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Seminari di ingegneria del software Traduzione di diagrammi ER in Protégé Emma Di PasqualeTeresa Raguso.

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Presentazione sul tema: "Seminari di ingegneria del software Traduzione di diagrammi ER in Protégé Emma Di PasqualeTeresa Raguso."— Transcript della presentazione:

1 Seminari di ingegneria del software Traduzione di diagrammi ER in Protégé Emma Di PasqualeTeresa Raguso

2 OBIETTIVI Creare ontologie con Protégé Classificare le ontologie e verificarne la consistenza tramite RACER Generare la sintassi astratta di OWL con SWOOP

3 ONTOLOGIA Descrizione formale esplicita dei concetti di un dominio. Essa contiene: –Un insieme di classi (concetti rilevanti) –Un insieme di relazioni tra queste classi –Un insieme di proprietà attribuite a ciascun concetto –Un insieme di restrizioni sulle proprietà

4 INTRODUZIONE LOGICHE DESCRITTIVE Le logiche descrittive (DL) sono frammenti decidibili della FOL per esprimere la conoscenza in termini di: –concetti atomici (predicati unari) –ruoli atomici (predicati binari) –individui (costanti) Una base di conoscenza in DL comprende: –TBox: insieme di assiomi terminologici, ovvero il vocabolario del dominio applicativo (concetti e ruoli) –ABox: contiene asserzioni circa gli individui che popolano il mondo in oggetto, assegnando loro un nome e asserendo le loro proprietà

5 INTRODUZIONE OWL OWL Ontology Web Language, è una raccomandazione del W3C. Linguaggio per esprimere le ontologie Tre tipi di OWL: –OWL Lite, versione sintatticamente più semplice che permette di esprimere una gerarchia di classi e semplici restrizioni –OWL DL, versione intermedia basata sulle logiche descrittive, offre un potere espressivo elevato mantenendo completezza e decidibilità –OWL FULL, offre la massima espressività senza offrire alcuna garanzia circa completezza e decidibilità

6 Protégé E un editor per la creazione di ontologie Caratteristiche: -Piattaforma open-source -Può esportare le ontologie in vari formati: RDF(S), XML Schema e OWL -E basato su Java -E estendibile (esistono numerose API e plug-in) -Dispone di numerosi ambienti plug-and-play che consentono un rapido sviluppo delle applicazioni.

7 Progettazione di unontologia in Protégé Progettare unontologia significa: 1. Determinare il dominio e lo scopo dellontologia 2. Individuare i concetti chiave del fenomeno da descrivere 3. Organizzare i concetti in classi e gerarchie tra le classi 4. Definire le proprietà delle classi 5. Definire vincoli (valori leciti) sulle proprietà 6. Creare le istanze 7. Attribuire i valori alle proprietà per tutte le istanze create

8 ER in Protégé Entità ~ classes Relazioni ~ object properties Attributi ~ datatype properties Vincoli ~ restrictions

9 Entità - Classes Protégé Rappresentano insiemi di individui Organizzate in una tassonomia Possono essere combinate usando un insieme di operatori: –sussunzione –disjoint –unione –intersezione –complemento Ad ogni classe possono essere associate delle condizioni (restrictions) che possono essere: necessarie (classi primitive) necessarie e sufficienti (classi definite)

10 Protégé – CLASSES TAB Gerarchia delle Classi Nome della Classe Restrizioni sugli individui della classe Classi disgiunte Relazioni e attributi della classe IS-A

11 PROPERTY Protégé Due tipi di proprietà: –Object properties, relazionano individui ad individui –Datatype properties, relazionano individui a valori di dati Protégé supporta una gerarchia tra le proprietà Con riferimento alle subproperty, non è possibile mescolare i due tipi di proprietà

12 Relazioni - Object Properties Protégé Per ogni relazione è possibile specificare: –Dominio –Range (codominio) Ogni object property può avere una inverseProperty Le object properties possono avere quattro tipi di caratteristiche: –Functional –Inverse functional –Transitive –Simmetric

13 Protégé - PROPERTIES TAB Object Properties Object Property Dominio Codominio Caratteristiche delle proprietà Proprietà Inversa Nome della proprietà

14 Attributi – Datatype Properties Protégé Per ogni attributo è possibile specificare: –Dominio –Range (integer, float, string) L unica caratteristica ammessa da Protégé OWL DL è: –Functional Non si possono quindi esplicitare le chiavi primarie in quanto non è possibile definire inverseFunctional una datatype property (è invece ammesso con OWL Full)

15 Protégé - PROPERTIES TAB Datatype Properties Datatype Properties Dominio Range Proprietà Valori Ammessi Nome

16 Vincoli – Restrictions Protégé Una restriction descrive un insieme di individui in base al tipo e al numero di relazioni a cui essi partecipano e quindi restringe gli individui che appartengono ad una classe Tre tipi di restrictions: Existential, someValuesFrom Universal, allValuesFrom hasValue =Cardinality Max cardinality Min cardinality Restrizioni di quantità Restrizioni hasValue Restrizioni di cardinalità

17 Protégé – RESTRICTIONS TABS

18 Protégé - Individuals OWL non usa UNA, Racer sì SameAs DifferentFrom AllDifferent

19 RACER Per ogni ontologia che cade nello scope di OWL DL possiamo usare un DL reasoner per inferire informazioni che non sono esplicitamente rappresentate nell ontologia. Racer è un classificatore basato sulla Logica Descrittiva I servizi di ragionamento offerti sono –sussunzione –equivalenza –consistenza –istanziazione

20 Casi di studio Processo di lavoro Traduzione dei diagrammi concettuali in una ontologia creata con Protégé Generazione file OWL e file pprj Generazione sintassi astratta con SWOOP Controllo consistenza tramite Racer

21 Casi di studio: Compito A del 16/12/04 Schema ER

22 Casi di studio: Compito A del 16/12/04 Entità Classi Class(a:Persona complete intersectionOf(restriction(a:natoA minCardinality(1)) restriction(a:risiede minCardinality(1))))

23 Casi di studio:Compito A del 16/12/04 Attributi Datatype Properties DatatypeProperty(a:codiceFiscale Functional domain(a:Persona) range(xsd:string)) DatatypeProperty(a:sesso Functional domain(a:Persona) range(oneOf("femminile"^^ maschile"^^ ))) DatatypeProperty(a:dataN Functional domain(a:Persona) range(xsd:date))

24 Casi di studio:Compito A del 16/12/04 Relazioni Object Properties Per esprimere il limite inferiore della cardinalità Class(a:Prenotazione complete IntersectionOf(restriction(a:inversa_di_effettua minCardinality(1)) unionOf(a:Collettiva a:Singola))) ObjectProperty(a:effettua InverseFunctional inverseOf(a:inversa_di_effettua) domain(a:Persona) range(a:Prenotazione)) ObjectProperty(a:inversa_di_effettua Functional inverseOf(a:effettua) domain(a:Prenotazione) range(a:Persona)) Per esprimere il limite superiore della cardinalità effettua inversa_di_effettua

25 Casi di studio:Compito A del 16/12/04 Caso alternativo per esplicitare la cardinalità 1..1 di una relazione DifferentIndividuals(a:Emma a:Gina) ecc.

26 Casi di studio: Compito A del 16/12/04 Generalizzazione Class(a:Collettiva partial a:Prenotazione) Class(a:Singola partial a:Prenotazione) COMPLETE COMPLETE: Class(a:Prenotazione complete intersectionOf(restriction(a:inversa_di_effettua minCardinality(1)) unionOf(a:Collettiva a:Singola))) DISJOINT: DisjointClasses(a:Collettiva a:Singola).

27 Casi di studio: Compito A del 16/12/04 Generalizzazione - Ereditarietà

28 Casi di studio: Compito A del 16/12/04 Disjoint tra classi Tutte le classi, tranne le sottoclassi della generalizzazione con la propria superclasse, sono state poste disjoint a due a due. DisjointClasses(a:PostoAssegnato a:Comune) DisjointClasses(a: PostoAssegnato a:Persona) DisjointClasses(a: PostoAssegnato a:Collettiva) DisjointClasses(a:PostoAssegnato a:Teatro) DisjointClasses(a: PostoAssegnato a:Posto) ecc.

29 Casi di studio: Compito A del 16/12/04 Limiti di Protégé 1.Non si è potuto esprimere gli identificatori interni in quanto OWL DL non permette di definire InverseFunctional una datatype property 2.Non si è potuto esprimere identificatori esterni in quanto non esistono variabili in OWL 3. Non si è potuto esprimere il fatto che gli attributi sono funzioni totali, ma sono stati posti functional 4. Non si è potuto esprimere gli attributi delle relazioni: data della relazione effettua e da di risiede.

30 Casi di studio: Compito A del 16/12/04 Il ragionatore - Racer Controllo di consistenza Classificazione dellontologia

31 Casi di studio: Compito A del 19/12/05 Schema ER

32 Casi di studio: Compito A del 19/12/05 Entità Classi Class(a:SettoreDisciplinare partial)

33 Casi di studio: Compito A del 19/12/05 Attributi Datatype Properties DatatypeProperty(a:codiceSettoreDisciplinare Functional domain(a:SettoreDisciplinare) range(xsd:string)) DatatypeProperty(a:nomeSettoreDisciplinare Functional domain(a:SettoreDisciplinare) range(xsd:string))

34 Casi di studio: Compito A del 19/12/05 Relazioni Object Properties Class(a:Corso complete restriction(a:inversa_di_del minCardinality(1))) ObjectProperty(a:del InverseFunctional inverseOf(a:inversa_di_del) domain(a:SettoreDisciplinare) range(a:Corso)) ObjectProperty(a:inversa_di_del Functional inverseOf(a:del) domain(a:Corso) range(a:SettoreDisciplinare)) Per esprimere il limite superiore della cardinalità Per esprimere il limite inferiore della cardinalità del inversa_di_del

35 Casi di studio: Compito A del 19/12/05 Relazioni Object Properties afferisce Inversa_di_afferisce Class(a:CDA complete intersectionOf( restriction(a:inversa_di_re_cda minCardinality(1)) restriction(a:inversa_di_afferisce minCardinality(1))))

36 Casi di studio: Compito A del 19/12/05 ISA tra relazioni SubPropertyOf(a:re-cda a:afferisce) SubPropertyOf(a:inversa_di_re-cda a:inversa_di_afferisce)

37 Casi di studio: Compito A del 19/12/05 ISA tra classi Class(a:Docente complete restriction(a:afferisce minCardinality(1))) Class(a:ReferenteErasmus Complete restriction(a:re_cda minCardinality(1))) Class(a:ReferenteErasmus partial a:Docente)

38 Casi di studio: Compito A del 19/12/05 Disjoint tra classi Tutte le classi, tranne la sottoclasse della generalizzazione con la propria superclasse, sono state poste disjoint a due a due. DisjointClasses(a:CDA a:SettoreDisciplinare) DisjointClasses(a:CDA a:Corso) DisjointClasses(a:CDA a:Domanda) DisjointClasses(a:CDA a:Studente) DisjointClasses(a:CDA a:Docente) ecc.

39 Casi di studio: Compito A del 19/12/05 Limiti di Protégé 1.Non si è potuto esprimere gli identificatori interni in quanto OWL DL non permette di definire InverseFunctional una datatype property 2.Non si è potuto esprimere identificatori esterni in quanto non esistono variabili in OWL 3.Non si è potuto esprimere il fatto che gli attributi sono funzioni totali, ma sono stati posti functional

40 Casi di studio: Compito A del 19/12/05 Il ragionatore - Racer Controllo di consistenza Classificazione dellontologia

41 Le Queries Non è stato possibile esprimere le queries richieste dai vari compiti per i seguenti motivi: Sulle datatype properties non si possono utilizzare operatori e, ma solo loperatore hasValue che permette di esprimere queries su specifici valori di un dato attributo Non si possono estrarre i valori degli attributi di una classe (Es. restituire i codici fiscali di una persona) Non si possono esprimere queries con cicli (Es. restituire tutte le persone che sono nate nello stesso comune in cui risiedono) in quanto non ci sono variabili in OWL, ma si possono esprimere solo queries ad albero.


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