W3C

Этот документ является переводом исходной английской версии. Может содержать ошибки. © Дмитрий Щербина, 2004
Нагло сворован на сайтах: http://www.thalion.kiev.ua/idx.php/7/009/article/

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) d l m at k s l dot stanford dot edu
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
    1. Карта документа
    2. Почему OWL?
    3. Три диалекта OWL
    4. Структура документа
  2. Сводка языка
    1. Сводка OWL Lite
    2. Сводка OWL DL and OWL Full
  3. Описание языка OWL Lite
    1. Особенности RDF Schema в OWL Lite
    2. Равенство и Неравенство в OWL Lite
    3. Характеристики свойства в OWL Lite
    4. Ограничения свойства в OWL Lite
    5. Ограниченная кардинальность в OWL Lite
    6. Пересечение классов в OWL Lite
    7. Типы данных OWL
    8. Заголовок в OWL Lite
    9. Аннотационные свойства в OWL Lite
    10. Информация о версиях в OWL Lite
  4. Сравнительное описание языков OWL DL и OWL Full
  5. Заключение

  6. Ссылки
  7. Благодарности
  8. Перечень изменений

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:

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.

1.3 Три диалекта OWL

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

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.

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: (Не)Равенство: Характеристики свойств:
Ограничения свойств: Ограниченная кардинальность: Информация заголовка:
Пересечение классов: Версии: Аннотационные свойства:
Типы данных

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: Булевые комбинации выражений классов:
Произвольная кардинальность: Информация заполнителя:

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.

3.2 Равенство и Неравенство в OWL Lite

Следующие понятия OWL Lite связаны с равенством или неравенством.

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.

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.

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).

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.

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.

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.

Перечень изменений

Это первая версия документа, которая была переведена на русский язык. Изменения в исходной английской версии см. в оригинальном документе