OWL 2, Язык Веб-онтологий.
Общий обзор документа

Зависимость от Типов данных XML Schema

OWL 2 определена, чтобы использовать типы данных, которые используются в Язык Определения XML Schema (XML Schema Definition Language, XSD). На момент написания статьи, последняя рекомендация W3C для XSD это версия 1.0, с версией 1.1 прогресирующей к Рекомендации. OWL 2 был разработан , чтобы использовать в своих интересах новые типы данных и более четкие объяснения, доступные в XSD 1.1, но на данный момент эти преимущества частично приостановлены. В частности, до тех пор, пока XSD 1.1 не станет рекомендацией W3C, элементы OWL 2, которые основаны на нем, следует рассматривать, как дополнительные, как это описано в Соответствие, раздел 2.3. После публикации XSD 1.1 как рекомендации W3C, элементы прекращают быть дополнительными и должны считаться необходимыми, когда иного не предусмотрено.

Мы предлагаем, чтобы пока разработчики и пользователи следовали XSD 1.1 Candidate Recommendation. Основанной на обсуждениях между Schema и OWL Рабочими группами, мы не ожидаем, что любые изменения реализации будут необходимы в качестве продвижения XSD 1.1 к Рекомендации.

2.1 Онтологии

Концептуальная структура онтологий OWL 2 определена в документе структурной спецификации OWL 2 [OWL 2, Структурная спецификация]. Этот документ использует UML [UML], чтобы определить структурные элементы доступные в OWL 2, а также объясняет их роли и функциональности в абстрактных понятиях и независимо от любого определенного синтаксиса. Он также определяет синтаксис функционального стиля, который внимательно следит за структурной спецификацией и позволяет онтологиям OWL 2 быть написанными в компактной форме.

Любую онтологию OWL 2 можно также рассматривать, как граф RDF. Взаимоотношения между этими двумя представлениями определено Отображением в RDF-графах документа [OWL 2 RDF Mapping], который определяет преобразование от структурной формы до формы графов RDF, и наоборот. Краткое руководство по OWL 2 [OWL 2, Краткое руководство], предоставляет простой обзор этих двух представлений OWL 2, изложенных параллельно.

2.2 Синтаксисы

На практике, конкретный синтаксис необходим для того, чтобы хранить онтологии OWL 2 и обмениваться ими среди инструментов и приложений. Основной синтаксис обмена для OWL 2 является RDF/XML [Синтаксис RDF]; это действительно единственный синтаксис, который должен поддерживаться всеми инструментами OWL 2 (см. Раздел 2.1 о соответствиях документов OWL 2 [OWL 2 Соответствия]).

В то время как RDF/XML предусматривает функциональную совместимость среди инструментов OWL 2, другие конкретные синтаксисы могут также использоваться. Они включают в себя альтернативные сериализации RDF, такие как Turtle [Turtle]; сериализация XML, [OWL 2 XML]; и более "читаемый" синтаксис, так называемый Манчестерский Синтаксис [OWL 2, Манчестерский Синтаксис], который используется в нескольких инструментах редактирования онтологии. Наконец, синтаксис функционального стиля может также использоваться для сериализации, хотя ее основная цель является определение структуры языка [Структурная Спецификация OWL 2].

2.3 Семантика

Документ Структурной Спецификации OWL 2 определяет абстрактную структуру онтологий OWL 2, но не определяет их значение. Естественные Семантики [OWL 2, Естественные Семантики] и Семантики основанные на RDF [OWL 2, Семантики основанные на RDF] обеспечивают два альтернативных способа присвоения значений для онтологий OWL 2, с теоремой соответствий обеспечивающей связь между ними. Эти две семантики используются многими программными системами(reasoners) и другими инструментами, например, чтобы ответить на запросы согласованности класса, категоризации и запросы извлечения экземпляра.

Естественные Семантики присваивают значение непосредственно структурам онтологий, приводящим к семантике, совместимой с моделью теоретической семантики фрагмента логики—a описания SROIQ из логики первого порядка с полезными вычислительными свойствами. Преимуществом этой близкой связи состоит в том, что обширная литература логики описания и опыт реализации могут быть непосредственно использованы инструментами OWL 2. Однако, некоторые условия должны быть помещены в структуры онтологий, чтобы гарантировать, что они могут быть преобразованы в базу знаний SROIQ; например, переходные свойства не могут использоваться в ограничениях количества (см. Раздел 3 документа Структурной Спецификации OWL 2 [OWL 2, Структурная Спецификация] для получения полного списка этих условий). Онтологии которые удовлетворяют этим синтаксическим условиям называются онтологии OWL 2 DL. "OWL 2 DL" используются неофициально, чтобы обратиться к онтологиям DL OWL 2, интерпретируемым, используя Естественную Семантику [OWL 2, Естественные Семантики].

Семантики основанные на RDF [OWL 2, Семантики основанные на RDF] присваивают значения непосредственно RDF-графам, а также косвенно к структурам онтологий через Отображение в RDF-графах. Семантика основанная на RDF является полностью совместимой с Семантиками RDF [Семантики RDF], и расширяет семантические условия, определенные для RDF. Семантика основанная на RDF может быть применена к любой Онтологии OWL 2, без ограничений так же, как и любая Онтология OWL 2 может быть отображена в RDF. "OWL 2 Full" используется неофициально, чтобы обратиться к RDF-графам, которые рассматривают как онтологии OWL 2 и интерпретируются с использованием Семантики на основе RDF.

Теорема соответствий в Разделе 7.2 из документа о семантиках основанных на RDF [OWL 2, Семантики основанные на RDF]) определяет точную, тесную связь между Естественными и Основанными на RDF Семантиками. В основном, эта теорема утверждает, что для данной онтологии DL OWL 2, отображение выводов с помощью Естественных Семантик все еще будет допустимо, если онтология будет отображена в RDF-графах и интерпретируются с использованием Семантик на основе RDF.

2.4 Профили

Профили OWL 2 [OWL 2 Профили] являются суб-языками (синтаксические подмножества) OWL 2, которые предлагают важные преимущества в определенных сценариях приложения. Определены три различных профиля: OWL 2 EL, OWL 2 QL, и OWL 2 RL. Каждый профиль определен как синтаксическое ограничение Структурной Спецификации OWL 2, то есть, как подмножество структурных элементов, которые могут использоваться в соответствующей онтологии, и каждый из них является более строгим, чем OWL DL. Каждый из профилей балансирует между различными аспектами выразительной силы OWL взамен различных вычислительных и/или внедрительных преимуществ.

OWL 2 EL разрешает полиномиальные алгоритмы времени для всех стандартных задач обоснований (reasoning tasks); это является особенно подходящим для приложений, где необходимы очень большие онтологии, и где выразительная сила может быть обменена на гарантии исполнения. OWL 2 QL разрешает конъюнктивные запросы, требующие ответа в LogSpace (точнее, AC⁰), с использованием стандартной технологии реляционной базы данных; это является особенно подходящим для приложений, где относительно легкие онтологии используются для того, чтобы организовать большое количество индивидов и где это будет полезно или необходимо получить доступ к данным непосредственно через реляционные запросы (например, SQL). OWL 2 RL разрешает реализации полиномиальных алгоритмов времени обоснований (polynomial time reasoning algorithms), использующие правила расширенных технологий баз данных работающие непосредственно на RDF-триплетах; это является особенно подходящим для приложений, где относительно легкие онтологии используются для того, чтобы организовать большое количество индивидов и где это будет полезно или необходимо работать непосредственно на данных в форме RDF-триплетов.

Любая из онтологий EL, QL или RL OWL 2 является, конечно же, также онтологией OWL 2 и может быть интерпретирована с помощью либо Естественной или основанной на RDF Семантики. При использовании OWL 2 RL, основанная на правилах реализация может работать непосредственно на RDF-триплетах и так же может быть применен к произвольному RDF-графу, т.е., к любой онтологии OWL 2. В этом случае, рассуждение всегда будет звуком (то есть, только корректные ответы на запросы будут вычислены), но оно не может быть полным запросом (то есть, не гарантируется, что все корректные ответы на запросы будут вычислены). Теорема PR1 из документа о Профилях однако утверждает, что (в общем), когда онтология согласуется с структурным определением OWL 2 RL, подходящая реализация основанная на правилах выполняет основные атомарные запросы, будет и звуком и полным запросом.

5 Приложение: Журнал изменений (Информативный)

5.1 Изменения по сравнению с предложенной рекомендацией

Начиная с Предложенной Рекомендации от 22 сентября 2009, в этом документе не было произведено никаких изменений.

5.2 Изменения с момента последнего обращения

В этом разделе приведены изменения, к этому документу, начиная с последнего Рабочего Проекта от 11 июня 2009.

• Были сделаны некоторые незначительные редакционные изменения.

6 Благодарности

Отправной точкой для развития OWL 2 была представлением OWL1.1, непосредственно результатом обратной связи пользователя и разработчика, и в особенности информации, собранной во время OWL Опыт и Направления (OWLED) серия Workshop. Рабочая группа также рассматривала отложенные вопросы от Рабочей группы WebOnt.

Этот документ был подготовлен Рабочей Группой OWL (см. ниже),и ее содержание отражает обширные обсуждения в пределах Рабочей группы в целом. Редакторы выражают особую благодарность Ивану Херману (Ivan Herman, W3C/ERCIM), Яну Хорроксу (Ian Horrocks, Oxford University) и Питер Ф. Патель-Шнайдер (Peter F. Patel-Schneider, Bell Labs Research, Alcatel-Lucent) за их тщательные обзоры.

Регулярные участники на заседаниях Рабочей группы OWL во время публикации этого документа были: Джи Бао (Jie Bao, RPI), Диего Кальванес (Свободный университет Боцен-Больцано) (Diego Calvanese, Free University of Bozen-Bolzano), Бернардо Грау Куэнка (Bernardo Cuenca Grau, Oxford University Computing Laboratory), Мартин Дзбор (Martin Dzbor, Open University), Акилле Фокоу (Achille Fokoue (IBM Corporation), Кристин Голбрайх (Christine Golbreich (Université de Versailles St-Quentin and LIRMM), Сандро Хоук (Sandro Hawke, W3C/MIT), Иван Херман (Ivan Herman, W3C/ERCIM), Ринке Хекстра (Rinke Hoekstra, University of Amsterdam), Ян Хоррокс (Ian Horrocks, Oxford University Computing Laboratory), Элиза Кендалл (Elisa Kendall, Sandpiper Software), Маркус Кретсч (Markus Krötzsch (FZI), Карстен Лутц (Carsten Lutz, Universität Bremen), Дебора Л. МакГиннес (Deborah L. McGuinness, RPI), Борис Мотик (Boris Motik, Oxford University Computing Laboratory), Джефф Пан (Jeff Pan, University of Aberdeen), Биджан Парса (Bijan Parsia, University of Manchester), Питер Ф. Патель-Шнайдер (Peter F. Patel-Schneider, Bell Labs Research, Alcatel-Lucent), Себастьян Рудольф (Sebastian Rudolph, FZI), Алан Рутенберг (Alan Ruttenberg, Science Commons), Ули Сеттлер (Uli Sattler, University of Manchester), Майкл Шнайдер (Michael Schneider, FZI), Майк Смит (Mike Smith, Clark & Parsia), Эван Уоллес (Evan Wallace, NIST), Чжэ Ву (Zhe Wu, Oracle Corporation), и Антуан Циммерман (Antoine Zimmermann, DERI Galway). Мы также хотели бы поблагодарить членов рабочей группы в прошлом: Джереми Кэрролл (Jeremy Carroll), Джим Хендлер (Jim Hendler), Vipul Kashyap.