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Wissenstechnologie VU
Web Ontology Language (OWL), Schließen mit OWL;
Tagging & Folksonomien


                              Peter Scheir


                 TU Graz & Know-Center



 http://kmi.tugraz.at                            http://www.know-center.at
 This work is licensed under the Creative Commons Attribution 2.0 Austria License.
 To view a copy of this license, visit http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/at/.
Inhalt


   Whg: RDF Schema und Ontologien
   Web Ontology Language (OWL)
   Schließen mit OWL
   Tagging & Folksonomien




                                                                      2
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November 2007   Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
Semantic Web Stack




   RDF Schema (Whg.)




                                                                      3
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November 2007   Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
Von RDF zu RDF Schema (RDFS)


   RDF
         Aussagen über Ressourcen via Eigenschaften (Properties)
         und deren Eigenschaftswerte
   RDF ermöglich nicht
         Aussagen über Art der Ressource oder Properties
         Zusammenhänge zwischen Art von Ressourcen und
         Properties
   Durch Erweiterung zu RDF - RDF Vocabulary Description
   Language 1.0: RDF Schema adressiert
   Spezielles Vokabular zur Definition von Klassen von Ressourcen
   und Properties (Z.B. Katze gehört zur Klasse der Säugetiere)


                                                                                4
   http://www.w3.org/TR/rdf-schema/

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RDF Schema und
objekt-orientierte Sprachen


   RDF Schema verwendet objekt-orientierten Konzepte
       Klassen
       Eigenschaften
   Aber: Nicht Klassen haben Eigenschaften (wie in z.B. Java)
   Eigenschaften werden Klassen zugewiesen (domain, range), z.B.:
       Eigenschaft: hatAutor
       domain: Dokument
       range: Person
   Einfacher neue Eigenschaften für Klassen festzulegen ohne
   Klassendefinitionen verändern zu müssen
   Einfachere Erweiterung des Vokabulars
                                                                                 5
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Anwendungsfälle von RDF Schema


   Spezifikation von Vokabularen
      RDF:
        http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns
      RDF Schema:
        http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema
   Modellierung von Ontologien




                                                                      6
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Klassen & Ressourcen


          Beziehungen zwischen Klassen und Ressourcen
                Typing: Individuals werden Klassen zugeordnet
                (Ein Individual kann mehreren Klassen angehören)
                Subclassing: Klassen werden abgeleitet




                                                                                                7
                                                                               http://kmi.tugraz.at
http://www.w3.org/People/Ivan/CorePresentations/SW_Advanced/Slides.html#(28)

    November 2007                 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
Inferred Properties


   Gestrichelte Verbindung:
          Ist nicht explizit angegeben
          Folgt aus den Regeln von RDFS




                                                                                                8
http://www.w3.org/People/Ivan/CorePresentations/SW_Advanced/Slides.html#(30)

                                                                               http://kmi.tugraz.at

    November 2007                 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
Inferred Properties


Das RDF Semantics Dokument hat eine Liste von 44
Entailment Rules:
   “if such and such triplets are in the graph, add this
   and this triplet”
   “do that recursively until the graph does not
   change”
   “this can be done in polynomial time for a specific
   graph”
  http://www.w3.org/TR/rdf-mt/

                                                                       9
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Ontologie?




                                                                      10
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Ontologie (Gruber)


   explicit specification of a conceptualization
   conceptualization is an abstract, simplified view of
   the world that we wish to represent for some purpose
   Definitions associate the names of entities in the
   universe of discourse with human-readable text
   describing what the names mean, and formal axioms
   that constrain the interpretation and well-formed use
   of these terms.
   Formally, an ontology is the statement of a logical
   theory



                                                                      11
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Begriffsdefinition


   Term / Wort
                               Begriff
   Konzept / Begriff



                                                   bezieht sich auf
        erweckt



                                                        Ding
         Term / Wort
                             steht für

          ‚Apache‘
                                                                                12
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Ontologie (Guarino)




   An ontology is a logical theory accounting for the
   intended meaning of a formal vocabulary, i.e. its
   ontological commitment to a particular conceptualization
   of the world. The intended models of a logical language
   using such a vocabulary are constrained by its ontological
   commitment. An ontology indirectly reflects this
   commitment (and the underlying conceptualization) by
   approximating these intended models.
   an ontology is language-dependent
   a conceptualization is language-independent

                                                                          13
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Ontologie (Sowa)


   An informal ontology may be specified by a
   catalog of types that are either undefined or
   defined only by statements in a natural language.
   A formal ontology is specified by a collection of
   names for concept and relation types organized
   in a partial ordering by the type-subtype relation.




                                                                      14
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Ontology Spectrum (McGuinness)


                        Thesauri                                                                        Selected
                                                                                 Frames
                                                             Formal
                       “narrower                                                                          Logical
                                                                               (properties)
                                                              is-a
                         term”                                                                        Constraints
Catalog/
                        relation                                                                         (disjointness,
ID                                                                                                         inverse, …)




                                        Informal                       Formal                                  General
                                                                                            Value
        Terms/                            is-a                        instance                                  Logical
                                                                                           Restrs.
        glossary                                                                                            constraints



 http://ontolog.cim3.net/file/work/OntologySummit2007/workshop/McGuinness_NIST-interop-ontology-summit_20070423.ppt


                                                                                                                      15
  Originally from AAAI 1999- Ontologies Panel by Gruninger, Lehmann, McGuinness, Uschold, Welty;
  – updated by McGuinness.
  Description in: www.ksl.stanford.edu/people/dlm/papers/ontologies-come-of-age-abstract.html
                                                                                                   http://kmi.tugraz.at

     November 2007                 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
Inhalt


   Whg: RDF Schema und Ontologien
   Web Ontology Language (OWL)
   Schließen mit OWL
   Tagging & Folksonomien




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Semantic Web Stack




   OWL




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November 2007   Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
Sprachen für das Semantic Web




                                                                      18
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DARPA Agent Markup Language (DAML)


   gefördert von DARPA, Start 2000
   DARPA: Defense Advanced Research Projects
   Agency
   DAML-ONT: Ontologie als RDFS Erweiterung
   Aufs Web ausgerichtet




                                                                      19
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Ontology Inference Layer (OIL)


   EU-Projekt, kommt aus Richtung AI
   In mehreren Ausprägungen definiert
   Kompatibel mit RDF Schema (bis auf Reification)




                                                                      20
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Geschichte DAML+OIL


   Zunächst parallele Entwicklungen
   1999
      DARPA Agent Markup Language (DAML)-Projekt in USA
      Ontology Inference Layer (OIL)-Projekt in der EU
   2000
      Zusammenlegung beider Projekte unter DAML+OIL
   2001
      DAML+OIL bei W3C eingereicht
      Ausgangsbasis für Web Ontology Language (OWL)
                                                                          21
                                                         http://kmi.tugraz.at

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DAML+OIL


   Baut auf Syntax und Semantik der RDF-Schema auf
   Semantik der Sprachelemente ist definiert durch
      Beschreibungslogik
      Axiomatik




                                                                        22
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Entstehung von OWL


   W3C gründete 2001 Ontology (WebONT) Working
   Group
   Auf Basis von DAML+OIL wird Sprache spezifiziert
   Feb. 2004 veröffentlicht W3C OWL Web Ontology
   Language Recommendations
   Zusätzliche Sprachkonstrukte zu RDF-Schema
    http://w3.org/2001/sw/WebOnt



                                                                      23
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OWL - WOL


The language started out as the quot;Web Ontology
Languagequot; but the Working Group disliked the acronym
quot;WOL.quot; We decided to call it OWL. The Working Group
became more comfortable with this decision when one
of the members pointed out the following justification
for this decision from the noted ontologist A.A. Milne
who, in his influential book quot;Winnie the Poohquot; stated of
the wise character OWL:
quot;He could spell his own name WOL, and he could spell
Tuesday so that you knew it wasn't Wednesday...quot;
      http://www.w3.org/2003/08/owlfaq
                                                                       24
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OWL - WOL


                                  Owl




     Winnie the Pooh


                Piglet                                                25
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OWL - Ausprägungen


   OWL besteht aus 3 Untersprachen
      OWL Lite
      OWL DL
      OWL Full




                                                                       26
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OWL - Ausprägungen


   The following set of relations hold.
   Their inverses do not:
      Every legal OWL Lite ontology
      is a legal OWL DL ontology.
      Every legal OWL DL ontology
      is a legal OWL Full ontology.
      Every valid OWL Lite conclusion
      is a valid OWL DL conclusion.
      Every valid OWL DL conclusion
      is a valid OWL Full conclusion.
      http://www.w3.org/TR/owl-guide/                                 27
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OWL Lite


   Möglichkeit der Migration für bestehende
   Taxonomien und Thesauri.
   Definition von Klassenhierarchien mit einfachem
   Constraints zu Properties
   Niedrigere formale Komplexität als OWL DL




                                                                      28
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OWL DL


   Bezug zu Description Logics
       Ermöglicht ziehen logischer Schlüsse
   beinhaltet alle Sprachkonstrukte von OWL
   Einschränkungen um die Berechenbarkeit sicher zu stellen, z.B.:
       Klasse darf nicht auch eine Instanz oder Property sein
       Property darf nicht auch Klasse oder Instanz sein


   Bringt gleichzeitig:
       Maximum an Ausdrucksstärke
       Vollständigkeit (alle Schlüsse sind berechenbar)
       Berechenbarkeit (alle Berechnungen enden in endlicher Zeit)
                                                                                 29
                                                                http://kmi.tugraz.at

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Erinnerung: Inferred Properties
in RDF (Schema)


Das RDF Semantics Dokument hat eine Liste von 44
Entailment Rules:
   “if such and such triplets are in the graph, add this
   and this triplet”
   “do that recursively until the graph does not
   change”
   “this can be done in polynomial time for a specific
   graph”
  http://www.w3.org/TR/rdf-mt/

                                                                       30
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OWL Full


   bietet maximale Ausdrucksstärke und die
   syntaktische Freiheit von RDF
   Berechenbarkeit nicht mehr garantiert
   erlaubt die Erweiterung des durch RDF und OWL
   vordefinierten Vokabulars




                                                                      31
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Editoren für OWL


   Protégé:
     http://protege.stanford.edu/
   Altova SemanticWorks (kommerziell):

   http://www.altova.com/products_semanticworks.ht
   ml
   SWOOP:
     http://www.mindswap.org/2004/SWOOP/
   TopBraid Composer™ (kommerziell):
     http://www.topbraidcomposer.com/

                                                                      32
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Inhalt


   Whg: RDF Schema und Ontologien
   Web Ontology Language (OWL)
   Schließen mit OWL
   Tagging & Folksonomien




                                                                      33
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OWL Logik


   Logik in OWL basiert auf Description Logic (DL)
   DL Untermenge der First Order Logic (FOL)
   OWL: Open World Assumption
      Alles bleibt so lange wahr bis ein Fakt gefunden
      wird, das es widerlegt
      (Closed World Assumption: Wird ein Fakt nicht
      gefunden kann er als falsch angenommen werden)




                                                                          34
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Aussagenlogik /
Propositionale Logik


Elemente
   Atome: P, Q, R, …
   Logische Konstanten: True, False
                ∧,∨ , ¬, →, ↔
   Junktoren:
   Klammern: (, )


Beispiel

           ( warm ∨ hot ) → cowFeelsWell

                                                                        35
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Prädikatenlogik der ersten Stufe /
First Order Logic


Elemente
    Konstanten: a, b, John, …
    Variablen: x, y, z, …
    Funktionen: f, g, … (Abbildung von Konstanten auf
    Konstanten)
    Prädikate: P(x), Q(y), … (Abbildung von Variablen auf
    Logische Konstanten)
                  ∀, ∃
    Quantoren:
    Klammern: (, )


Beispiel
                                                                             36
           (∀x)isCow( x) → isCow(mother ( x))
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Description Logics (1/2)


   Familie von logik-basierenden Sprachen zur
   Wissensrepräsentation
      KL-ONE, CLASSIC, OWL, …
      FACT, Racer, … (Reasoner)
   Kann Informationen über Konzepte (Klassen),
   Individuen und Rolen (Eigenschaften) darstellen
   Engl.: Concepts, classes, individuals, roles,
   properties
   Untermengen der First Order Logic
                                                                      37
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Description Logic (2/2)


TBox (terminological box)
   Aussagen über Konzepte und deren Verbindungen
   Klassifizierung
ABox (assertional box)
   Aussagen über Individuen
   Kontrolle der Individuenzuordnung


   Trennung in TBox und ABox zur Optimierung von
                                                                      38
   Reasoning
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Description Logic in OWL


   OWL DL
      Description Logic SHOIN
   OWL Lite
      Description Logic SHIF
   OWL Full
      Keine Description Logic


   Complexity of reasoning in Description Logics
     http://www.cs.man.ac.uk/~ezolin/dl/
                                                                      39
                                                     http://kmi.tugraz.at

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Ressourcen zu DL


   OWL Reasoning Examples
   http://owl.man.ac.uk/2003/why/latest/
   Description Logic
   The Description Logic Handbook: Theory,
   Implementation, and Applications. F. Baader et al.,
   Cambridge University Press, 2003. ISBN
   0521781760
      http://dl.kr.org/



                                                                       40
                                                      http://kmi.tugraz.at

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DL (OWL) Reasoner


   Racer (kommerziell):
     http://www.racer-systems.com/
   FaCT++:
     http://owl.man.ac.uk/factplusplus/
   Pellet:
     http://pellet.owldl.com/




                                                                      41
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OWL Reasoning


   3 Hauptanwendungen:
      Konsitenzcheck (Überprüfung der Klassendefinition)
      Klassifikation von Klassen
      Klassifikation von Instanzen




                                                                        42
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OWL Reasoning Demo


   Demo mit Protégé




                                                                      43
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Inhalt


   Whg: RDF Schema und Ontologien
   Web Ontology Language (OWL)
   Schließen mit OWL
   Tagging & Folksonomien




                                                                      44
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Tagging




                                                                      45
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Tagging


   Tag
      Wort das einem Informationsobjekt (URL, Text, Bild,
      Video) zugeordnet ist/wird
      beschreibendes Metadatum
      informell
      persönlich
      nicht durch Klassifikationsschema festgelegt
      kein kontrolliertes Vokabular
   Tagging
                                                                         46
      vergeben von Tags
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Tagging Systeme


   Fotos
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   Akademische Publikationen
           http://www.bibsonomy.org/
           http://www.citeulike.org/
   (Weblogs)
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Tagging Systeme -> Folksonomy


   Für ein Objekt können ein oder mehrere Tags
   vergeben werden
   Durch Tag <-> Object Zuordnungen durch einen
   User kann ein Netzwerk aufgebaut werden
   Navigation zwischen Objekten über verschiedene
   Wege im Netzwerk


   Netzwerk wird Folksonomy genannt
   Von folk und taxonomy
                                                                      48
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Folksonomy


Eine Folksonomy ist ein Tupel F:=(U,T,R,Y,p), wobei U, T und
R endliche Mengen sind, deren Elemente man Benutzer, Tags
bzw. Ressourcen nennt.
Y ist eine ternäre Relation zwischen diesen Mengen,
d. h. Y ⊆ U×T×R, deren Elemente Tag Assignments heißen.
Die Menge von Tag Assignments, die ein Benutzer zu einer
Ressource herstellt, heißt Eintrag oder Post.
p ist eine benutzerspezifische Unter-/Obertag-Relation,
d. h. p ⊆ U×T×T, die Is-A-Relation genannt wird.


Hotho et al., Das Entstehen von Semantik in BibSonomy,
2006
  http://www.kde.cs.uni-
kassel.de/stumme/papers/2006/hotho2006entstehen.pdf                        49
                                                          http://kmi.tugraz.at

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Demo - Flickr Related Tag Browser


   http://www.airtightinteractive.com/projects/related_
   tag_browser/app/




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Diskussion


   Unterschiede zwischen Folksonomie und Ontologie


   Kann eine Folksonomie eine Ontologie sein?




                                                                      51
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Ontologie vs. Folksonomie


   Kontrolliertes Vokabular / Unkontrolliertes Vokabular
   Konzepte / Wörter
   Experten / Nutzer
   Modellieren / Tags




                                                                      52
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Ende



Danke für die Aufmerksamkeit


Fragen / Kommentare?


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      Mathias Lux
      Peter Scheir
      Klaus Tochtermann
                                                                         54
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  • 1. Wissenstechnologie VU Web Ontology Language (OWL), Schließen mit OWL; Tagging & Folksonomien Peter Scheir TU Graz & Know-Center http://kmi.tugraz.at http://www.know-center.at This work is licensed under the Creative Commons Attribution 2.0 Austria License. To view a copy of this license, visit http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/at/.
  • 2. Inhalt Whg: RDF Schema und Ontologien Web Ontology Language (OWL) Schließen mit OWL Tagging & Folksonomien 2 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 3. Semantic Web Stack RDF Schema (Whg.) 3 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 4. Von RDF zu RDF Schema (RDFS) RDF Aussagen über Ressourcen via Eigenschaften (Properties) und deren Eigenschaftswerte RDF ermöglich nicht Aussagen über Art der Ressource oder Properties Zusammenhänge zwischen Art von Ressourcen und Properties Durch Erweiterung zu RDF - RDF Vocabulary Description Language 1.0: RDF Schema adressiert Spezielles Vokabular zur Definition von Klassen von Ressourcen und Properties (Z.B. Katze gehört zur Klasse der Säugetiere) 4 http://www.w3.org/TR/rdf-schema/ http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 5. RDF Schema und objekt-orientierte Sprachen RDF Schema verwendet objekt-orientierten Konzepte Klassen Eigenschaften Aber: Nicht Klassen haben Eigenschaften (wie in z.B. Java) Eigenschaften werden Klassen zugewiesen (domain, range), z.B.: Eigenschaft: hatAutor domain: Dokument range: Person Einfacher neue Eigenschaften für Klassen festzulegen ohne Klassendefinitionen verändern zu müssen Einfachere Erweiterung des Vokabulars 5 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 6. Anwendungsfälle von RDF Schema Spezifikation von Vokabularen RDF: http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns RDF Schema: http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema Modellierung von Ontologien 6 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 7. Klassen & Ressourcen Beziehungen zwischen Klassen und Ressourcen Typing: Individuals werden Klassen zugeordnet (Ein Individual kann mehreren Klassen angehören) Subclassing: Klassen werden abgeleitet 7 http://kmi.tugraz.at http://www.w3.org/People/Ivan/CorePresentations/SW_Advanced/Slides.html#(28) November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 8. Inferred Properties Gestrichelte Verbindung: Ist nicht explizit angegeben Folgt aus den Regeln von RDFS 8 http://www.w3.org/People/Ivan/CorePresentations/SW_Advanced/Slides.html#(30) http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 9. Inferred Properties Das RDF Semantics Dokument hat eine Liste von 44 Entailment Rules: “if such and such triplets are in the graph, add this and this triplet” “do that recursively until the graph does not change” “this can be done in polynomial time for a specific graph” http://www.w3.org/TR/rdf-mt/ 9 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 10. Ontologie? 10 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 11. Ontologie (Gruber) explicit specification of a conceptualization conceptualization is an abstract, simplified view of the world that we wish to represent for some purpose Definitions associate the names of entities in the universe of discourse with human-readable text describing what the names mean, and formal axioms that constrain the interpretation and well-formed use of these terms. Formally, an ontology is the statement of a logical theory 11 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 12. Begriffsdefinition Term / Wort Begriff Konzept / Begriff bezieht sich auf erweckt Ding Term / Wort steht für ‚Apache‘ 12 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 13. Ontologie (Guarino) An ontology is a logical theory accounting for the intended meaning of a formal vocabulary, i.e. its ontological commitment to a particular conceptualization of the world. The intended models of a logical language using such a vocabulary are constrained by its ontological commitment. An ontology indirectly reflects this commitment (and the underlying conceptualization) by approximating these intended models. an ontology is language-dependent a conceptualization is language-independent 13 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 14. Ontologie (Sowa) An informal ontology may be specified by a catalog of types that are either undefined or defined only by statements in a natural language. A formal ontology is specified by a collection of names for concept and relation types organized in a partial ordering by the type-subtype relation. 14 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 15. Ontology Spectrum (McGuinness) Thesauri Selected Frames Formal “narrower Logical (properties) is-a term” Constraints Catalog/ relation (disjointness, ID inverse, …) Informal Formal General Value Terms/ is-a instance Logical Restrs. glossary constraints http://ontolog.cim3.net/file/work/OntologySummit2007/workshop/McGuinness_NIST-interop-ontology-summit_20070423.ppt 15 Originally from AAAI 1999- Ontologies Panel by Gruninger, Lehmann, McGuinness, Uschold, Welty; – updated by McGuinness. Description in: www.ksl.stanford.edu/people/dlm/papers/ontologies-come-of-age-abstract.html http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 16. Inhalt Whg: RDF Schema und Ontologien Web Ontology Language (OWL) Schließen mit OWL Tagging & Folksonomien 16 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 17. Semantic Web Stack OWL 17 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 18. Sprachen für das Semantic Web 18 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 19. DARPA Agent Markup Language (DAML) gefördert von DARPA, Start 2000 DARPA: Defense Advanced Research Projects Agency DAML-ONT: Ontologie als RDFS Erweiterung Aufs Web ausgerichtet 19 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 20. Ontology Inference Layer (OIL) EU-Projekt, kommt aus Richtung AI In mehreren Ausprägungen definiert Kompatibel mit RDF Schema (bis auf Reification) 20 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 21. Geschichte DAML+OIL Zunächst parallele Entwicklungen 1999 DARPA Agent Markup Language (DAML)-Projekt in USA Ontology Inference Layer (OIL)-Projekt in der EU 2000 Zusammenlegung beider Projekte unter DAML+OIL 2001 DAML+OIL bei W3C eingereicht Ausgangsbasis für Web Ontology Language (OWL) 21 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 22. DAML+OIL Baut auf Syntax und Semantik der RDF-Schema auf Semantik der Sprachelemente ist definiert durch Beschreibungslogik Axiomatik 22 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 23. Entstehung von OWL W3C gründete 2001 Ontology (WebONT) Working Group Auf Basis von DAML+OIL wird Sprache spezifiziert Feb. 2004 veröffentlicht W3C OWL Web Ontology Language Recommendations Zusätzliche Sprachkonstrukte zu RDF-Schema http://w3.org/2001/sw/WebOnt 23 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 24. OWL - WOL The language started out as the quot;Web Ontology Languagequot; but the Working Group disliked the acronym quot;WOL.quot; We decided to call it OWL. The Working Group became more comfortable with this decision when one of the members pointed out the following justification for this decision from the noted ontologist A.A. Milne who, in his influential book quot;Winnie the Poohquot; stated of the wise character OWL: quot;He could spell his own name WOL, and he could spell Tuesday so that you knew it wasn't Wednesday...quot; http://www.w3.org/2003/08/owlfaq 24 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 25. OWL - WOL Owl Winnie the Pooh Piglet 25 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 26. OWL - Ausprägungen OWL besteht aus 3 Untersprachen OWL Lite OWL DL OWL Full 26 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 27. OWL - Ausprägungen The following set of relations hold. Their inverses do not: Every legal OWL Lite ontology is a legal OWL DL ontology. Every legal OWL DL ontology is a legal OWL Full ontology. Every valid OWL Lite conclusion is a valid OWL DL conclusion. Every valid OWL DL conclusion is a valid OWL Full conclusion. http://www.w3.org/TR/owl-guide/ 27 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 28. OWL Lite Möglichkeit der Migration für bestehende Taxonomien und Thesauri. Definition von Klassenhierarchien mit einfachem Constraints zu Properties Niedrigere formale Komplexität als OWL DL 28 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 29. OWL DL Bezug zu Description Logics Ermöglicht ziehen logischer Schlüsse beinhaltet alle Sprachkonstrukte von OWL Einschränkungen um die Berechenbarkeit sicher zu stellen, z.B.: Klasse darf nicht auch eine Instanz oder Property sein Property darf nicht auch Klasse oder Instanz sein Bringt gleichzeitig: Maximum an Ausdrucksstärke Vollständigkeit (alle Schlüsse sind berechenbar) Berechenbarkeit (alle Berechnungen enden in endlicher Zeit) 29 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 30. Erinnerung: Inferred Properties in RDF (Schema) Das RDF Semantics Dokument hat eine Liste von 44 Entailment Rules: “if such and such triplets are in the graph, add this and this triplet” “do that recursively until the graph does not change” “this can be done in polynomial time for a specific graph” http://www.w3.org/TR/rdf-mt/ 30 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 31. OWL Full bietet maximale Ausdrucksstärke und die syntaktische Freiheit von RDF Berechenbarkeit nicht mehr garantiert erlaubt die Erweiterung des durch RDF und OWL vordefinierten Vokabulars 31 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 32. Editoren für OWL Protégé: http://protege.stanford.edu/ Altova SemanticWorks (kommerziell): http://www.altova.com/products_semanticworks.ht ml SWOOP: http://www.mindswap.org/2004/SWOOP/ TopBraid Composer™ (kommerziell): http://www.topbraidcomposer.com/ 32 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 33. Inhalt Whg: RDF Schema und Ontologien Web Ontology Language (OWL) Schließen mit OWL Tagging & Folksonomien 33 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 34. OWL Logik Logik in OWL basiert auf Description Logic (DL) DL Untermenge der First Order Logic (FOL) OWL: Open World Assumption Alles bleibt so lange wahr bis ein Fakt gefunden wird, das es widerlegt (Closed World Assumption: Wird ein Fakt nicht gefunden kann er als falsch angenommen werden) 34 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 35. Aussagenlogik / Propositionale Logik Elemente Atome: P, Q, R, … Logische Konstanten: True, False ∧,∨ , ¬, →, ↔ Junktoren: Klammern: (, ) Beispiel ( warm ∨ hot ) → cowFeelsWell 35 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 36. Prädikatenlogik der ersten Stufe / First Order Logic Elemente Konstanten: a, b, John, … Variablen: x, y, z, … Funktionen: f, g, … (Abbildung von Konstanten auf Konstanten) Prädikate: P(x), Q(y), … (Abbildung von Variablen auf Logische Konstanten) ∀, ∃ Quantoren: Klammern: (, ) Beispiel 36 (∀x)isCow( x) → isCow(mother ( x)) http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 37. Description Logics (1/2) Familie von logik-basierenden Sprachen zur Wissensrepräsentation KL-ONE, CLASSIC, OWL, … FACT, Racer, … (Reasoner) Kann Informationen über Konzepte (Klassen), Individuen und Rolen (Eigenschaften) darstellen Engl.: Concepts, classes, individuals, roles, properties Untermengen der First Order Logic 37 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 38. Description Logic (2/2) TBox (terminological box) Aussagen über Konzepte und deren Verbindungen Klassifizierung ABox (assertional box) Aussagen über Individuen Kontrolle der Individuenzuordnung Trennung in TBox und ABox zur Optimierung von 38 Reasoning http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 39. Description Logic in OWL OWL DL Description Logic SHOIN OWL Lite Description Logic SHIF OWL Full Keine Description Logic Complexity of reasoning in Description Logics http://www.cs.man.ac.uk/~ezolin/dl/ 39 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 40. Ressourcen zu DL OWL Reasoning Examples http://owl.man.ac.uk/2003/why/latest/ Description Logic The Description Logic Handbook: Theory, Implementation, and Applications. F. Baader et al., Cambridge University Press, 2003. ISBN 0521781760 http://dl.kr.org/ 40 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 41. DL (OWL) Reasoner Racer (kommerziell): http://www.racer-systems.com/ FaCT++: http://owl.man.ac.uk/factplusplus/ Pellet: http://pellet.owldl.com/ 41 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 42. OWL Reasoning 3 Hauptanwendungen: Konsitenzcheck (Überprüfung der Klassendefinition) Klassifikation von Klassen Klassifikation von Instanzen 42 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 43. OWL Reasoning Demo Demo mit Protégé 43 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 44. Inhalt Whg: RDF Schema und Ontologien Web Ontology Language (OWL) Schließen mit OWL Tagging & Folksonomien 44 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 45. Tagging 45 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 46. Tagging Tag Wort das einem Informationsobjekt (URL, Text, Bild, Video) zugeordnet ist/wird beschreibendes Metadatum informell persönlich nicht durch Klassifikationsschema festgelegt kein kontrolliertes Vokabular Tagging 46 vergeben von Tags http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 47. Tagging Systeme Fotos http://www.flickr.com/ Bookmarks http://del.icio.us/ Akademische Publikationen http://www.bibsonomy.org/ http://www.citeulike.org/ (Weblogs) http://www.technorati.com/ 47 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 48. Tagging Systeme -> Folksonomy Für ein Objekt können ein oder mehrere Tags vergeben werden Durch Tag <-> Object Zuordnungen durch einen User kann ein Netzwerk aufgebaut werden Navigation zwischen Objekten über verschiedene Wege im Netzwerk Netzwerk wird Folksonomy genannt Von folk und taxonomy 48 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 49. Folksonomy Eine Folksonomy ist ein Tupel F:=(U,T,R,Y,p), wobei U, T und R endliche Mengen sind, deren Elemente man Benutzer, Tags bzw. Ressourcen nennt. Y ist eine ternäre Relation zwischen diesen Mengen, d. h. Y ⊆ U×T×R, deren Elemente Tag Assignments heißen. Die Menge von Tag Assignments, die ein Benutzer zu einer Ressource herstellt, heißt Eintrag oder Post. p ist eine benutzerspezifische Unter-/Obertag-Relation, d. h. p ⊆ U×T×T, die Is-A-Relation genannt wird. Hotho et al., Das Entstehen von Semantik in BibSonomy, 2006 http://www.kde.cs.uni- kassel.de/stumme/papers/2006/hotho2006entstehen.pdf 49 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 50. Demo - Flickr Related Tag Browser http://www.airtightinteractive.com/projects/related_ tag_browser/app/ 50 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 51. Diskussion Unterschiede zwischen Folksonomie und Ontologie Kann eine Folksonomie eine Ontologie sein? 51 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 52. Ontologie vs. Folksonomie Kontrolliertes Vokabular / Unkontrolliertes Vokabular Konzepte / Wörter Experten / Nutzer Modellieren / Tags 52 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 53. Ende Danke für die Aufmerksamkeit Fragen / Kommentare? peter.scheir@tugraz.at 53 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at
  • 54. License This work is licensed under the Creative Commons Attribution 2.0 Austria License. To view a copy of this license, visit http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/at/. Contributors: Mathias Lux Peter Scheir Klaus Tochtermann 54 http://kmi.tugraz.at November 2007 Wissenstechnologie @ kmi.tugraz.at