ou d’une personne à une autre.
4. Les langages de modélisation, tels que XSD, UML, et (d’une certaine manière) SQL. Ces langages ne font pas nécessairement quelque chose ou ne demandent rien, et ils ne véhiculent pas vraiment de données réelles. Plutôt, ils disent quelque chose sur les données.

OWL tombe dans la dernière catégorie – c’est un langage de modélisation.

Bien qu’OWL soit un langage de modélisation au sens classique, il présente de nombreux avantages par rapport aux langages de modélisation qui l’ont précédé.

Avantage 1 : OWL est expressif

Les langages classiques tels que XSD, UML et SQL sont adéquats pour lister un certain nombre de classes et de propriétés et construire quelques relations hiérarchiques simples. Par exemple, SQL vous permet de construire une nouvelle table pour chaque classe, d’ajouter une nouvelle colonne pour chaque propriété et de spécifier certaines relations de base à l’aide de clés étrangères.

Cependant, SQL ne vous permet pas facilement de représenter les relations de sous-classe (par exemple, « tous les ordres de livres électroniques sont un type de transaction financière »).

Des langages plus expressifs comme UML rendent les sous-classes statiques faciles, mais même eux ne peuvent pas facilement représenter les relations dynamiques (par exemple, « Toutes les transactions financières de moins de 1000 $ sont des transactions non imposables »).

L’une des caractéristiques distinctives d’OWL est qu’il peut être utilisé pour exprimer des idées extrêmement compliquées et subtiles sur vos données.

Avantage 2 : OWL est flexible

À l’heure actuelle, la plupart des technologies qui emploient des langages de modélisation de données sont conçues selon un état d’esprit rigide de type  » Construisez le modèle, puis utilisez le modèle « .

Par exemple, supposons que vous souhaitiez modifier une propriété dans une base de données relationnelle. Vous aviez auparavant pensé que la propriété était à valeur unique, mais elle doit maintenant être à valeurs multiples. Pour presque toutes les bases de données relationnelles modernes, ce changement vous obligerait à supprimer la colonne entière de cette propriété, puis à créer une toute nouvelle table qui contient toutes ces valeurs de propriété plus une référence de clé étrangère.

Ce n’est pas seulement beaucoup de travail, mais cela invalidera également tous les indices qui traitent de la table originale. Cela invalidera également toutes les requêtes connexes que vos utilisateurs ont écrites. En bref, cette seule modification peut être très difficile et compliquée. Souvent, ces changements sont si gênants qu’ils ne sont tout simplement jamais effectués.

En revanche, toutes les déclarations de modélisation de données (ainsi que tout le reste) dans OWL sont des triples RDF et sont donc incrémentales, de par leur nature même. Améliorer ou modifier un modèle de données après coup peut être facilement accompli en modifiant le triple pertinent. La plupart des technologies basées sur OWL profitent de la flexibilité d’OWL en supportant de tels changements simples.

Avantage 3 : OWL est efficace

OWL vous permet d’utiliser votre modèle de données pour supporter de nombreux types de tâches de raisonnement. Cette puissante capacité à prendre en charge le raisonnement sur les données permet aux développeurs de minimiser les données qui sont explicitement stockées et de minimiser la complexité des requêtes nécessaires pour récupérer ces données.

Cependant, sur les ordinateurs d’aujourd’hui, certains types de raisonnement peuvent être exécutés beaucoup plus rapidement que d’autres types de raisonnement. OWL est donc livré avec un certain nombre de « profils » intégrés qui vous permettent d’arbitrer entre les types de raisonnement que vous aimeriez faire et vos objectifs individuels de performance.

Outils OWL

De nombreux logiciels sont maintenant disponibles pour créer des ontologies en utilisant OWL.

• Protégé de l’Université de Stanford, un éditeur d’ontologie gratuit et open-source
• TopBraid Composer de TopQuadrant
• Tout éditeur de texte que vous avez sous la main

Contrairement à certains autres langages, qui ont toujours la même apparence, OWL peut en fait être  » écrit  » de nombreuses façons différentes. OWL – comme tout RDF – peut être exprimé dans un format canonique OWL/XML ainsi que dans un format RDF. Il peut également être exprimé dans des formats plus lisibles par l’homme, tels que TRIG, Manchester, Turtle et Functional-Style.

Des détails sur les normes de syntaxe OWL ainsi que quelques exemples de la façon de basculer dynamiquement entre diverses syntaxes peuvent être trouvés sur le site Web du W3C.

Conclusion

L’expressivité, la flexibilité et l’efficacité de OWL en font un langage de modélisation idéal pour créer des ontologies Web qui représentent des idées exceptionnellement complexes et raffinées sur les données. Dans la prochaine leçon, RDFS vs. OWL, nous comparerons RDFS et OWL et discuterons des cas où il faut utiliser l’un plutôt que l’autre.