blog.ddtor.com

OWL, язык веб-онтологий.
Краткий обзор
Рекомендация W3C 10 февраля 2004

Эта версия:: http://www.w3.org/TR/2004/REC-owl-features-20040210/
Последняя версия:: http://www.w3.org/TR/owl-features/
Предыдущая версия:: http://www.w3.org/TR/2003/PR-owl-features-20031215/
Редакторы:: Дебора Л. МакГиннес (Лаборатория Систем Знания, Стэнфордский Университет); Франк ван Хармелен (Вридж Университет, Амстердам) Frank.van.Harmelen@cs.vu.nl

Пожалуйста, обращайтесь к списку ошибок для этого документа, который может включать некоторые нормативные исправления.

Смотрите также переводы.

Резюме

Язык Веб-Онтологий OWL разработан для использования приложениями, которые должны обрабатывать содержимое информации, а не только представлять эту информацию людям. OWL обеспечивает более полную машинную обработку Веб-контента, чем та, которую поддерживают XML, RDF, и RDF Schema (RDF-S), предоставляя наряду с формальной семантикой дополнительный терминологический словарь. OWL имеет три диалекта (в порядке возрастания выразительности): OWL Lite, OWL DL и OWL Full.

Этот документ написан для читателей, которые хотят получить первое впечатление о возможностях OWL. В данном обзоре OWL неформально описываются особенности каждого из диалектов OWL. Некоторые знания о RDF Schema будут полезны для понимания этого документа, но не обязательны. После ознакомления с этим документом, заинтересованные читатели могут обратиться к Руководству по OWL за более детальными описаниями и примерами использования понятий OWL. Формальное нормативное описание OWL можно найти в Семантике и синтаксисе OWL.

Статус этого документа

Этот документ был рассмотрен членами W3C и другими заинтересованными сторонами, и был одобрен Директором как Рекомендация W3C. Роль Рекомендации W3C состоит в том, чтобы привлечь внимание к данной спецификации и способствовать ее широкому применению. Это увеличивает функциональность и возможности взаимодействия Сети.

Эта одна из шести частей Рекомендаций W3C по OWL, языку веб-онтологий. Она была разработана Рабочей группой Онтологии Сети как часть W3C Semantic Web Activity Положение об Activity, Устав группы) для публикации 10 февраля 2004. (

Проект OWL, отраженный в более ранних версиях этих документов был тщательно рассмотрен и удовлетворяет техническим требованиям Рабочей группы. Рабочая группа рассмотрела все полученные комментарии, сделав необходимые изменения. Изменения к этому документу, начиная с версии Предполагаемой Рекомендации, детально изложены в протоколе изменений.

Комментарии принимаются на public-webont-comments@w3.org (архив), а общая дискуссия о близких технологиях на www-rdf-logic@w3.org (архив).

Доступен список реализаций.

W3C поддерживает список обжалований любых патентов, относящихся к этой работе.

Этот раздел описывает статус этого документа на момент его публикации. Другие документы могут заменить этот документ. Список текущих публикаций W3C и последняя ревизия этого технического сообщения могут быть найдены в индексе технических сообщений W3C http://www.w3.org/TR/.

Содержание

1. Введение

Этот документ описывает Язык Веб-Онтологий OWL. OWL предназначен для тех случаев, когда содержащаяся в документах информация должна быть обработана приложениями, в противоположность ситуациям, где нужно только представить содержимое документов людям. OWL может использоваться, чтобы явно представлять значения терминов и отношения между этими терминами в словарях. Такое представление терминов и их взаимоотношений называют онтологией. OWL имеет больше средств для выражения значения и семантики, чем XML, RDF, и RDF-S, и, таким образом, OWL идет дальше этих языков в способности представить поддающийся машинной обработке контент Сети. OWL - это ревизия языка веб-онтологий DAML+OIL, включающая в себя опыт, полученный при проектировании и использовании DAML+OIL.

1.1 Карта документа

Язык OWL описан набором документов, каждый из которых выполняет свою цель, и направлен на свою аудиторию. Ниже показана карта для навигации по этому набору документов:

Данный Краткий обзор OWL дает упрощенное описание OWL, предоставляя список особенностей языка с очень краткими описаниями;
Руководство по OWL демонстрирует использование языка OWL на подробном примере, а также обеспечивает глоссарий терминов, используемых в этих документах;
Справка по OWL дает систематическое и компактное (но все еще неформально изложенное) описание всех модельных примитивов OWL;
Семантика и абстрактный синтаксис OWL - окончательное и формально изложенное нормативное определение языка;
Документ Тестовые образцы OWL содержит большой набор тестовых примеров для языка;
Документ Примеры использования и требования OWL содержит набор примеров использования языка веб-онтологий и описывает ряд требований для OWL.

Предположительный порядок чтения первых четырех документов соответствует изложенному, так как они были внесены в список по мере увеличения количества технических подробностей. Последние два документа дополняют набор документации.

1.2 Почему OWL?

Semantic Web - это взгляд в будущее Сети, в которой информация наделена явным значением, облегчая автоматическую машинную обработку и интеграцию информации, доступной в Сети. Semantic Web будет основываться на способности XML определять настраиваемые схемы разметки и гибкий подход RDF к представлению данных. Первый уровень над RDF, требуемый для Semantic Web - это язык онтологий, который может формально описать значение терминов, используемых в веб-документах. Если, как предполагается, на машины возложить полезные рассудочные задачи в отношении этих документов, то данный язык должен выйти за пределы основной семантики RDF Схем. Документ Примеры использования и требования OWL обеспечивает больше деталей об онтологиях, мотивирует потребность в Языке Веб-Онтологий, описывая шесть случаев использования, и формулирует цели, требования и правила использования OWL.

OWL был разработан, чтобы удовлетворить эту потребность в Языке Веб-Онтологий. OWL - часть растущего комплекта рекомендаций W3C, связанных с Semantic Web.

XML обеспечивает синтаксис для структурированных документов, но не налагает никаких семантических ограничений на значение этих документов
XML Schema определяет структуру документов XML, а также дополняет XML конкретными типами данных.
RDF позволяет описать модель данных (datamodel) для объектов ("ресурсов") и отношения между ними, обеспечивает простую семантику для этой моделей данных, представляя их в XML синтаксисе.
RDF Schema предоставляет средства для описания свойств и классов RDF-ресурсов, а также семантику для иерархий-обобщений таких свойств и классов.
OWL добавляет еще больше возможностей для того, чтобы описать свойства и классы: в частности, отношения между классами (например, непересекаемость), кардинальность (например, "точно один"), равенство, больше типов свойств, характеристик свойств (например, симметрия), и перечисляемые классы.

1.3 Три диалекта OWL

OWL обеспечивает три различных по выразительности диалекта, спроектированных для использования отдельными сообществами разработчиков и пользователей.

OWL Lite поддерживает тех пользователей, которые нуждаются, прежде всего, в классификационной иерархии и простых ограничениях. Например, притом, что он поддерживает ограничения кардинальности (количества элементов), допускаются значения кардинальности только 0 или 1. Для разработчиков должно быть проще в своих продуктах обеспечить поддержку OWL Lite, чем его более выразительных собратьев, в частности, OWL Lite позволяет быструю миграцию тезаурусов и других таксономий. OWL Lite также имеет более низкую формальную сложность, чем OWL DL, более детально см. раздел об OWL Lite в Справке по OWL.
OWL DL поддерживает тех пользователей, которые хотят максимальной выразительности при сохранении полноты вычислений (все заключения гарантировано будут вычисляемыми), и разрешаемости (все вычисления завершатся в определенное время). OWL DL включает все языковые конструкции OWL, но они могут использоваться только согласно определенным ограничениям (например, в то время как класс может быть подклассом многих классов, класс не может быть представителем другого класса). OWL DL так назван из-за его соответствия дескриптивной логике, дисциплине, в которой разработаны логики, формирующие формальную основу OWL.
OWL Full предназначается для пользователей, которые хотят максимальную выразительность и синтаксическую свободу RDF без гарантий вычисления. Например, в OWL Full класс может рассматриваться одновременно как собрание индивидов и как один индивид в своем собственном значении. OWL Full позволяет такие онтологии, которые расширяют состав предопределенного (RDF или OWL) словаря. Маловероятно, что какое-либо рассудочное программное обеспечение будет в состоянии поддержать полную поддержку каждой особенности OWL Full.

Каждый из этих диалектов - расширение его более простого предшественника, и в том, что касается выразительных возможностей, и в том, что касается возможностей производимых заключений. Поддерживаются следующие отношения, но не наоборот.

Каждая допустимая OWL Lite онтология - допустимая OWL DL онтология.
Каждая допустимая OWL DL онтология - допустимая OWL Full онтология.
Каждое правильное OWL Lite заключение - правильное OWL DL заключение.
Каждое правильное OWL DL заключение - правильное OWL Full заключение.

Разработчики онтологий, использующие OWL, должны решить, какой из диалектов лучше подходит к их задачам. Выбор между OWL Lite и OWL DL зависит от степени того, насколько пользователям требуются более выразительные конструкции, обеспечиваемые OWL DL. Выбор между OWL DL и OWL Full, главным образом, зависит от степени того, насколько пользователям требуются средства мета-моделирования RDF Схем (например, определяющие классы классов, или наделяющие классы свойствами). При использовании OWL Full, по сравнению с OWL DL, рассудочная поддержка менее предсказуема, поскольку полных реализаций OWL Full в настоящее время не существует.

OWL Full может рассматриваться как расширение RDF, в то время как OWL Lite и OWL DL могут рассматриваться как расширения ограниченного варианта RDF. Каждый OWL (Lite, DL, Full) документ - это документ RDF, и каждый RDF документ - это OWL Full документ, но только некоторые RDF документы могут быть допустимыми OWL Lite или OWL DL документами. Из-за этого, нужно соблюдать некоторую осторожность, когда пользователь хочет осуществить миграцию документов RDF в OWL. Когда выразительность OWL DL или OWL Lite считается приемлемой, должны быть приняты некоторые меры предосторожности, чтобы удостовериться, что оригинальный RDF документ соответствует дополнительным ограничениям, налагаемым OWL DL и OWL Lite. В частности, надо явно удостовериться, что тип каждого URI, который используется как название класса, определен как owl:Class (и подобным же образом для свойств), удостовериться, что каждый индивидуум принадлежит по крайней мере одному классу (даже если это только owl:Thing), и что URI, используемые для классов, свойств и индивидуумов должны быть взаимно непересекающимися. Детали об этих и других ограничениях OWL DL и OWL Lite объясняются в приложении E к Справке по OWL.

1.4 Структура документа

Этот документ сначала описывает понятия OWL Lite, вслед за чем идет описание понятий, которые добавлены в OWL DL и OWL Full (OWL DL и OWL Full содержат одинаковые понятия, но OWL Full более либерален в том, как эти понятия могут комбинироваться).

2. Сводка языка

Эта секция обеспечивает быстрые ссылки для всех терминов языков OWL Lite, OWL DL и OWL Full.

В этом документе термины OWL выделены курсивом. Префиксы rdf: или rdfs: используются, когда термины уже присутствуют в RDF или RDF Schema. В противном случае термины относятся к OWL. Таким образом, термин rdfs:subPropertyOf указывает, что subPropertyOf уже присутствует в словаре rdfs (технически: rdfs namespace). А термин Class или более точно обозначенный как owl:Class - термин, принадлежащий OWL.

2.1 Сводка OWL Lite

Список конструкций языка OWL Lite приведен ниже.

Термины RDF Schema: Class (Thing, Nothing) rdfs:subClassOf rdf:Property rdfs:subPropertyOf rdfs:domain rdfs:range Individual	(Не)Равенство: equivalentClass equivalentProperty sameAs differentFrom AllDifferent distinctMembers	Характеристики свойств: ObjectProperty DatatypeProperty inverseOf TransitiveProperty SymmetricProperty FunctionalProperty InverseFunctionalProperty
Ограничения свойств: Restriction onProperty allValuesFrom someValuesFrom	Ограниченная кардинальность: minCardinality (только 0 или 1) maxCardinality (только 0 или 1) cardinality (only 0 or 1)	Информация заголовка: Ontology imports
Пересечение классов: intersectionOf	Версии: versionInfo priorVersion backwardCompatibleWith incompatibleWith DeprecatedClass DeprecatedProperty	Аннотационные свойства: rdfs:label rdfs:comment rdfs:seeAlso rdfs:isDefinedBy AnnotationProperty OntologyProperty
Типы данных xsd datatypes

2.2 Сводка OWL DL и Full

Список конструкций языка OWL DL и OWL Full, которые дополняют или расширяют конструкции OWL Lite, приведен ниже.

Аксиомы класса: oneOf, dataRange disjointWith equivalentClass (используется в выражениях класса) rdfs:subClassOf (используется в выражениях класса)	Булевые комбинации выражений классов: unionOf complementOf intersectionOf
Произвольная кардинальность: minCardinality maxCardinality cardinality	Информация заполнителя: hasValue

3. Описание языка OWL Lite

Эта секция обеспечивает неофициальное описание особенностей языка OWL Lite. Мы не обсуждаем здесь подробный синтаксис его конструкций (см. определения в Справке по OWL). Каждый термин языка снабжен гиперссылкой к соответствующему месту в Руководстве по OWL, где можно найти примеры и советы по использованию.

OWL Lite использует только некоторые из особенностей языка OWL и имеет больше ограничений на использование этих особенностей, чем OWL DL или OWL Full. Например, в OWL Lite классы могут только быть определены в терминах именованных суперклассов (суперклассы не могут быть произвольными выражениями), и могут использоваться только определенные виды ограничений класса. Эквивалентность между классами и соподчинение между классами также разрешается только между именованными классами, а не между произвольными выражениями класса. Точно так же, ограничения в OWL Lite используют только именованные классы. OWL Lite также имеет ограниченное понятие кардинальности - разрешены только кардинальности 0 или 1.

3.1 Особенности RDF Schema в OWL Lite

В OWL Lite включены следующие понятия RDF Schema.

Class: Класс определяет группу индивидов, которых объединяет наличие некоторых общих свойств. Например, Дебора и Франк - оба члены класса Человек. Классы могут быть организованы в иерархии, используя subClassOf. Есть встроенный самый общий класс по имени Thing (Вещь), который является классом всех индивидов и суперкласс для всех OWL классов. Есть также встроенный наиболее специфичный класс по имени Nothing (Ничто), который не имеет никаких представителей и является подклассом всех OWL классов.
rdfs:subClassOf: Иерархии классов могут быть созданы, путем одного или нескольких утверждений, что данный класс - подкласс другого класса. Например, класс Человек может быть представлен как подкласс класса Млекопитающие. Из этого можно вывести что, если индивид - Человек, то он также Млекопитающее.
rdf:Property: Свойства могут использоваться, чтобы установить отношения между индивидами или от индивидов к значениям данных. Возьмем, например, четыре свойства: имеетРебенка, имеетРодственника, имеетБрата и имеетВозраст. Первые три могут использоваться, чтобы связать представителя класса Человек с другими представителями класса Человек (и, таким образом, являются Свойствами-объектами ObjectProperty), а последнее (имеетВозраст) может использоваться, чтобы связать представителя класса Человек с представителем типа данных Целое число (и, таким образом, является Свойством-значением DatatypeProperty). И owl:ObjectProperty, и owl:DatatypeProperty - подклассы RDF класса rdf:Property.
rdfs:subPropertyOf: Иерархии свойств могут быть созданы путем одного или нескольких утверждений, что данное свойство - подсвойство одного или нескольких других свойств. Например, свойство имеетБрата может быть представлено как подсвойство имеетРодственника. Из этого можно вывести что, если индивид связан с другим свойством имеетБрата, то это также связывает его с другим свойством имеетРодственника.
rdfs:domain: Область определения (домен) свойства ограничивает индивидов, к которым это свойство может быть применено. Если свойство связывает индивида с другим индивидом, и это свойство имеет какой-то класс в качестве одного из своих доменов, то индивид должен принадлежать этому классу. Например, может быть заявлено, что свойство имеетРебенка имеет область определения Млекопитающие. Из этого можно вывести что, если Франк имеетРебенка Анна, то Франк должен быть Млекопитающим. Заметьте, что rdfs:domain называют глобальным ограничением, так как ограничение накладывается на все свойство, а не только на свойство, связанное с конкретным классом. См. также обсуждение ограничений свойств ниже.
rdfs:range: Диапазон свойства, ограничивающий индивидов, которые могут выступать в качестве значений этого свойства. Если свойство связывает одного индивида с другим, и это свойство имеет класс в качестве своего диапазона, то другой индивид должен принадлежать этому классу. Например, для свойства имеетРебенка может быть заявлен диапазон Млекопитающие. Из этого можно вывести что, если Луиза связана с Деборой свойством имеетРебенка, (т.е., Дебора - ребенок Луизы), то Дебора относится к Млекопитающим. Диапазон - также глобальное ограничение, как и вышеизложенный домен. См. также обсуждение локальных ограничений ниже (напр. AllValuesFrom).
Individual : Индивиды - это представители классов, и чтобы связать одного индивида с другим могут использоваться свойства. Например, индивид по имени Дебора может быть описан как представитель класса Человек, и свойство имеетРаботодателя может быть использовано, чтобы связать индивида Дебору с индивидом Стенфордский Университет.

3.2 Равенство и Неравенство в OWL Lite

Следующие понятия OWL Lite связаны с равенством или неравенством.

equivalentClass : Два класса могут быть представлены как эквивалентные. Эквивалентные классы имеют одних и тех же представителей. Равенство может использоваться для создания синонимичных классов. Например, Машина может быть заявлена, как equivalentClass по отношению к Автомобиль. Из этого можно вывести, что любой индивид, который является представителем Машины, является также и представителем Автомобиля и наоборот.
equivalentProperty: Два свойства могут быть представлены как эквивалентные. Эквивалентные свойства связывают одного индивида с одним и тем же набором других индивидов. Равенство может использоваться для создания синонимичных свойств. Например, свойство имеетЛидера может быть заявлено, как equivalentProperty по отношению к имеетРуководителя. Из этого можно вывести, что, если X связан с Y свойством имеетЛидера, X также связан с Y свойством имеетРуководителя и наоборот. Можно также вывести, что имеетЛидера - подсвойство имеетРуководителя, а имеетРуководителя - подсвойство имеетЛидера.
sameAs: Два индивида могут быть представлены как один и тот же. Эти конструкции могут использоваться для создания множества различных имен одного и того же индивида. Например, индивид Дебора может быть заявлен как тот же самым индивид, что и Дебора МакГиннес.
differentFrom: Индивид может быть представлен как отличающийся от других индивидов. Например, индивид Франк может быть представлен как отличающийся от индивидов Деборы и Джима. Таким образом, если индивиды Франк и Дебора - оба являются значениями для функционального свойства (т.е. которое имеет максимум одно значение), то возникнет противоречие. Объявление индивидов различными в явном виде может быть важным при использовании языков типа OWL (и RDF), которые не предполагают, что индивиды имеют одно и только одно имя. Например, без дополнительной информации, нельзя вывести, что Франк и Дебора - не одно и тоже лицо.
AllDifferent: Множество индивидов могут быть представлены как взаимно отличные друг от друга в одном утверждении AllDifferent. Например, Франк, Дебора, и Джим могли бы быть представлены как отличные друг от друга с помощью использования конструкции AllDifferent. В отличие от вышеизложенного понятия differentFrom, это бы предписало также, что Джим и Дебора отличны (а не только, что Франк отличен от Деборы, и Франк отличен от Джима). Конструкция AllDifferent особенно полезна, когда имеются наборы различающихся объектов и автор заинтересован в назначении уникальных имен для каждого из этих объектов. Для объявления того, что все члены списка отличны и попарно не пересекаются, это понятие используется в связке с distinctMembers.

3.3 Характеристики свойства в OWL Lite

В OWL Lite есть специальные идентификаторы, которые используются, чтобы обеспечить информацию о свойствах и их значениях. Различие между ObjectProperty и DatatypeProperty было обозначено выше в описании свойства.

inverseOf: Одно свойство может быть представлено как инверсия другого. Если свойство P1 представлено как инверсия свойства P2, то, если X связан с Y свойством P2, то Y связан с X свойством P1. Например, если имеетРебенка - инверсия имеетРодителя и Дебора имеетРодителя Луиза, то можно вывести, что Луиза имеетРебенка Дебора.
TransitiveProperty: Свойства могут быть объявлены транзитивными (переходными). Это означает, что, если пара (x,y) - представитель транзитивного свойства P, и пара (y,z) - представитель свойства P, то пара (x,z) - также представитель P. Например, если свойство Предок объявлено транзитивным, и если Сара - предок Луизы (т.е., (Сара,Луиза) - представитель свойства Предок), а Луиза - предок Деборы (т.е., (Луиза,Дебора) - представитель свойства Предок), то можно вывести, что Сара является предком Деборы (т.е., (Сара,Дебора) - представитель свойства Предок).
OWL Lite (и OWL DL) налагает граничное условие, что транзитивные свойства (и их суперсвойства) не могут иметь ограничение maxCardinality 1. Без этого граничного условия, OWL Lite и OWL DL стали бы неразрешимыми языками. См. раздел аксиом свойств в документе Семантика и абстрактный синтаксис OWL.
SymmetricProperty: Свойства могут быть объявлены симметричными. Если свойство является симметричным, то, если пара (x,y) - представитель симметричного свойства P, то пара (y,x) - также представитель P. Например, друг может быть объявлен симметричным свойством. Тогда, если дано что Франк - друг Деборы, то можно вывести, что Дебора - друг Франка.
FunctionalProperty: Свойства могут быть заданы, как имеющие уникальное значение. Если свойство объявлено как FunctionalProperty, то оно имеет не более одного значения для каждого индивида (или может не иметь никаких значений для индивида). Эта характеристика известна как наличие уникального свойства. FunctionalProperty - это сокращение для обозначения того, что, минимальная кардинальность свойства - ноль, а максимальная кардинальность - 1. Например, свойство имеетГлавногоРаботодателя может быть объявлено FunctionalProperty. Из этого можно вывести, что никакой индивид не может иметь более чем одного главного работодателя. Однако, это не подразумевает, что каждый Человек должен иметь по крайней мере одного главного работодателя.
InverseFunctionalProperty: Свойства могут быть объявлены обратно-функциональными. Если свойство обратно-функционально, то инверсия этого свойства функциональна. То есть, инверсия данного свойства имеет не больше одного значения для каждого индивида. Эта характеристика также известна как недвусмысленное (однозначное) свойство. Например, имеетИНН (идентификационный номер налогоплательщика для жителей России) может быть объявлено как обратно-функциональное (или однозначное). Инверсия этого свойства (которое можно назвать служитИННдля) имеет не более одного значения для любого индивида в классе номеров налогоплательщиков. То есть, единственное значение свойства служитИННдля для конкретного номера налогоплательщика - это ИНН какого-либо человека. Из этого можно вывести, что нет двух различных индивидуальных представителя Человека с одним и тем же ИНН. Кроме того, можно вывести что, если два представителя Человека имеют один и тот же ИНН, то эти два представителя ссылаются на одного и того же индивида.

3.4 Ограничения свойства в OWL Lite

OWL Lite позволяет налагать ограничения на то, как могут использоваться свойства представителями классов. Они (и ограничения кардинальности в следующем подразделе) используются в контексте owl:Restriction. Элемент owl:onProperty указывает ограничиваемое свойство. Следующие два ограничения задают, какие значения могут использоваться, в то время как ограничения в следующем разделе задают, сколько значений может использоваться.

allValuesFrom: Ограничение allValuesFrom налагается на свойство с указанием класса. Это означает, что это свойство данного конкретного класса имеет связанное с ним локальное ограничение диапазона. То есть, если представитель класса связан данным свойством со вторым индивидом, то можно вывести, что второй индивид является представителем класса, служащего локальным ограничением диапазона. Например, класс Человек может иметь свойство имеетДочь, ограниченное значением свойства allValuesFrom - класс Женщина. Это означает что, если индивид человека Луиза связана свойством имеетДочь с индивидом Деборой, то можно вывести, что Дебора является представителем класса Женщина. Это ограничение позволяет использовать свойство имеетДочь с другими классами, такими как класс Кошка, и иметь соответствующее ограничение значений, связанное с использованием данного свойства у этого класса. В этом случае, свойство имеетДочь будет иметь ограничение локального диапазона - класс Кошка, когда связано с классом Кошка, и будет иметь ограничение локального диапазона - класс Человек, когда связано с классом Человек. Заметьте, что из самого по себе ограничения allValuesFrom нельзя вывести, что действительно имеется хотя бы одно значение данного свойства.
someValuesFrom: Ограничение someValuesFrom налагается на свойство с указанием класса. Какой-нибудь класс может иметь ограничение для своего свойства, что по крайней мере одно из значений этого свойства должно иметь определенный тип. Например, класс СтатьяСемантическойСети может иметь ограничение someValuesFrom для свойства имеетКлючевоеСлово, которое требует, что некоторыеsomeValuesFrom. В отличие от allValuesFrom, someValuesFrom не требует, чтобы все значения свойства были представителями одного и того же класса. Если мояСтатья - представитель класса СтатьяСемантическойСети, то мояСтатья связана свойством имеетКлючевоеСлово по крайней мере с одним из представителей класса РубрикаСемантическойСети. Заметьте, что нельзя вывести (как и в случае с ограничением allValuesFrom), что все значения свойства имеетКлючевоеСлово должны быть представителями класса РубрикаСемантическойСети. Это позволяет наличие многих ключевых слов - в числе которых одно или несколько - представители класса РубрикаСемантическойСети, чтобы статья была совместимой с ограничением значения имеетКлючевоеСлово - представители класса РубрикаСемантическойСети.

3.5 Ограниченная кардинальность в OWL Lite

OWL Lite включает ограниченную форму указания количества элементов. Ограничения кардинальности в OWL (и OWL Lite) известны как локальные ограничения, так как они распространяются на свойства каждого конкретного класса. То есть, эти ограничения задают кардинальность данного свойства для представителей данного класса. Требования кардинальности OWL Lite ограничены, потому что они позволяют задавать кардинальность только 0 или 1 (не позволяют произвольные значения кардинальности, как это имеет место в OWL DL и OWL Full).

minCardinality: Кардинальность объявляется для свойства в отношении какого-то конкретного класса. Если для свойства в отношении одного из классов объявлена minCardinality 1, то любой представитель этого класса будет связан этим свойством по крайней мере с одним индивидом. Это ограничение - еще один способ указать, что данное свойство обязано иметь значение для всех представителей данного класса. Например, класс Человек не будет иметь каких-либо минимальных ограничений кардинальности для свойства имеетПотомка, потому как не все люди имеют потомков. Однако, класс Родитель будет иметь минимальную кардинальность 1 для свойства имеетПотомка. Если известно, что Луиза - Человек, то ничего нельзя сказать о минимальном количестве элементов для её свойства имеетПотомка. Если обнаружено, что Луиза является представителем Родителя, то можно вывести, что Луиза связана свойством имеетПотомка по крайней мере с одним индивидом. Из этой информации нельзя вывести максимального числа потомков для индивидуальных представителей класса Родитель. В OWL Lite разрешена минимальная кардинальность только 0 или 1. Минимальная кардинальность ноль для какого-либо свойства - всего лишь указывает (в отсутствии любой другой уточняющей информации), что свойство является опциональным (необязательным) в отношении данного класса. Например, свойство имеетПотомка может иметь минимальную кардинальность ноль для класса Человек (в то время как обеспечить более определенную информацию о минимальной кардинальности один для класса Родитель).
maxCardinality: Кардинальность объявляется для свойства в отношении какого-то конкретного класса. Если для свойства в отношении одного из классов объявлена maxCardinality 1, то любой представитель этого класса будет связан этим свойством не более, чем с одним индивидом. Ограничение maxCardinality 1 иногда называют функциональным или уникальным свойством. Например, свойство местоПрописки для класса ГражданеРоссии может иметь максимальную кардинальность один (потому что людям разрешено иметь прописку только по одному адресу). Из этого можно вывести, что индивидуальные представители класса ГражданеРоссии не могут относиться к двум или более разным индивидами через свойство местоПрописки. Из самой по себе максимальной кардинальности нельзя вывести минимальной кардинальности 1. Иногда может быть полезным заявить, что определенные классы не имеют значений для конкретного свойства. Например, представители класса ХолостойЧеловек не должны быть связаны свойством имеетСупруга ни с какими индивидами. Эта ситуация представлена максимальной кардинальностью ноль для свойства имеетСупруга класса ХолостойЧеловек.
cardinality: Кардинальность служит для удобства, когда нужно заявить, что свойство класса имеет и minCardinality 0 и maxCardinality 0 или и minCardinality 1 и maxCardinality 1. Например, класс Человек имеет ровно одно значение для свойства имеетМать. Из этого можно вывести, что не могут двое отличных друг от друга индивидуальных представителей класса Мать быть значениями для свойства имеетМать одного и того же индивида.

Также обсуждались альтернативные названия для этих сокращенных форм кардинальности. Текущие рекомендации - включать любые такие названия в пользовательские системы. Больше информации по этой теме доступно на публично доступных почтовых архивах webont с наиболее уместным сообщением http://lists.w3.org/Archives/Public/www-webont-wg/2002Oct/0063.html.

3.6 Пересечение классов в OWL Lite

OWL Lite содержит конструктор пересечений, но ограничивает его использование.

intersectionOf: OWL Lite позволяет пересечения именованных классов и ограничений. Например, класс Сотрудник может быть описан как intersectionOf Человек и ТрудовыеЕдиницы (что может быть определено как вещи, у которых минимальная кардинальность для свойства имеетРаботодателя 1). Из этого можно вывести, что любой конкретный Сотрудник имеет по крайней мере одного работодателя.

3.7 Типы данных OWL

OWL использует механизмы RDF для типов данных. Смотрите раздел о типах данных Руководства OWL для более детального описания встроенных типов данных OWL, взятых в значительной степени из типов данных XML Schema.

3.8 Заголовок в OWL Lite

OWL Lite поддерживает заметки о включении онтологий, дополнении онтологий и об отношениях к другим онтологиям. См. детали в Справке по OWL и примеры в Руководстве по OWL.

3.9 Аннотационные свойства в OWL Lite

OWL Lite позволяет делать аннотации для классов, свойств, индивидов и заголовков онтологий. Использование этих аннотаций подчинено определенным ограничениям. См. детали в разделе Аннотации в Справке по OWL.

3.10 Информация о версиях в OWL Lite

RDF уже имеет маленький словарь для того, чтобы описывать информацию о версиях. OWL значительно расширяет этот словарь. См. Справку по OWL.

4. Сравнительное описание языков OWL DL и OWL Full

OWL DL и OWL Full используют один и тот же словарь, хотя OWL DL подчинен некоторым ограничениям. Грубо говоря, OWL DL требует разделения типа (класс не может также быть индивидом или свойством, а свойство не может быть также индивидом или классом). Это подразумевает, что ограничения не могут налагаться на сами языковые элементы OWL (то, что позволено в OWL Full). Кроме того, OWL DL требует, чтобы свойства были определены или как Свойства-Объекты, или как Свойства-Значения: Свойства-значения - это отношения между представителями классов и литералами RDF и типами данных XML Schema, в то время как Свойства-объекты - это отношения между представителями двух классов. Документ Семантика и абстрактный синтаксис OWL объясняет различия и ограничения. Ниже мы описываем словарь OWL DL и OWL Full, который расширяет конструкции OWL Lite.

oneOf: (перечисляемые классы): Классы могут быть описаны перечислением индивидов, которые составляют класс. Члены этого класса есть набор перечисленных индивидов, не больше - не меньше. Например, класс дниНедели может быть описан простым перечислением индивидов Понедельник, Вторник, Среда, Четверг, Пятница, Суббота, Воскресенье. Из этого можно вывести максимальное количество элементов (7) для любого свойства, у которого класс дниНедели задан как значение ограничения allValuesFrom.
hasValue: (значения свойств): Может потребоваться, чтобы свойство в качестве своего значения обязательно имело конкретного индивида (так называемые значения свойств). Например, представители класса ГражданеРоссии могут быть охарактеризованы как люди, которые имеют Россию как значение их подданства. (Значение подданства, Россия, является представителем класса Подданства).
disjointWith: Классы могут быть представлены, как непересекающиеся друг с другом. Например, Мужчина и Женщина могут быть определены как непересекающиеся классы. Из этого определения disjointWith, можно вывести некорректность, если индивид будет заявлен как представитель обоих классов, и также то, что, если A - представитель Мужчины, то A - не представитель Женщины.
unionOf, complementOf, intersectionOf (Булевые комбинации): OWL DL и OWL Full позволяют произвольные булевые комбинации классов и ограничений: unionOf, complementOf и intersectionOf. Например, используя unionOf, мы можем объявить, что класс содержит объекты, которые являются или ГражданеУкраины, или ГражданеРоссии. Используя complementOf, мы можем задать, что дети не являются представителями класса ВзрослыеГраждане. (то есть класс Дети дополнительный подкласс к ВзрослыеГраждане). Гражданство Европейского союза может быть описано как союз (union) гражданств всех государств - членов ЕЭС.
minCardinality, maxCardinality, cardinality (полная кардинальность): В то время как в OWL Lite, кардинальность ограничена вариантами не меньше, не больше или точно 1 или 0, в OWL Full позволяется определение количества элементов произвольными неотрицательными целыми числами. Например, для класса МногодетнаяМатьОдиночка свойство имеетРебенка ограничивается минимальной кардинальностью 3 (в то время как свойство имеетСупруга должно быть ограничено кардинальностью 0).
complex classes: Во многих конструкциях, OWL Lite ограничивает синтаксис уникальными названиями класса (например, в конструкциях subClassOf или equivalentClass). OWL Full снимает это ограничение, разрешая произвольно сложные описания класса, состоящего из перечисляемых классов, ограничений свойств и булевых комбинаций. Также OWL Full разрешает использовать классы в качестве представителей других классов (OWL DL и OWL Lite не разрешают). Подробнее по этой теме, см. раздел "Дизайн для Использования" в Руководстве по OWL.

5. Заключение

Этот документ дает краткий обзор Языка Веб-Онтологий, обеспечивая общее представление о том, зачем нужен язык веб-онтологий Сети и как OWL соотносится с родственными языками W3C. Документ также обеспечивает краткое описание трех диалектов OWL: OWL Lite, OWL DL, и OWL Full наряду со сводкой понятий каждого из этих языков. Этот документ - обновление к документу Сводка понятий. Здесь даны простые описания конструкций наряду с простыми примерами. Для детальной информации даются ссылки на документы Справка по OWL, Руководство по OWL, и Семантика и абстрактный синтаксис OWL. Предыдущие версии (15 декабря 2003, 5 сентября 2003, 18 августа 2003, 30 июля 2003, 1 мая 2003, 20 марта 2003, 2 января 2003, 29 июля 2002, 8 июля 2002, 23 июня 2002, 26 мая 2002 и 15 мая 2002) этого документа дают историческую перспективу на эволюцию OWL Lite и обсуждаемые при этом вопросы.

Ссылки

[OWL Guide]: OWL Web Ontology Language Guide, Michael K. Smith, Chris Welty, and Deborah L. McGuinness, Editors, W3C Recommendation, 10 February 2004, http://www.w3.org/TR/2004/REC-owl-guide-20040210/ . Latest version available at http://www.w3.org/TR/owl-guide/ .
[OWL Reference]: OWL Web Ontology Language Reference, Mike Dean and Guus Schreiber, Editors, W3C Recommendation, 10 February 2004, http://www.w3.org/TR/2004/REC-owl-ref-20040210/ . Latest version available at http://www.w3.org/TR/owl-ref/ .
[OWL Abstract Syntax and Semantics]: OWL Web Ontology Language Semantics and Abstract Syntax, Peter F. Patel-Schneider, Pat Hayes, and Ian Horrocks, Editors, W3C Recommendation, 10 February 2004, http://www.w3.org/TR/2004/REC-owl-semantics-20040210/ . Latest version available at http://www.w3.org/TR/owl-semantics/ .
[OWL Test]: OWL Web Ontology Language Test Cases, Jeremy J. Carroll and Jos De Roo, Editors, W3C Recommendation, 10 February 2004, http://www.w3.org/TR/2004/REC-owl-test-20040210/ . Latest version available at http://www.w3.org/TR/owl-test/ .
[OWL Requirements]: OWL Web Ontology Language Use Cases and Requirements, Jeff Heflin, Editor, W3C Recommendation, 10 February 2004, http://www.w3.org/TR/2004/REC-webont-req-20040210/ . Latest version available at http://www.w3.org/TR/webont-req/ .
[OWL Issues]: Web Ontology Issue Status. Michael K. Smith, ed. 1 November 2003.
[DAML+OIL Reference]: DAML+OIL Reference Description . Dan Connolly, Frank van Harmelen, Ian Horrocks, Deborah L. McGuinness, Peter F. Patel-Schneider, and Lynn Andrea Stein. W3C Note 18 December 2001.
[XML]: Extensible Markup Language (XML).
[XML Schema]: XML Schema .
[XML-SCHEMA2]: XML Schema Part 2: Datatypes - W3C Recommendation, World Wide Web Consortium, 2 May 2001.
[RDF/XML Syntax]: RDF/XML Syntax Specification (Revised), Dave Beckett, Editor, W3C Recommendation, 10 February 2004, http://www.w3.org/TR/2004/REC-rdf-syntax-grammar-20040210/ . Latest version available at http://www.w3.org/TR/rdf-syntax-grammar/ .
[RDF Concepts]: Resource Description Framework (RDF): Concepts and Abstract Syntax, Graham Klyne and Jeremy J. Carroll, Editors, W3C Recommendation, 10 February 2004, http://www.w3.org/TR/2004/REC-rdf-concepts-20040210/ . Latest version available at http://www.w3.org/TR/rdf-concepts/ .
[RDF Schema]: RDF Vocabulary Description Language 1.0: RDF Schema, Dan Brickley and R. V. Guha, Editors, W3C Recommendation, 10 February 2004, http://www.w3.org/TR/2004/REC-rdf-schema-20040210/ . Latest version available at http://www.w3.org/TR/rdf-schema/ .
[RDF Semantics]: RDF Semantics, Patrick Hayes, Editor, W3C Recommendation, 10 February 2004, http://www.w3.org/TR/2004/REC-rdf-mt-20040210/ . Latest version available at http://www.w3.org/TR/rdf-mt/ .
[Description Logics]: The Description Logic Handbook. Franz Baader, Diego Calvanese, Deborah McGuinness, Daniele Nardi, Peter Patel-Schneider, editors. Cambridge University Press, 2003; and Description Logics Home Page.

Благодарности

Этот документ - результат обширных дискуссий в пределах всей рабочей группы Веб-Онтологий. Участники этой рабочей группы: Yasser alSafadi, Jean-François Baget, James Barnette, Sean Bechhofer, Jonathan Borden, Frederik Brysse, Stephen Buswell, Jeremy Carroll, Dan Connolly, Peter Crowther, Jonathan Dale, Jos De Roo, David De Roure, Mike Dean, Larry Eshelman, Jérôme Euzenat, Tim Finin, Nicholas Gibbins, Sandro Hawke, Patrick Hayes, Jeff Heflin, Ziv Hellman, James Hendler, Bernard Horan, Masahiro Hori, Ian Horrocks, Jane Hunter, Francesco Iannuzzelli, Rüdiger Klein, Natasha Kravtsova, Ora Lassila, Massimo Marchiori, Deborah McGuinness, Enrico Motta, Leo Obrst, Mehrdad Omidvari, Martin Pike, Marwan Sabbouh, Guus Schreiber, Noboru Shimizu, Michael Sintek, Michael K. Smith, John Stanton, Lynn Andrea Stein, Herman ter Horst, David Trastour, Frank van Harmelen, Bernard Vatant, Raphael Volz, Evan Wallace, Christopher Welty, Charles White, and John Yanosy.

====================

Этот документ является переводом исходной английской версии. Может содержать ошибки. © Дмитрий Щербина, 2004

Страницы