Prof. Massimo Ruffolo Ing. Maurizio Colica. Capitolo 4 RDF: Resource Description Framework  Introduzione  Classi e Istanze  Proprietà.

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1 Prof. Massimo Ruffolo Ing. Maurizio Colica

2 Capitolo 4 RDF: Resource Description Framework  Introduzione  Classi e Istanze  Proprietà

3 RDF: Resource Description Framework Introduzione

4 RDF: Resource Description Framework The Resource Description Framework (RDF) è uno standard W3C per la descrizione delle risorse Web, in termini di titolo, autore, data modifica, e copyright.

5 Cos’è RDF? RDF sta per Resource Description Framework RDF è una piattaforma per la descrizione delle risorse sul web RDF è costituito da un modello dei dati e da una sintassi separate l’una dall’altra RDF può essere interpretato da un computer RDF non è nato per essere letto dall’uomo RDF è scritto in XML RDF fa parte delle attività del W3C per il “Web Semantico” RDF è una “W3C Recommendation“

6 RDF – Esempi d’uso Descrizione di proprietà di oggetti in vendita come prezzo e disponibilità Descrizione di informazioni relative a Pagine Web: autore,modifica,copyright Descrizione dei contenuti e classificazione di immagini sul web Descrizione di contenuti per facilitare il compito dei motori di ricerca Descrizione di librerie digitali

7 RDF è disegnato per essere interpretato da un pc RDF è stato disegnato per essere di facile interpretazione da parte di applicazioni che si occupano di trattare contenuti. RDF non è stato disegnato per essere visualizzato sul web

8 RDF è scritto in XML Il linguaggio XML usato da RDF è chiamato RDF/XML. Usando XML, le informazioni RDF possono essere facilmente scambiate fra computer che utilizzino differenti piattaforme e differenti linguaggi di programmazione.

9 RDF ed il “Web Semantico" Il linguaggio RDF fa parte del W3C's Semantic Web Activity. W3C's "Semantic Web Vision" mira ad un futuro in cui: Le risorse web siano esattamente descritte Le risorse Web possano essere estratte e catalogate direttamente da un calcolatore Le applicazioni possano automaticamente incamerare e consumare contenuti eterogenei distribuiti sul web.

10 RDF è un W3C Recommandation RDF è diventato un W3C Recommendation nel Febbraio 2004. Un “W3C Recommendation” è considerato all’interno della comunità internazionale come uno standard. Un W3C Recommendation è una specifica di un linguaggio del quale W3C dopo un attenta revisione ne dichiara la validità come standard. La W3C Specification per RDF si trova a questo link: http://www.w3.org/RDF/ http://www.w3.org/RDF/

11 RDF Risorse, Proprietà, e valori di Proprietà RDF identifica gli oggetti attraverso una URI e descrive tali oggetti attraverso le proprietà  Una Risorsa è tutto ciò che è identificato da un Uri. Es. "http://www.w3schools.com/RDF"  Una proprietà è una risorsa cui viene associato un nome come “mail”,“name”  Il valore di una proprietà esprime il valore che una proprietà di una risorsa può assumere. Il valore di una proprietà può essere un’altra risorsa.

12 RDF Risorse, Proprietà, e valori di Proprietà: un esempio. L’RDF seguente descrive ad esempio la risorsa "http://www.unical.it/employee/mcolica": Notate come nell’esempio non è stato considerato alcun Namespace

13 Esempio Visivo http://www.unical.it/employee/mcolica mcolica author http://www.unical.it homepage Soggetto Predicato Oggetto

14 RDF Asserzioni La combinazione di una risorsa, una proprietà ed un valore di proprietà si chiama asserzione. In un asserzione la risorsa viene chiamata Soggetto, la proprietà Predicato ed il valore Oggetto. Nell’esempio precedente: Asserzione: “L’autore di http://www.unical.it/employee/mcolica è Maurizio Colica".  Il soggetto è: http://www.unical.it/employee/mcolica  Il predicato è: author  L’oggetto è: Maurizio Colica Assrezione: “L’homePage di http://www.unical.it/employee/mcolica è http://www.unical.it ".  Soggetto: http://www.unical.it/employee/mcolica  Predicato: homepage  Oggetto: http://www.unical.it

15 RDF Esempio Collezione di CD: TitleArtistCountryCompanyPriceYear Pearl DaysElisaItaliaColumbia12 euro2006 Robbie Williams Misunders toodUKCBS Records18 euro2001...

16 RDF Esempio: Rappresentazione Grafica http:// www.mp3.it/cd/Pearl Days 2006 year Elisa artist Columbia company 12 euro price

17 RDF Esempi

18 La prima linea è la dichiarazione XML. Segue la root di un documento RDF:. Il xmlns:rdf namespace, specifica che all’interno del documento tutto ciò che porta il prefisso rdf fa riferimento al namespace "http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#". Il xmlns:cd namespace, specifica che all’interno del documento tutto ciò che porta il prefisso cd fa riferimento al namespace http://www.mp3.it/cd#“. Il tag specifica la descrione della risorsa identificata dall’attibuto rdf:about. Gli elementi:,,, etc. sono proprietà della risorsa.

19 L’elemento è la root di qualsiasi documento RDF e lo identifica: in esso può essere contenuto il riferimento al namesapce RDF [descrizioni delle risorse]

20 L’ elemento L’ identifica una risorsa ed i suoi attributi L’ contiene elementi che descrivono le sue proprietà Gli elementi, artist, country, company, price, e year, sono definiti nel namespace http://www.mp3.it/cd#. Questo namespace non ha nulla a che fare con RDF. RDF definisce solo l’infrastruttura.

21 Proprietà come Attributi Le proprietà possono essere rappresentate come attributi

22 Proprietà come Risorse I valori di proprietà possono essere espressi come risorse: La proprietà artista non ha un valore ma un riferimento ad un’altra risorsa.

23 Proprietà come Risorse http:// www.mp3.it/cd/Pearl Days 2006 year artist Columbia company 12 euro price http:// www.mp3.it/artist/Elisa Elisa name

24 RDF Elementi contenitori RDF containers: sono usati per descrivere gruppi di cose. Ad esempio per elencare gli autori di un disco o di una canzone. Per descrivere questi gruppi si usano i tag:,, e.

25 L’elemento Rappresenta una lista di valori non ordinata. Può contenere valori duplicati.  Esempio

26 rdf:Bag http:// www.mp3.it/song/Ostacoli del cuore rdf:type Elisa rdf:_1 Ligabue rdf:_2 rdf:Bag cd:artist

27 L’elemento Rappresenta un lista di valori ordinata Può contenere valori duplicati. Esempio

28 rdf:Seq http:// www.mp3.it/cd/Pearl Days rdf:type 01 Stay rdf:_1 02 Gli Ostacoli del cuore rdf:_2 rdf:Seq cd:song.. rdf:_3

29 L’elemento Rappresenta una lista di alternative Esempio

30 rdf:Alt http:// www.mp3.it/song/Ostacoli del cuore rdf:type CD rdf:_1 Disco rdf:_2 rdf:Alt cd:format MC rdf:_3

31 RDF Terms Una lista di valori in RDF si chiamano membri. Quindi:  Un contenitore è una risorsa che contiene altri oggetti  Gli oggetti contenuti si chiamano membri.

32 RDF Collections RDF collections sono usati per descrivere gruppi che contengono solo gli elementi specificati.

33 L’attributo rdf:parseType="Collection" Un container dice che una risorsa contiene alcuni membri ma tale affermazione non è chiusa: può contenerne anche altri. RDF collections è usato per esprimere liste chiuse Una collezione è descritta dall’attibuto rdf:parseType="Collection". Example

34 RDF Schema (RDFS) RDF Schema (RDFS) è un estensione di RDF.

35 RDF Schema e Classi RDF descrive risorse tramite classi, proprietà e valori. RDF ha bisogno di definire delle classi e proprietà specifiche per un applicazione Queste classi devono essere definite usando un estensione di RDF Tale estensione è RDF Schema

36 RDF Schema (RDFS) RDF Schema non ha classi predefinite. RDF Schema fornisce la piattaforma per desrcivere nuovi tipi di classi. Le classi in RDF Schema sono simili alle classi di un linguaggio di programmazione ad oggetti. In RDF si possono rappresentare le risorse come istanze di classi e definire sottoclassi e tipi.

37 RDFS Esempi Classi e Sotto classi: La classe horse viene dichiarata come sottoclasse della classe Animal.

38 Esempio Abbreviato RDFS Class è sotto classe della classe rdf:Resource. Per questo motivo possiamo evitare di usare rdf:Description rdf:type ed usare direttamente rdf:class

39 RDF Classi e Proprietà Namespace prefix:'rdfs' URI:'http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#' Le risorse possono essere istanze di una o più classi La classe è indicata tramite l’attibuto rdf:type property La risorsa http://www.unical.it/students/Maurizio è rdf:type Student La risorsa http://www.unicla.it/students/Maurizio è rdf:type Person Student è rdfs:subClassOf Person Le proprietà vengono definite in funzione della classe di risorse su cui si applicano

40 RDF Classi rdfs:Resource – le risorse sono istanze di questa classe rdf:Property – le proprietà sono istanze di questa classe. rdfs:Class – una classe dei linguaggi object oriented.

41 RDF Proprietà rdf:type – indica che una risorsa è del tipo della classe che viene specificata rdfs:subClassOf – indica la relazione classe/sottoclasse fra due classi rdfs:subPropertyOf – indica che una proprietà e specializzazione di un’altra. rdfs:seeAlso – specifica che la risorsa è anche descritta in altre parti rdfs:isDefinedBy – indica la risorsa “soggetto dell’asserzione” ovvero chi ha fatto l’asserzione

42 RDF Constraints rdfs:range  Indica la classe dei valori ammissibili di una proprietà.  rdfs:range è una classe rdf:Class rdfs:domain  Indica la classe cui la proprietà si applica.  Se non è specificata indica che quella proprietà può essere usata su qualsiasi classe.

43 Domain e Range Legame tra classi e proprietà RDF(S) fornisce anche un vocabolario per descrivere come ci si aspetta che proprietà e classi si combinino tra di loro Proprietà predefinite rdfs:domain ed rdfs:range http:// www.mp3.it/cd/#Artist http:// www.mp3.it/cd/#singer http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#Property rdf:type http:// www.mp3.it/cd/#Song rdfs:domainrdfs:range

44 RDF Documentation rdfs:comment – testo libero rdfs:label – Riporta informazioni sulla versione di una risorsa

45 RDF Schema Esempio (1)

46 RDF Schema Esempio (2)

47 RDF Schema Esempio (3)

48 Istanze – classi – metaclassi rdfs:Classrdfs:Resource rdfs:subClassOf rdf:type terms:Person terms:Students terms:Course rdf:type rdfs:subClassOf people:Ruffolo course:BDSIW rdf:type terms:teacher Massimo terms:name rdf:type terms:Teacher people:Bianchi Mario terms:name

49 Reasoning rdfs:Classrdfs:Resource rdfs:subClassOf rdf:type terms:Person terms:Students terms:Course rdf:type rdfs:subClassOf people:Ruffolo course:BDSIW rdf:type terms:teacher Massimo terms:name rdf:type terms:Teacher people:Bianchi Mario terms:name rdfs:subClassOf rdf:type

50 Modello generale rdf:type terms:… rdfs:subClassOf rdfs:Class rdf:type rdfs:Resource rdfs:subClassOf rdf:type rdfs:Property rdf:domain terms:… rdfs:range terms:…

51 RDF Schema Esempio (4)

52 Interrogazione di file RDF SPARQL, linguaggio di interrogazione dell' RDF asceso da qualche mese al rango di W3C Candidate Recommendation, è stato accolto entusiasticamente come l'agognato ultimo tassello per l'edificazione del Web semantico

53 SPARQL Sintassi Turtle SPARQL adotta la sintassi Turtle, un'estensione di N-Triples, alternativa estremamente sintetica e intuitiva al tradizionale RDF/XML. Si considerino le seguenti triple RDF, che saranno utilizzate nel corso della lezione come riferimento per le query d'esempio:

54 RDF File cd.rdf

55 Query SPARQL PREFIX cd: SELECT ?title ?artist ?year FROM WHERE {?title cd:artist ?artist. ?title cd:year ?year. }

56 Risultato TitleArtistYear Pearl DaysElisa2006 Restituisce tutte le risorse per le quali sia specificato sia l’artista che l’anno

57 Clausola OPTIONAL PREFIX cd: SELECT ?title ?artist ?year FROM WHERE { ?title cd:artist ?artist. OPTIONAL {?title cd:year ?year.} }

58 Risultato TitleArtistYear Pearl DaysElisa2006 Misunderstood Robbie Williams Restituisce tutte le risorse per le quali sia specificato l’artista e opzionalmente l’anno

59 Clausola UNION PREFIX cd: SELECT ?title ?artist ?price ?year FROM WHERE { {?title cd:year ?year.} UNION {?title cd:price ?price.} }

60 Risultato TitleArtistPriceYear Pearl DaysElisa2006 Misunderstood Robbie Williams18 euro Restituisce tutte le risorse per le quali sia specificato o il prezzo o l’anno.

61 Clausola FILTER PREFIX cd: SELECT ?title ?artist ?price ?year FROM WHERE { {?title cd:year ?year.} FILTER (?year > 2005) }

62 Risultato TitleArtistPriceYear Pearl DaysElisa2006 Restituisce tutte le risorse per le quali l’attributo anno è maggiore di 2005.

63 Clausola FILTER con REGEX PREFIX cd: SELECT ?title ?artist FROM WHERE { {?title cd:artist ?artist.} FILTER regex (?artist, “^el”, “i” ) }

64 Risultato TitleArtist Pearl DaysElisa Restituisce tutte le risorse per le quali l’attributo artist comincia per “el” ignorando la distinzione fra maiuscole e minuscole.

65 Costrutti speciali SELECT DISTINCT ?title ?artist ORDER BY DESC(?autore) LIMIT 10 OFFSET 10

66 Esempio 2: Human Ontology (Classes) Animal FemaleMalePerson Woman ManResearcher Lecturer rdfs:subClassOf

67 Esempio 2: Human Ontology (ObjectProperty) Animal Male rdfs:range rdfs:domain hasAncestor Animal hasParent hasFather rdfs:subPropertyOf rdfs:range hasMother Female rdfs:subPropertyOf rdfs:range Animal rdfs:range rdfs:domain hasBrother Male Animal rdfs:range rdfs:domain hasSister Female Person rdfs:range rdfs:domain hasFriend Person rdfs:range rdfs:domain hasSpouse Person

68 Esempio 2: Human Ontology (DataType Property) Animal rdfs:range rdfs:domain age Integer Person rdfs:range rdfs:domain trouserssize Integer Person rdfs:range rdfs:domain shirtSize Integer Person rdfs:range rdfs:domain name String

69 Istanze Harry Man isA Sophie John hasChild hasSpouse Person isA 14 37 shoeSize age Mark 16 39 shoeSize age hasFather Eve Lecturer David hasSpouse hasFriend Alice Researcher isA hasFriend Gastone hasFriend Jack hasFriend hasChild (…)

70 Query su Classi SELECT ?x WHERE { ?x rdf:type rdfs:Class }

71 Sussunzioni SELECT ?x ?y WHERE { ?x rdfs:subClassOf ?y }

72 Proprietà: Persone Sposate SELECT ?x ?y WHERE { ?x humans:hasSpouse ?y }

73 Uomini Sposati SELECT * WHERE { ?x humans:hasSpouse ?y. ?x rdf:type humans:Male } Answer

74 Numero di Persone di cui Y è amico SELECT ?x ?y count(?x) as ?conteggio group ?y WHERE { ?x humans:hasFriend ?y }

75 Persone con almeno un parente SELECT DISTINCT ?x WHERE { { ?y humans:hasChild ?x } UNION { ?x humans:hasParent ?y } }

76 Le persone e la loro età (se nota) SELECT ?person ?age WHERE { ?person rdf:type humans:Person OPTIONAL { ?person humans:age ?age } }

77 Maggiorenni SELECT ?x WHERE { ?x humans:age ?age FILTER ( xsd:integer(?age) >= 18 ) }

78 E’ Mark Maggiorenne? ASK WHERE { #Mark humans:age ?age FILTER ( xsd:integer(?age) >= 18 ) }

79 Tutte le persone che non sono ricercatori. SELECT ?x WHERE { ?x rdf:type humans:Person OPTIONAL { ?x rdf:type ?t FILTER ( ?t = humans:Researcher ) } FILTER ( ! bound( ?t ) ) }

80 Antenati SELECT ?x ?y WHERE { ?x humans:hasAncestor ?y } Questa query restituisce ovviamente, anche tutte le istanze delle sottoproprietà hasFather ed HasParent

81 Bibliografia RDF/RDFS SPECIFICATION  http://www.w3.org/RDF/ http://www.w3.org/RDF/ Semantic web tutorial: RDF, RDFS and SPARQL using CORESE  http://www-sop.inria.fr/acacia/soft/corese/tutorial.php http://www-sop.inria.fr/acacia/soft/corese/tutorial.php CORESE (Open Source Software per interrogare file RDF)  http://www-sop.inria.fr/teams/edelweiss/wiki/wakka.php?wiki=Corese http://www-sop.inria.fr/teams/edelweiss/wiki/wakka.php?wiki=Corese