IN1008 – Projeto Conceitual de BD

2. IN1008 – Projeto Conceitual de BD Ferramentas CASE para modelagem de Conhecimento em BD Jeane Mendes jmss@cin.ufpe.br Tayanna Sotero tcs4@cin.ufpe.br

3. Roteiro • Motivação • Conceitos Básicos • Ferramentas • Comparativo entre as ferramentas • Conclusão • Referências

4. Motivação • Por que criar uma ontologia? • Compartilhar um entendimento comum da estrutura da informação entre pessoas; • Reutizar conhecimento de domínio; • Explicitar restrições de domínio; • Analisar conhecimento de domínio.

5. Motivação • Construção de Ontologias Linguagem Metodologia Ferramenta

6. Motivação • Metodologias • Enterprise Ontology [Uschold e King, 1995] • Identificar o propósito • Construir a ontologia • Avaliar a ontologia • Documentar a ontologia • TOVE (Toronto Virtual Enterprise) [Grüninger e Fox,1995] • Capturarcenáriosmotivacionais • Formularquestões de competência informal • Terminologia formal • Especificaraxiomas • Avaliar a ontologia

7. Motivação • Metodologias • METHONTOLOGY [Gómez-Pérez, 1998] • Especificar o requisito • Conceitualizar o domínio do conhecimento • Implementar um domínio formal • Fazer a manutenção de ontologiasimplementadas • On-To-Knowledge [Staab et al., 2001] • Kick-off (requisitos, reuso, versão draft) • Refinamento (ontologiamaduraorientada à aplicação) • Avaliação (checarconsistência e testar no ambiente de aplicação) • Manutenção

8. Motivação • Linguagens • Tradicionais • Possuem raiz na inteligência artificial e engenharia do conhecimento (lógica de predicados de primeira ordem, frames/classes, logica descritiva); • Web-based • Seguem padrões web , são utilizadas para facilitar o intercâmbio de informações na internet.

9. Motivação • Linguagens

10. Conceitos Básicos • Como criar uma ontologia? • Definir as classes da ontologia; • Organizar as classes em subclasses-superclasses na hierarquia; • Definir os slots; • Preencher os valores dos slotes para as instâncias.

11. Objetivo Apresentar ferramentas CASE para modelagem de conhecimento OilEd OntoBuilder OntoSaurus Protégé SymOntoX SemTalk WebODE WebONTO • Apollo • DagEdit • DOE • DUET • IsaViz • OntoSaurus • Ontolingua • OntoEdit

12. OntoSaurus • Sistema de representação do conhecimento. • Desenvolvido pelo Artificial Intelligence research group – University of Southern California’s Information Science Institute. • http://blackcat.isi.edu:8002/loom/shuttle.html • http://blackcat.isi.edu:8900/ploom/shuttle.html • login "tourist" e password "visit“ • Principal função: browsing ontologias das linguagens LOOM, POWERLOOM. Fonte: [Schorr, 2001]

13. WebODE • Modelagem e Gerenciamento de Ontologias. • Baseada no Methondology model. • Conceitos • Constantes • Atributos de instância • Desenvolvido no laboratório de inteligência artificial da universidade técnica de Madri. • Arquitetura extensível; • Aplicação web em java; • Importa/exporta para XML, RDF(S), OIL, DAML + OIL, CARIN, Flogic, Jess, Prolog • Ontologias armazenadas em bases de dados relacional • Serviços de documentação, avaliação e fusão de ontologias Fonte: [Arpírez et al. 2001], [Corcho et al, 2002]

14. WebODE

15. WebODE

16. Protégé • Editor de Ontologia open source e free e conjunto de plugins com funcionalidades em java. • Desenvolvido pelo grupo de Informática Médica de Stanford University. • Framework de bases de conhecimento. • Permite a modelagem de ontologias em: • Protégé-Frames • Protégé-OWL. • Exporta para vários formatos: • RDFs, OWL, XML Schema, entre outros. • Possui um conjunto de estruturas de modelagem de conhecimento e ações que apoiam a criação, visualização e manipulação de Ontologias em vários formatos de representação. Fonte: [Noy et al., 2000]

17. Protégé • Modelagem de Ontologias • Protégé-Frames editor • OKBC – Open Knowledge Base Connectivity Protocol • Classes organizadas em uma hierarquia que representa um domínio, • Conjunto de slots associados a classes descrevendo suas propriedades e relacionamentos; • Conjunto de instâncias das classes (exemplares individuais). • Protége-OWL editor • Semantic web (W3C’s - Web Ontology Language - OWL) • Inclui descrição de classes, propriedades e suas instâncias. • Dado uma ontologia, ele auxilia a especificar como derivar suas consequências lógicas (fatos não presentes na ontologia e sim em sua semântica).

18. Protégé-Frames Classes Slots Facetas Relacionamentos

19. Protégé-Frames Aquisição de instâncias baseadas nos slots.

20. Protégé-Frames Aquisição de instâncias baseada nas classes

21. Protégé-OWL

22. Protégé-OWL

23. Protégé-OWL

24. Protégé-OWL

25. SemTalk [http://www.semtalk.com] • Baseada em OWL Ontology Web Language • Linguagem padrão para representação de ontologias - W3C; • Baseada em DAM_IOL e RDF.

26. SemTalk [http://www.semtalk.com] • Diagramas de instância • Diagramas que representam objetos concretos com identidade específica; • Diagramas de classe • Representam objetos como tipos de dados e classes.

27. SemTalk [http://www.semtalk.com]

28. SemTalk [http://www.semtalk.com] Editando uma classe Atributos

29. SemTalk [http://www.semtalk.com] Atributos • Atributos são herdados pelas subclasses e instâncias; • São chamados “DataProperties” em OWL; • Atributos herdados passam a ser locais quando assumem um valor.

30. Checando a consistência • Reasoner Pellet (http://pellet.owldl.com/)

31. Checando a consistência

32. Import/Export

33. OWL Shapes

34. OWL Shapes

36. OntoEdit [http://ontoserver.aifb.uni-karlsruhe.de/ontoedit] • Desenvolvido pela AIFB (Institut für Angewandte Informatik und Formale Beschreibungsverfahren) na Universidade de Karlsruhe; • Versões disponíveis: OntoEdit Free e OntoEdit Professional; • Plataforma Java; • Armazenamento em banco de dados na versão comercial; • Serviço de inferência baseado em Flogic; • Tem suporte para a metodologia de construção de ontologias On-To-Knowledge.

37. OntoEdit [http://ontoserver.aifb.uni-karlsruhe.de/ontoedit]

38. OntoEdit [http://ontoserver.aifb.uni-karlsruhe.de/ontoedit] • Ontologia: • Conceitos • Termoshierárquicosorganizadosemtaxonomias. • Relações • Links nãohierárquicos. • Atributos • Relações de tipos de dados pré-definidos.

39. OntoEdit [http://ontoserver.aifb.uni-karlsruhe.de/ontoedit] • Ontologia: • Instâncias • Ocorrênciasconcretas de conceitosabstratos. • Axiomas • Regrasválidas no domínio modelado.

40. OntoEdit [http://ontoserver.aifb.uni-karlsruhe.de/ontoedit] • OntoEdit Free • OntoEdit Professional • + Construção de regras, consultas e inferência • Textual e graficamente; • + Importar e exportar para SQL-Shema.

41. OntoEdit [http://ontoserver.aifb.uni-karlsruhe.de/ontoedit] • Instâncias

42. OntoEdit [http://ontoserver.aifb.uni-karlsruhe.de/ontoedit] • Conceitos disjuntos

43. OntoEdit [http://ontoserver.aifb.uni-karlsruhe.de/ontoedit] • Visualizer

44. OntoEdit [http://ontoserver.aifb.uni-karlsruhe.de/ontoedit] • Axiomas • Simétricos • Transitivos • Inversos • Axiomasgerais • FLogic

45. OntoEdit [http://ontoserver.aifb.uni-karlsruhe.de/ontoedit] • Debugger gráfico

46. OntoEdit [http://ontoserver.aifb.uni-karlsruhe.de/ontoedit] • Exportar para banco de dados • Suporte a bancos com interface JDBC

47. Comparativo :: Critério Geral + (Bom), 0(Aceitável), - (Ruim), NA (Não aplicável) Fonte: [Duineveld et al, 2000].

48. Comparativo :: Critério Ontologia Fonte: [Duineveld et al, 2000].

49. Comparativo :: Critério Cooperação

50. Conclusão • Existem várias ferramentas similares e não há uma ferramenta completa; • A boa seleção entre as ferramentas disponíveis depende da necessidade do usuário; • Não há correspondência entre as metodologias para construir ontologias e ferramentas, exceto para Methontology e WebODE e On-To-Knowledge and OntoEdit;