Das Dokument beschreibt eine Übung zu semantischen Technologien, einschließlich der Erstellung einer OWL-Ontologie mit Protégé und der Verwendung von Regelsprachen wie SWRL. Es gibt spezifische Aufgaben zur Erstellung von Ontologien und zur Anwendung eines Reasoners zur Überprüfung der Konsistenz und Ableitung von Informationen. Der Inhalt fokussiert sich auf die Anwendung von Regeln im Semantic Web zur Modellierung von Beziehungen, insbesondere in familiären Kontexten.

1. Semantic Technologies
Übung, Wintersemester 2011/12
7. Dezember 2011 - Regeln

2. Aufgabe
• Bearbeiten Sie das Protégé OWL Tutorial:
‣ http://owl.cs.manchester.ac.uk/tutorials/protegeowltutorial/
• Schauen Sie sich die entstehende OWL-Datei
beim Bearbeiten parallel in einem Text-Editor an.
• Folgen Sie den einzelnen Exercises soweit wie
sie können und senden Sie mir die entstandene
Pizza-Ontologie.

3. Reasoner
• Inferenzmaschine im Kontext des
Semantic Web
• Nützlich für:
• Ableitung neuer Tripel aus bestehenden
• Prüfung der Konsistenz von Ontologien
• Beispiele: Pellet, FaCT++, HermiT

4. Beispiel 1
Uni-Vokabular

5. a

6. a

7. a
a

8. a
a
a

9. a
a
a
a

10. a
a
a
a
a

11. Rules
Regelsprachen für das Semantic Web

12. Rules
• Implizite Regeln in RDFS & OWL
• Beispiele:
• „Alle Professoren sind Dozenten“ - rdfs:subClassOf
• „Wenn ein Seminar von einem Dozenten gehalten wird,
dann hält dieser Dozent das Seminar“ - owl:inverseOf
• „Hauptseminare werden nur von Professoren gehalten“ -
owl:Restriction
• ...

13. Rules
• Problem:
• „Eine Person mit einem männlichen
Geschwisterteil hat einen Bruder.“
• IF ?x hasSibling ?y
AND ?y rdf:type Man
THEN ?x ?hasBrother ?y.
• Nicht durch OWL-Konstrukte ausdrückbar.
➡Lösung: Regelsprachen

14. SWRL
Semantic Web Rule Language

15. SWRL
• Kombiniert OWL mit Horn-Logik
• Bsp.:
• IF ?x hasSibling ?y
AND ?y rdf:type Man
THEN ?x ?hasBrother ?y.
➡In SWRL:
• hasSibling(?x,?y), Man(?y) -> hasBrother(?x,?y)

16. SWRL
• Allgemeine Syntax:
• B ,...,B -> A ,...,A
1 n 1 m
• Sprich:
• „Aus B und B ... und B folgt A und A
1 2 n 1 2 ... und Am.“

17. SWRL
• Dabei gilt:
• Die Prädikate B ... B und A ... A sind
1 n 1 n
• OWL-Klassen der Form C(x)
• OWL-Eigenschaften der Form P(x,y)

18. SWRL
• Außerdem gilt:
• Die Werte x und y der Prädikate sind
• Werte eines Datentyps
• OWL-Individuen
• Variablen der Form „?a“

19. SWRL
• Beispiele:
• Professor(?x) -> Dozent(?x)
• haelt(?x,?y) -> wirdGehaltenVon(?y,?x)
• haelt(thaller,?y), teilnehmer(?x,?y)
! -> interessiertSichFuer(?x,?y)
• title("Semantic Technologies",?y), Uebung(?y)
! -> interessiertSichFuer(?x,?y)

20. RuleML
• Familie von XML-Formaten zur
Repräsentation von Regeln
• Basis für XML-Serialisierung von SWRL

21. Beispiel 2
Personen

22. Aufgabe 1
• Erstellen Sie mit Protégé eine möglichst
reichhaltige OWL-Ontologie für
Familienbeziehungen. Folgende Klassen
und Eigenschaften sollen enthalten sein:
• Person, MalePerson, FemalePerson, hasSibling, hasBrother,
hasSister, hasChild, hasSon, hasDaughter, hasParent,
hasFather, hasMother
• Nutzen Sie den Reasoner für Konsistenzchecks.

23. Aufgabe 2
• Legen sie mehrere Individuals als
Instanzen von Thing und Beziehungen
zwischen diesen Instanzen an.
• Nutzen Sie den Reasoner um automatisch
auf die Klassen dieser Individuals zu
schließen.

24. Aufgabe 3
• Löschen Sie alle Domains und Ranges der
Ontologie und formulieren Sie stattdessen
Regeln, die den gleichen Effekt haben.

25. Aufgabe 4
• Geben Sie Regeln in SWRL an, die die
Ableitung spezifischerer Properties
möglich machen.
• Bsp.:
• MalePerson(?y), Person(?p), hasSibling(?p, ?y)
! -> hasBrother(?p, ?y)