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Interoperabilità tra ontologie eterogenee: i traduttori ODL I 3 - OWL UNIVERSITA DEGLI STUDI DI MODENA E REGGIO EMILIA Facoltà di Ingegneria – Sede di.

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Presentazione sul tema: "Interoperabilità tra ontologie eterogenee: i traduttori ODL I 3 - OWL UNIVERSITA DEGLI STUDI DI MODENA E REGGIO EMILIA Facoltà di Ingegneria – Sede di."— Transcript della presentazione:

1 Interoperabilità tra ontologie eterogenee: i traduttori ODL I 3 - OWL UNIVERSITA DEGLI STUDI DI MODENA E REGGIO EMILIA Facoltà di Ingegneria – Sede di Modena Corso di laurea in Ingegneria Informatica Relatore Prof.ssa Sonia Bergamaschi Correlatore Ing. Maurizio Vincini Controrelatore Prof. Flavio Bonfatti Tesi di Laurea di Mirko Orsini

2 Interoperabilità tra ontologie eterogenee: i traduttori ODL I 3 - OWL Sommario – Ambito di ricerca – Il progetto SEWASIE – Architettura del sistema MOMIS, il wrapper – Il linguaggio ODL I 3 – Il linguaggio OWL – Esempio di traduzione ODL I 3 - OWL – Implementazione dei traduttori – Conclusioni e Lavoro Futuro

3 Interoperabilità tra ontologie eterogenee: i traduttori ODL I 3 - OWL Web Semantico Il Web Semantico è unestensione del Web attuale, nella quale ad ogni informazione viene attribuito un significato ben preciso. Il Web Semantico è unestensione del Web attuale, nella quale ad ogni informazione viene attribuito un significato ben preciso. Il Web Semantico darà una struttura ai contenuti significativi delle pagine Web, creando un ambiente in cui gli agenti software, spostandosi da pagina a pagina, possano eseguire sofisticate interrogazioni per gli utenti. [Tim Berners-Lee, James Hendler, Ora Lassila, The Semantic Web, Scientific American, May 2001] [Tim Berners-Lee, James Hendler, Ora Lassila, The Semantic Web, Scientific American, May 2001] Elementi chiave: Elementi chiave: –Rappresentazione della conoscenza –Agenti software –Ontologie

4 Interoperabilità tra ontologie eterogenee: i traduttori ODL I 3 - OWL Ontologie Un ontologia è una specificazione esplicita di una concettualizzazione. [Tom Gruber] Caratteristiche delle ontologie: Caratteristiche delle ontologie: descrizione di un particolare dominio, – descrizione di un particolare dominio, – da un certo punto di vista, – descrizione esplicita, – costruzione di un vocabolario per quel dominio, – un gruppo usa il vocabolario per accordarsi sul significato dei termini usati, – fondamentale per la comunicazione.

5 Interoperabilità tra ontologie eterogenee: i traduttori ODL I 3 - OWL Il progetto SEWASIE SEWASIE (SEmantic Webs and AgentS in Integrated Economies) è un progetto finanziato dalla Commissione Europea (Maggio 2002/Aprile 2005). Obiettivo: progettare e implementare un motore di ricerca avanzato basato sulla semantica che permetta di accedere a sorgenti di dati eterogenee sul Web. Obiettivo: progettare e implementare un motore di ricerca avanzato basato sulla semantica che permetta di accedere a sorgenti di dati eterogenee sul Web. I partecipanti: I partecipanti: –Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia (ITALY) –CNA SERVIZI Modena s.c.a.r.l. (ITALY) –Università degli Studi di Roma La Sapienza (ITALY) –Rheinisch Westfaelische Technische Hochschule Aachen (GERMANY) –Libera Università di Bolzano (ITALY) –Thinking Networks AG (GERMANY) –Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein (GERMANY) –IBM Italia SPA (ITALY) Il sito web: Il sito web:

6 Interoperabilità tra ontologie eterogenee: i traduttori ODL I 3 - OWL Obiettivi del progetto SEWASIE Sistema sicuro basato su agenti software Sistema sicuro basato su agenti software Architettura scalabile e distribuita Architettura scalabile e distribuita Comunicazione strutturata e basata sul Web Comunicazione strutturata e basata sul Web Componente per la mediazione delle informazioni Componente per la mediazione delle informazioni Raggruppamento Raggruppamento Contestualizzazione Contestualizzazione Visualizzazione Visualizzazione Interfacce utente per: Interfacce utente per: progettazione semantica progettazione semantica formulazione delle interrogazioni formulazione delle interrogazioni navigazione intelligente navigazione intelligente

7 Interoperabilità tra ontologie eterogenee: i traduttori ODL I 3 - OWL La SEWASIE Virtual Network The user interface layer The information layer Other users Query Results Communication Tool Query Agent Query Agent Query Agent Comm. Agent user Brokering Agent (BA) Ontology maps Monitoring Agent (MA) User Interface Comm. InterfaceQuery InterfaceMetadata Interface Visualisation User Profile OLAP Tool OLAP Reports Monitoring Interface Monitor Profiles SINode … Ontology Structured Databases RDBs Wrapper Semantic Enrichment Query Metadata Repository Semi- Databases Wrapper Semantic Enrichment... Wrapper Unstructured Text documents... Virtual Data Store Ontology Structured Databases RDBs Wrapper Semantic Enrichment Query Manager Metadata Repository Databases Wrapper Semantic Enrichment... Wrapper... Ontolog y builder Virtual Data Store SEWASIE Interconnectio n infrastructure Ontology maps Brokering Agent (BA) BA Structured Wrapper HTML XML Wrap HTML XML The intermediaries layer

8 Interoperabilità tra ontologie eterogenee: i traduttori ODL I 3 - OWL Il sistema MOMIS Sistema basato su mediatori per l'estrazione e l'integrazione delle informazioni provenienti da sorgenti di dati strutturate, semi-strutturate e non strutturate. Sistema basato su mediatori per l'estrazione e l'integrazione delle informazioni provenienti da sorgenti di dati strutturate, semi-strutturate e non strutturate. Metodo semantico per l'integrazione delle informazioni basato su schemi concettuali delle sorgenti di dati. Metodo semantico per l'integrazione delle informazioni basato su schemi concettuali delle sorgenti di dati. MOMIS (Mediator envirOnment for Multiple Information Sources)

9 Interoperabilità tra ontologie eterogenee: i traduttori ODL I 3 - OWL Architettura del Sistema MOMIS

10 Interoperabilità tra ontologie eterogenee: i traduttori ODL I 3 - OWL Il linguaggio ODL I 3 Il linguaggio ODL I 3 è un'estensione del linguaggio standard ODL (Object Definition Language), definito dal gruppo di standardizzazione ODMG-93 per descrivere la conoscenza relativa ad uno schema ad oggetti. Il linguaggio ODL I 3 è un'estensione del linguaggio standard ODL (Object Definition Language), definito dal gruppo di standardizzazione ODMG-93 per descrivere la conoscenza relativa ad uno schema ad oggetti. Il linguaggio ODL è stato esteso in accordo con le indicazioni del programma I 3 (Integrazione Intelligente delle Informazioni) dell'ARPA. Il linguaggio ODL è stato esteso in accordo con le indicazioni del programma I 3 (Integrazione Intelligente delle Informazioni) dell'ARPA. Utilizzando il linguaggio ODL I 3, il Sistema MOMIS realizza l'integrazione di informazioni da fonti dati eterogenee, comprendenti sia sorgenti di dati strutturati che semistrutturati. Utilizzando il linguaggio ODL I 3, il Sistema MOMIS realizza l'integrazione di informazioni da fonti dati eterogenee, comprendenti sia sorgenti di dati strutturati che semistrutturati.

11 Interoperabilità tra ontologie eterogenee: i traduttori ODL I 3 - OWL Costrutti fondamentali ODL I 3 –Descrizioni di interfacce: Interface header: Interface header: Nome (ObjectID)Nome (ObjectID) SuperclassiSuperclassi SourceSource Key, ForeignKeyKey, ForeignKey Interface body: Interface body: Attributi sempliciAttributi semplici Attributi complessiAttributi complessi Relazioni inverseRelazioni inverse interface Professor : CS_Person ( source object Computer_Science key (first_name, last_name)) { attribute string first_name; attribute string last_name; attribute string title; attribute Address address; attribute Department department; relationship set teaches inverse Course::taught_by; };

12 Interoperabilità tra ontologie eterogenee: i traduttori ODL I 3 - OWL Costrutti fondamentali ODL I 3 –Relazioni terminologiche Ipernimia BT Ipernimia BT Iponimia NT Iponimia NT Associazione RT Associazione RT Sinonimia SYN Sinonimia SYN Person BT Student; Professor NT Person; Professor RT Office; Section SYN Department; wnAnnotation ComputerScience.Professor lemmaValue="professor", lemmaSyntacticCategory=1, lemmaSenseNumber=1; –Annotazioni rispetto a WordNet wnAnnotation wnAnnotation lemmaValue,lemmaSyntacticCategory,lemmaSenseNumber;

13 Interoperabilità tra ontologie eterogenee: i traduttori ODL I 3 - OWL Il linguaggio OWL Il linguaggio OWL (Web Ontology Language) è stato sviluppato dal World Wide Web Consortium (W3C Recommendation 10 February 2004) per la definizione di ontologie e di strumenti compatibili con l'architettura del Semantic Web. Il linguaggio OWL (Web Ontology Language) è stato sviluppato dal World Wide Web Consortium (W3C Recommendation 10 February 2004) per la definizione di ontologie e di strumenti compatibili con l'architettura del Semantic Web. Tramite OWL è possibile avere una maggiore comprensibilità della semantica di concetti da parte di agenti software rispetto a XML, RDF e RDF-Schema. Tramite OWL è possibile avere una maggiore comprensibilità della semantica di concetti da parte di agenti software rispetto a XML, RDF e RDF-Schema. OWL è stato costruito sulla base di RDF e RDF-Schema e rispetto ad essi aggiunge diversi costrutti per la definizione dei concetti e delle loro interrelazioni: OWL è stato costruito sulla base di RDF e RDF-Schema e rispetto ad essi aggiunge diversi costrutti per la definizione dei concetti e delle loro interrelazioni: –disgiunzione tra classi –restrizioni di cardinalità per le proprietà –relazioni di uguaglianza tra classi o proprietà –classi enumerate –nuovi tipi di proprietà e nuove caratteristiche per le proprietà.

14 Interoperabilità tra ontologie eterogenee: i traduttori ODL I 3 - OWL OWL Lite, OWL DL, OWL Full OWL fornisce tre sottolinguaggi con espressività incrementale progettati per l'utilizzo da parte di utenti con necessità differenti per la descrizione di ontologie: –OWL Lite: permette di descrivere ontologie nelle quali siano definite principalmente classificazioni gerarchiche e semplici vincoli sulle proprietà; –OWL DL: è stato progettato per avere massima espressività e contemporaneamente garantire che tutte le computazioni abbiano un risultato e terminino in un tempo finito; –OWL Full: permette di avere una massima espressività e la libertà sintattica di RDF, senza fornire nessuna garanzia dal punto di vista computazionale.

15 Interoperabilità tra ontologie eterogenee: i traduttori ODL I 3 - OWL Costrutti fondamentali OWL –Descrizione di classi: Identificatore owl:class rdf:ID Identificatore owl:class rdf:ID Ereditarietà rdfs:subClassOf Ereditarietà rdfs:subClassOf –Proprietà: Object Properties Object Properties Datatype Properties Datatype Properties

16 Interoperabilità tra ontologie eterogenee: i traduttori ODL I 3 - OWL Costrutti fondamentali OWL –Restrizioni: restrizioni sui valori restrizioni sui valori restrizioni sulle cardinalità restrizioni sulle cardinalità –Annotation Properties... professor

17 Interoperabilità tra ontologie eterogenee: i traduttori ODL I 3 - OWL Confronto tra i costrutti ODL I 3 e OWL

18 person tt 1 1 interface Professor : CS_Person ( source object Computer_Science) { attribute string name; attribute Department department; relationship set teaches inverse Course::taught_by; }; wnAnnotation ComputerScience.Professor lemmaValue="professor", lemmaSyntacticCategory=1, lemmaSenseNumber=1; Interoperabilità tra ontologie eterogenee: i traduttori ODL I 3 - OWL Esempio di traduzione ODL I 3 - OWL

19 Interoperabilità tra ontologie eterogenee: i traduttori ODL I 3 - OWL Implementazione dei traduttori Ontology Metadata Repository Virtual Data Store ODL I 3 Ontology Metadata Repository Ontology builder Wrapper OWL ODL I 3 OWL ODL I 3 OWL Query Manager... OWL Ontology Traduttori da ontologie ODL I 3 ad ontologie OWL e da ontologie OWL ad ontologie ODL I 3 Traduttori da ontologie ODL I 3 ad ontologie OWL e da ontologie OWL ad ontologie ODL I 3 Traduzione bidirezionale senza la perdita di informazioni fondamentali Traduzione bidirezionale senza la perdita di informazioni fondamentali Componente software modulare e flessibile scritto in Java Componente software modulare e flessibile scritto in Java

20 Interoperabilità tra ontologie eterogenee: i traduttori ODL I 3 - OWL Conclusioni e Lavoro futuro Visti i differenti livelli di espressività dei sottolinguaggi di OWL, è stata implementata la traduzione di schemi ODL I 3 nei sottolinguaggi OWL DL e Full, il sottolinguaggio OWL Lite è infatti decisamente limitato per l'espressione di schemi complessi. Visti i differenti livelli di espressività dei sottolinguaggi di OWL, è stata implementata la traduzione di schemi ODL I 3 nei sottolinguaggi OWL DL e Full, il sottolinguaggio OWL Lite è infatti decisamente limitato per l'espressione di schemi complessi. La traduzione di ontologie OWL in schemi ODL I 3 è stata implementata per i sottolinguaggi OWL Lite e OWL DL, il sottolinguaggio OWL Full è caratterizzato da una grande libertà sintattica e non fornisce nessuna garanzia dal punto di vista computazionale. La traduzione di ontologie OWL in schemi ODL I 3 è stata implementata per i sottolinguaggi OWL Lite e OWL DL, il sottolinguaggio OWL Full è caratterizzato da una grande libertà sintattica e non fornisce nessuna garanzia dal punto di vista computazionale. Il linguaggio ODL I 3 potrebbe essere esteso per l'espressione dei concetti di disgiunzione e complemento tra le estensioni delle classi, per la dichiarazione di proprietà transitive e per il versioning di ontologie. Il linguaggio ODL I 3 potrebbe essere esteso per l'espressione dei concetti di disgiunzione e complemento tra le estensioni delle classi, per la dichiarazione di proprietà transitive e per il versioning di ontologie. Il Wrapper OWL può essere completato attraverso la realizzazione del modulo per la gestione delle interrogazioni. Il modulo dovrà effettuare la traduzione delle interrogazioni provenienti dal Query Manager del sistema MOMIS, nel query language specifico per ontologie OWL: RDQL (RDF Query Language) o SPARQL Query Language for RDF. Il Wrapper OWL può essere completato attraverso la realizzazione del modulo per la gestione delle interrogazioni. Il modulo dovrà effettuare la traduzione delle interrogazioni provenienti dal Query Manager del sistema MOMIS, nel query language specifico per ontologie OWL: RDQL (RDF Query Language) o SPARQL Query Language for RDF.


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