Семантический веб как всемирная БД Традиционная БДБД семантического веба Существование данных без их описаний недопустимо Данные могут существовать без их описаний Существование описаний данных без самих данных допустимо, но бессмысленно Описания данных могут существовать самостоятельно и в этом есть смысл Жесткаю централизация во всех аспектах (управление данными, пользователями, доступом, хранением и т.д.) Данные семантического веба абсолютно открыты и ими никто централизовано не управляет База данных не может существовать без СУБД Данные вполне могут существовать без программ

инкрементность (наращиваемость) распределенность наличие ризонера

Модель данных это: структура данных ограничения и правила целостности операции над данными

имена литералы (константы) объекты индивиды классы связи свойства (предметные/прикладные) отношения (модельные)

любой объект может/должен иметь имя; одно и то же имя именует только один объект (в этом смысле имя – это ID); различные имена могут именовать один и тот же объект (в этом смысле имя не является ID); наличие двух имен не свидетельствует, что они именуют различные объекты или один и тот же объект.

Индивид: атомарная неструктурированная сущность (thing) индивид обязательно обладает именем. Литерал (константа) – строка символов, не обладающая специально выделенным именем и никакими другими свойствами. Считается, что сама строка символов литерала и является ее именем.

Связь – это поименованная ( иногда направленная) бинарная ассоциация двух объектов. Связями являются: свойства отношения Рассматриваются только бинарные связи. Свойство – это направленная связь двух индивидов или индивида с литералом: свойство-объект (ObjectProperty) свойство – тип данных (DatatypeProperty) субъект и значение свойства Все свойства являются прикладными

Свойства могут быть многозначными Можно указать, что свойство индивида не может принимать данное значение (owl2) Автор Проживает

Субъекты свойств могут быть разнотипными Автор

Значения свойств могут быть разнотипными Автор

Класс – это некоторый механизм группирования индивидов, а также результат этого группирования Существуют следующие варианты определения классов: Аксиоматически - задание имени класса, например класс Люди Экстенсионально - задание экземпляров класса – перечислением индивидов, принадлежащих классу Например класс {Иванов, Петров, Сидоров} Интенсионально – заданием критерия принадлежности индивидов классу. Например, класс всех красных индивидов Процедурно - заданием класса посредством использования операций над другими классами, Например, Люди – это Мужчины или Женщины (об операциях над классами – позже)

Выделяются два специальных класса: универсальный – содержащий ВСЕ индивиды (Thing) пустой – ничего не содержащий (Nothing) Все остальные классы являются прикладными (предметными)

Выделяется специальное модельное отношение is type of (is member of, is instance of, является, принадлежит) для указания принадлежности индивида классу Индивид может принадлежать нескольким классам: Два различных класса могут иметь одинаковый набор индивидов Is type of

Выделяется специальное модельное отношение is a (род/вид обобщение/специализация, тип/подтип, subclass of) для указания таксономической связи между классами. Таксономия означает, что экстенсионал вида является подмножеством экстенсионала рода. Класс может иметь много отношений is a is a

…

ЧЕЛОВЕК обладает такими свойствами, как фамилия, имя, отчество, год рождения, … Книги– количество 100 Детали – количество 120 Животные – количество 1000 Небольшие классы – кол-во элементов меньше 300 Средние классы- кол-во элементов Большие классы- кол-во элементов больше 900

к-во Is type of 100 к-во 120 к-во 1000 Is type of is a

Is type of B A C B A Is a C

Для любого свойства можно указать класс являющийся областью определения свойства (domain) и класс, являющийся областью значений свойства (range). Domain и range – это специальные модельные отношения (ограничения) между классом и свойством Область определения Область значений создан

Ограничение ObjectHasSelf обозначает класс всех таких индивидов, которые связаны с индивидами этого же класса с помощью указанного свойства (локальное определение). Имеет родителя Регулируется

----- Свойство А Свойство В Is a Таксономия свойств может строиться ограничением на domain, на range или на то и другое.

Является отцом Является родителем Является матерью Явл. родителем дочери

Domain и Range – глобальные ограничения свойства AllValuesFrom – локальное ограничение свойства для класса: Для класса Статья все значения свойства Автор (allValuesFrom) принимаются из класса Физическое лицо Публикация Статья Лицо Физичес кое лицо Автор

Domain и Range – глобальные ограничения свойства SomeValuesFrom – локальное ограничение свойства для класса: Для класса Статья по СВ: среди всех ключевых слов любой статьи должно присутствовать по крайней мере одно (someValuesFrom), принадлежащее классу Ключевых слов по СВ Статья Статья по СВ Ключевые слова Ключ. слова по СВ Кл. слово

Domain и Range – глобальные ограничения свойства hasValue – локальное ограничение свойства для класса: Красные детали – такие детали, которые обладают цветом и значение этого цвета - Красный Детали Красные детали Цвета - зеленые - синий - красный Имеет цвет

minCardinality, maxCardinality, cardinality – локальное ограничение свойства для класса. Указывает допустимое количество значений для многозначного свойства, а также факультативность свойства. (может или обязан иметь не более, не менее или точно …) Детали Цвета Имеет цвет (и их не более трех)

minCardinality, maxCardinality, cardinality – локальное ограничение свойства для класса. Указывает допустимое количество значений для многозначного свойства, а также факультативность свойства. (может или обязан иметь не более, не менее или точно …) Родитель Многодетный родитель Ребенок Имеет > 5 Родитель, имеющий много дочерей Девочка Имеет > 3 дочерей Имеет

Позволяет указать, что множество свойств являются попарно несовместимыми (взаимоисключающими), то есть два индивида не могут быть «соединены» двумя несовместимыми свойствами

Цепочка свойств (Property Chain) позволяет определить свойство как комбинацию других свойств: Дед (х,z) = Отец(x,y), Отец(y,z) Дядя(х,z) = Брат(x,y), Отец(y,z) Расположен в(х,z) = Расположен в(x,y), Часть(y,z)

Транзитивное свойство: Из P(x,y) и P(y,z) следует P(x,z) Быть выше, Подчиняться,… Симметричное свойство: Из P(x,y) следует P(y,x) Быть похожим, Быть не похожим Рефлексивное свойство. (OWL2) Всегда Р(х,х) – все индивиды обладают этим свойством Иррефлексивное свойство (OWL2). Никогда Р(х,х) – никакие индивиды не обладают этим свойством Асимметричное свойство: (owl2) Если P(x,y) то не P(y,x)

Функциональное свойство Свойство Р функциональное, если из Р(x,y) и Р(x,z) следует y=z - это «однозначное свойство» - это свойство с minCardinality = 0 и maxCardinality =1. Инверсное свойство Свойство S инверсное к заданному свойству Р, если и Р(x,y) следует S(y,x) Родитель – ребенок, читает – читается Инверсное функциональное свойство. То есть инверсное свойство является функциональным

Классы могут быть объявлены непересекающимися (disjointWith), то есть не имеющими общих элементов. Например. Мужчина, Женщина. Множество непересекающихся классов (DisjointClasses) – owl2

Перечислимый класс (oneOf) – это класс, определяемый явным перечислением его элементов. Его экстенсионал полностью определен перечисляемыми индивидами. Никакие другие индивиды не могут принадлежать классу. Например: День недели oneOf (пн, вт, ср, чт, пт, сб, вс)

По отношению к конкретному классу можно указать, что некоторый набор его свойств является ключевым, то есть значения этих свойств уникально идентифицируют индивиды в классе. Если два индивида с различными именами имеют одинаковый набор значений ключевых свойств, то это одинаковые индивиды.

Над классами определяются теоретико- множественные операторы: объединения (unionOf), пересечения (intersectionOf), дополнения (complementOf) Исключающее (разделительное) объединение (DisjointUnion) – owl2 Человек = Мужчина unionOf Женщина

С целью подержания сопоставления (mapping) онтологий вводятся утверждения эквивалентности: эквивалентность классов (equivalentClass) эквивалентность свойств (equivalentProperty) Эквивалентность индивидов (sameAs) Различие двух индивидов (differentFrom), Различие многих индивидов (AllDifferent)