Narzędzia do budowy ontologii i narzędzia wnioskujące

Transkrypt

1 Narzędzia do budowy ontologii i narzędzia wnioskujące

2 Spis treści 1. OPIS NARZĘDZI INŻYNIERII ONTOLOGII PROTEGEWIN Informacje ogólne Właściwości i zastosowania Instalacja PROTEGE Informacje ogólne Właściwości i zastosowania Obsługiwane formaty i specyfikacje Współpraca z innymi narzędziami Instalacja Testy ONTOEDIT Informacje ogólne Właściwości i zastosowania Obsługiwane formaty i specyfikacje Współpraca z innymi narzędziami Instalacja ONTOSTUDIO Informacje ogólne Właściwości i zastosowania Obsługiwane formaty i specyfikacje Instalacja Testy SOE4W Informacje ogólne Właściwości i zastosowania Obsługiwane formaty i specyfikacje Instalacja Testy SWOOP Informacje ogólne Właściwości i zastosowania Plany na przyszłość Instalacja Testy ALTOVA SEMANTICWORKS Informacje ogólne Właściwości i zastosowania Obsługiwane formaty i specyfikacje Instalacja Testy ODE Informacje ogólne Właściwości i zastosowania Obsługiwane formaty i specyfikacje Instalacja WEBODE Informacje ogólne Właściwości i zastosowania Obsługiwane formaty i specyfikacje Instalacja ONTOLINGUA Informacje ogólne Właściwości i zastosowania Obsługiwane formaty i specyfikacje Współpraca z innymi narzędziami Instalacja... 25

3 1.11. KADS Informacje ogólne Właściwości i zastosowania Obsługiwane formaty i specyfikacje Instalacja WEBONTO Informacje ogólne Właściwości i zastosowania Instalacja OILED Informacje ogólne Właściwości i zastosowania Obsługiwane formaty i specyfikacje Współpraca z innymi narzędziami Plany na przyszłość Instalacja ONTOSAURUS Informacje ogólne Właściwości i zastosowania Instalacja APOLLO CH Informacje ogólne Właściwości i zastosowania Obsługiwane formaty i specyfikacje Współpraca z innymi narzędziami Instalacja CODE Informacje ogólne Właściwości i zastosowania Obsługiwane formaty i specyfikacje Instalacja CO Informacje ogólne Właściwości i zastosowania Instalacja TOPBRAID Informacje ogólne Właściwości i zastosowania Obsługiwane formaty i specyfikacje Współpraca z innymi narzędziami Instalacja IBM IODT Informacje ogólne Właściwości i zastosowania Obsługiwane formaty i specyfikacje Współpraca z innymi narzędziami Instalacja Testy WSMO STUDIO Informacje ogólne Właściwości i zastosowania Obsługiwane formaty i specyfikacje Współpraca z innymi narzędziami Instalacja Testy MARCONT PORTAL PORÓWNANIE EDYTORÓW ONTOLOGII REPOZYTORIA I WYSZUKIWANIE ONTOLOGII SWOOGLE... 40

4 3.2. TAP HAYSTACK SYSTEMY ZARZĄDZAJĄCE ONTOLOGIAMI GLUE ONION FCA-MERGE OBSERVER PORÓWNANIE SYSTEMÓW ZARZĄDZANIA ONTOLOGIAMI NARZĘDZIA WNIOSKUJĄCE Z ONTOLOGII RACER PRO Informacje ogólne Obsługiwane elementy logiki Współpraca z językami ontologii Współpraca z innymi narzędziami Właściwości i zastosowania Instalacja PELLET Informacje ogólne Obsługiwane elementy logiki Współpraca z językami ontologii Współpraca z innymi narzędziami Właściwości i zastosowania Instalacja KAON Informacje ogólne Właściwości i zastosowania Instalacja Testy KAON Informacje ogólne Obsługiwane elementy logiki Współpraca z językami ontologii Współpraca z innymi narzędziami Właściwości i zastosowania Plany na przyszłość Instalacja JENA Informacje ogólne Współpraca z językami ontologii Współpraca z innymi narzędziami Właściwości i zastosowania Instalacja ONTOBROKER Informacje ogólne Współpraca z językami ontologii Współpraca z innymi narzędziami Właściwości i zastosowania Instalacja FACT Informacje ogólne Właściwości i zastosowania Instalacja FACT Informacje ogólne Współpraca z językami ontologii Właściwości i zastosowania Plany na przyszłość Instalacja

5 5.9. MINS Informacje ogólne Współpraca z językami ontologii Współpraca z innymi narzędziami Właściwości i zastosowania Plany na przyszłość Instalacja OWLIM Informacje ogólne Współpraca z językami ontologii Właściwości i zastosowania Instalacja SWI PROLOG Informacje ogólne Obsługiwane elementy logiki Współpraca z językami ontologii Właściwości i zastosowania Instalacja FLORA Informacje ogólne Obsługiwane elementy logiki Współpraca z językami ontologii Współpraca z innymi narzędziami Instalacja DLV Informacje ogólne Obsługiwane elementy logiki Współpraca z językami ontologii Plany na przyszłość F-OWL Informacje ogólne Obsługiwane elementy logiki Współpraca z językami ontologii Współpraca z innymi narzędziami Właściwości i zastosowania Instalacja JTP Informacje ogólne Obsługiwane elementy logiki Współpraca z językami ontologii Właściwości i zastosowania Plany na przyszłość Instalacja PORÓWNANIE NARZĘDZI WNIOSKUJĄCYCH... 63

6 1. Opis narzędzi inżynierii ontologii 1.1. ProtegeWin Informacje ogólne ProtegeWin jest pakietem narzędzi oprogramowania używanym do tworzenia i rozwijania systemów bazujących na wiedzy. Jest narzędziem darmowym, ogólnodostępnym, instalowanym lokalnie na komputerze użytkownika Właściwości i zastosowania ProtegeWin jest zaprojektowany w taki sposób, aby zapewnić możliwość nie tylko edytowania, ale również ponownego wykorzystania ontologii domenowych i metod rozwiązujących problemy. Różne aplikacje mogą używać tych samych ontologii do rozwiązywania różnych problemów, a ta sama metoda może być używana przez różne ontologie. Główne elementy ProtegeWin: Edytor ontologii służy do tworzenia ontologii domenowych modelowanych jako zbiory klas. Edytor ontologii pozwala na tworzenie, edytowanie i przeglądanie klas domeny, tzn. głównie na tworzenie zbioru klas kompletnie opisującego daną domenę. Działa na prostej zasadzie rozszerzania hierarchicznej struktury i włączania abstrakcyjnych albo ukonkretnionych klas. Zapewnia również pojedyncze okno, w którym można przeglądać klasy ontologii. Składa się ono z czterech paneli: panelu klas, panelu dokumentacji, panelu sekcji, panelu dokumentacji sekcji. Layout-editor [edytor układu] - używany jest do generowania i przerabiania narzędzi gromadzących wiedzę oraz wprowadzania i pobierania instancji ontologii. Za pomocą edytora użytkownicy mogą przerabiać dostępne formularze pozyskiwania instancji (odpowiednie formularze wypełniane przez użytkowników chcących otrzymać dostęp do poszczególnych instancji). Ponadto dzięki edytorowi różne interfejsy mogą być tworzone dla jednej ontologii formularze mogą być przerabiane dla różnych grup użytkowników. Layout-interpreter - jest używany do interpretowania klas narzędzi generowanych przez edytor układu. Formy są generowane dla klas i wykorzystywane do gromadzenia informacji dla baz wiedzy. Interpreter czyta z wyjścia Layout-edytora i umożliwia tworzenie instancji klas i podklas. W celu oglądania więcej niż jednej bazy wiedzy równocześnie należy uruchomić więcej niż jedną kopię interpretera. Interpreter jest używany do pozyskiwania instancji głównie przez osoby będące ekspertami domeny, lub inżynierami wiedzy. Otrzymywanie tych instancji odbywa się poprzez wypełniane odpowiednich formularzy klienta (dla każdej klasy jest osobny formularz). Niestety zaprojektowanie dobrego interfejsu użytkownika jest trudne i pod tym względem Protege nie odbiega od podobnych aplikacji i interfejs nie jest przyjazny użytkownikowi.

7 Instalacja Pliki instalacyjne ProtegeWin są dostępne na stronie Do zainstalowania potrzebna jest nazwa użytkownika i hasło oraz oprogramowanie pozwalające na nazwy plików >8.3. W celu zainstalowania ostatniej wersji ProtegeWin po wejściu na stronę WWW należy w sugerowanym momencie wpisać nazwę i hasło użytkownika dostarczone po zaakceptowaniu umowy licencyjnej. Następnie oprogramowanie można ściągnąć za pomocą przycisku Download Protégé/Win Now, a informacje o wersji można znaleźć klikając przycisk Release Notes. Sugerowane wymagania dla sprawnego działania ProtegeWin: Windows 95 lub wyższe, co najmniej 10MB miejsca na twardym dysku, minimalna rozdzielczość monitora 800x Protege-2000 Rys. 1. Interfejs użytkownika Protege-2000.

8 Informacje ogólne Protege-2000 jest niekomercyjnym pakietem, który powstał w skutek badań prowadzonych przez interdyscyplinarną grupę Stanford Medical Informatics 1 z Wydziału Medycyny na Uniwersytecie Stanforda i jest narzędziem z zakresu inżynierii ontologii (ang. ontological engineering tool). Protege-2000 jest rozwiniętą wersją omówionego wyżej pakietu ProtegeWin. Protege-2000 jest darmowym edytorem ontologii o wolnym dostępie do kodu źródłowego. Protege bazuje na języku Java, jest rozszerzalny i zapewnia środowisko plugand-play, które czyni edytor elastyczną bazą Właściwości i zastosowania Najistotniejsze cechy systemowe Protege-2000 to: platforma operacyjna Java Virtual Machine - gwarantuje wysoki stopień przenaszalności projektów pomiędzy różnymi platformami sprzętowymi i systemowymi, środowisko graficzne użytkownika (w oparciu o Java JDK/SDK-SE) - aktualnie jeden z najpopularniejszych standardów GUI, co zapewnia szybkie wprowadzenie osoby zaczynającej pracę z omawianym narzędziem, do jego wizualnej struktury, instalacja lokalna pakietu - wyróżnia edytor Protege-2000 od innych rozwiązań z dziedziny OET pracujących w trybie nielokalnym (model klient-serwer), który jest bardziej podatny na zakłócenia w działaniu sieci i narzuca dodatkowy koszt oczekiwania związany z wymianą informacji między klientem a serwerem. Protege może być wspierany przez graficzne dodatki do tabel, diagramy, komponenty animacyjne do dostępu do innych systemów bazujących na wiedzy. Protege-2000 posiada bogatą bibliotekę rozszerzeń i modułów dodatkowych, umożliwia dostosowanie programu do własnych wyspecjalizowanych potrzeb, co nie jest realizowalne w narzędziach nielokalnych. Platforma wspiera dwa główne sposoby modelowania ontologii poprzez edytory: Protege-Frames Protege-Frames zapewnia w pełni rozwinięty interfejs użytkownika oraz serwer wiedzy wspierający użytkowników w konstruowaniu i sortowaniu ustrukturalizowanych domenowych ontologii, ulepszaniu formuł dostępu do danych i wchodzenia do instancji danych. Protege-Frames implementuje model wiedzy kompatybilny z protokołem Open Knowledge Base Connectivity (OKBC) 2. W takim modelu ontologia składa się ze zbioru klas zorganizowanych w hierarchię podporządkowującą pojęciom coraz mniej ogólne podpojęcia. W taki sposób reprezentowane są najważniejsze pojęcia domeny, zbiór powiązań skojarzonych z klasami opisujących ich właściwości i relacje między nimi oraz zbiór instancji tych klas, czyli indywidualnych przedstawicieli danego pojęcia mających specyficzne dla siebie wartości tych właściwości. Najważniejsze cechy Protege-Frames zawierają: Szeroki zbiór elementów interfejsu użytkownika, które mogą być ulepszane w celu ułatwienia użytkownikowi modelowania wiedzy i dostępu do danych w przyjaznej formie. Architekturę dodatkowych wtyczek, które mogą być rozszerzane o elementy zaprojektowane przez użytkownika, takie jak graficzne komponenty, media, inne formaty przechowywania danych (np. RDF, XML, HTML ), czy dodatkowe narzędzia wspierające (np. do zarządzania ontologiami, ich wizualizacji lub wnioskowania). Interfejs programowania aplikacji bazujący na Java (API), umożliwiający wtyczkom i innym aplikacjom dostęp i możliwość użycia ontologii stworzonych za pomocą Protege- Frames. Protege-OWL 1 Por. 2 Por. szerzej:

9 Edytor Protege-OWL jest rozszerzeniem Protege wspierającym język OWL. Umożliwia on użytkownikom: Ładowanie i zapisywanie ontologii OWL i RDF. Edytowanie i wizualizację klas, właściwości i reguł SWRL (Semantic Web Rule Language) 3. Definiowanie logicznej charakterystyki wyrażeń OWL. Wykonywanie wnioskowania takiego jak klasyfikacja logiki deskrypcyjnej. Edytowanie jednostek OWL dla znaczników sieci semantycznej Obsługiwane formaty i specyfikacje Edytor jest przeznaczony do współpracy z językiem OWL ale ontologie Protege mogą być eksportowane do różnych formatów, w tym RDF, RDFS i XML Schema Współpraca z innymi narzędziami Protege-OWL ma elastyczną architekturę ułatwiającą konfigurację i rozszerzanie narzędzi, jest mocno zintegrowany z Jeną 4 i ma interfejs programowania aplikacji Java o otwartym kodzie źródłowym do rozwoju komponentów interfejsu dopasowanych do indywidualnych potrzeb użytkowników lub dowolnych usług sieci semantycznej. Protege-2000 współpracuje z różnymi plug-inami, jednym z nich jest PROMPT, będący narzędziem zarządzającym większą liczbą ontologii na raz. Sposób działania narzędzia PROMPT polega na: Porównywaniu wersji tej samej ontologii Narzędzie pozwala na tworzenie strukturalnych różnic dwóch ontologii (PromptDiff). Pozwala na dokładne prześledzenie tych różnic. Istnieje możliwość przeglądania drzewa klas aktualnej ontologii, gdzie nowe elementy są podkreślone, usunięte elementy wykreślone a przeniesione elementy zaznaczone są innym kolorem lub czcionką. Użytkownik może wybrać jedną klasę i prześledzić zmiany wewnątrz niej. Zmiany mogą zostać zaakceptowane lub odrzucone na dowolnym poziomie granulacji. Istnieje również możliwość przeglądania zmian w tabelach strona po stronie z dodatkowymi informacjami w innych kolumnach. Przemieszczanie ram między zawartymi i zawieranymi projektami Protege daje możliwość ponownego wykorzystywania i rozwijania ontologii poprzez mechanizm inkluzji projektów, tzn. jeden projekt zawiera jeden lub kilka innych i przetwarza wszystkie ramy zawartych projektów. Na przykład można najpierw rozwijać ogólną ontologię a potem zawrzeć ją w bardziej szczegółowej w celu zapewnienia odpowiedniej struktury. Można również ten sam projekt dołączyć do kilku innych, upewniwszy się wcześniej, że dostają one tę samą kopię dołączanego projektu (zgodność kopii niezbędna jest do interoperacyjności współpracujących projektów). Łączenie dwóch ontologii w jedną PROMPT prowadzi użytkownika przez cały proces łączenia, identyfikuje możliwe punkty integracji i sugeruje jakie czynności powinny być wykonane w kolejnym kroku oraz jakie konflikty i w jaki sposób powinny być rozwiązane. Bierze pod uwagę strukturę ontologii czyli argumenty, relacje między nimi i inne pojęcia w ontologii oraz proponuje jakie operacje użytkownik powinien wykonać. Wyłączanie osobnej części z ontologii PROMPT pozwala użytkownikowi zachować tylko część napisanej ontologii. Wystarczy wybrać ramy i skopiować je do swojego projektu. Można skopiować wszystko co jest 3 SWRL jest językiem reguł sieci semantycznej bazującym na kombinacji OWL DL i OWL Lite wraz z podjezykiem RuleML (językiem służącym jako specyfikacja dla natychmiastowego przenoszenia reguł). 4 Por. szerzej o aplikacji JENA w rozdziale 5.5.

10 związane z danymi ramami (np. również to co wiąże się z przechodnimi relacjami w danych ramach), albo kopiować ramy jedna po drugiej, otrzymując wtedy listę ram, do których się użytkownik odnosi, ale nie zostały one skopiowane Instalacja Na stronie aktualna stabilna wersja edytora (3.1.1) oraz wersja beta (3.2) są dostępne do bezpłatnego pobrania po wcześniejszej rejestracji, jak i istnieje możliwość ściągnięcia 69 plug-inów oraz 65 istniejących już ontologii. Dostępna jest również dokumentacja poprzedzona najczęściej zadawanymi pytaniami Testy Protege w wersji 3.2 jest silnym narzędziem tworzącym ontologie dla języka OWL, jednak bardzo skomplikowanym w obsłudze. Pozwala na tworzenie zaawansowanych projektów obejmujących więcej niż jedną ontologię, co jednak znacznie komplikuje proces edycji i odnalezienie się w gąszczu jej elementów. Ułatwiającym pracę elementem jest możliwość graficznego przedstawiania ontologii i jej powiązań, ale nie udostępnia przeglądu hierarchii klas w postaci drzewa. Po utworzeniu nowego elementu ontologii, pojawia się automatycznie możliwość dodawania jej własności, chociaż nie wszystkie są dostępne od razu i w sposób łatwy do zauważenia. Podsumowując, narzędzie Protege daje wiele możliwości, korzystanie z których jest jednak nieintuicyjne, a co za tym idzie zajmuje więcej czasu. Poprzednia wersja jest bardziej przyjazna użytkownikowi. Istnieje możliwość wyboru formatu zapisu pliku oraz obsługiwanego języka, co znacznie ułatwia pracę, jeśli użytkownik nie potrzebuje zbyt skomplikowanej funkcjonalności [np. OWL Full]. Wersja umożliwia sprawdzanie spójności ontologii po podłączeniu narzędzia wnioskującego, bez niego edytor nie wykrywa błędów w ontologii. Możliwy jest również wybór interfejsu w zależności od indywidualnych preferencji. Protege zapewnia eksport do składni OWL, RDF Schema, HTML oraz CLIPS OntoEdit Informacje ogólne OntoEdit jest narzędziem do budowania ontologii stworzonym przez firmę Ontoprise rozwijanym przez instytut AIFB Uniwersytetu w Karlsruhe. Jest komercyjnym narzędziem do lokalnej instalacji na komputerze użytkownika. OntoEdit wspiera rozwój ontologii przy wykorzystaniu graficznego interfejsu Właściwości i zastosowania Interfejs dostarczony przez producenta jest bardzo intuicyjny oraz pozwala na przeglądanie drzewa ontologii na głównym ekranie edytora. Edytor poza możliwością edytowania podstawowych elementów ontologii pozwala na tworzenie bardzo rozbudowanych ontologii dzięki wspomaganiu wielokrotnego dziedziczenia, tworzeniu globalnych relacji oraz definiowaniu instancji. Ponadto OntoEdit rozróżnia cztery fazy w rozwoju ontologii: rozpoczęcie, rafinacja (oczyszczanie), ewaluacja, przechowywanie. Pojęcia ontologii OntoEdit prezentowane są w postaci drzewa budowanego na podstawie wzajemnych relacji między pojęciami. Tłumaczenie pojęć na naturalne słowa jest zdefiniowane za pomocą domenowego leksykonu OntoEdit. Narzędzie posiada wbudowane typy danych takie jak

11 string, integer czy boolean. Relacje łączą pojęcia, ale mogą być również komponowane w oparciu o inne relacje. Mogą być też porządkowane w hierarchię, co pozwala na dziedziczenie własności relacji. Każde pojęcie i relacja mogą być dokumentowane bezpośrednio w ontologii, co jest szczególnie ważne przy wymianie ontologii. Również metadane ontologii mogą być porządkowane wewnątrz niej. Cały system jest wielojęzykowy, tzn. że wszystkie nazwy występujące w ontologii mogą być dostępne w różnych językach. Każde zdanie (trójka) napisane w OntoEdit jest jednoznacznie sformułowane dzięki wykorzystaniu wewnętrznie jednoznacznych identyfikatorów pojęć i relacji. Natomiast nazwy i opisy są zewnętrzną reprezentacją, która może mieć kilka alternatyw, np. językowych. Ponadto system pozwala na operacje wycinania i kopiowania części ontologii z jednej do drugiej (kilka ontologii może być na raz otwarte). OntoEdit posiada dwie wtyczki wspierające etap zbierania wymagań stawianych tworzonej ontologii: OntoKick, który umożliwia stworzenie dokumentu zawierającego specyfikację wymagań stawianych tworzonej ontologii i wydobycie struktur właściwych do stworzenia pół formalnego opisu ontologii. Ontokick umożliwia opisanie ważnych aspektów ontologii, czyli domeny i celu ontologii, wskazówek projektowych, dostępnych źródeł wiedzy, potencjalnych użytkowników, przypadków użycia i aplikacji wspieranych przez ontologię. OntoKick przechowuje te opisy wraz z opisami definicji ontologii. Mind2Onto, który umożliwia integrację procesu burzy mózgów z tworzeniem tego półformalnego opisu. Mind2Onto wspiera dyskusję nad strukturami ontologii. Szczególnie we wczesnych etapach projektu metody korzystające z burzy mózgów są używane powszechnie, aby szybko uzyskać właściwe projektowi cząstki wiedzy. OntoEdit opiera się na narzędziu do tworzenia map, które zapewnia graficzną prezentację struktur hierarchicznych, np. łatwe w użyciu mechanizmy kopiuj - wklej i różnorodne mechanizmy podświetlania składni. Jego siła, a zarazem słabość spoczywa w intuicyjnym interfejsie użytkownika i prostym, ale efektywnym sposobie użycia, który umożliwia szybkie tworzenie map, ale nie zapewnia dostatecznej ekspresyjności dla zaawansowanego modelowania ontologii. Mind2Onto integruje narzędzie do tworzenia map z procesem tworzenia ontologii. Obecnie OntoEdit i narzędzie do tworzenia map współpracują importując i eksportując poszczególne elementy w oparciu o XML Obsługiwane formaty i specyfikacje OntoEdit bazuje na standardach W3C, posiada format zapisu ontologii opierajacy się na XML, co umożliwia ponowne wykorzystywanie ontologii oraz oferuje funkcje umożliwiające import i eksport kilku formatów ontologii - RDF(S), XML, DAML+OIL czy F-Logic. OntoEdit zawiera wewnętrzny model ontologii, który może być przedstawiany za pomocą XML, który wspiera wewnętrzne pliki Współpraca z innymi narzędziami Narzędzie umożliwia tworzenie i dołączanie własnych wtyczek (np. dodatek do tworzenia tabel bazy danych w RDBMS na podstawie ontologii). Ontologie mogą być eksportowane do obiektowych relacyjnych baz danych i DTD Instalacja Komercyjne narzędzie OntoEdit posiada wersję darmową dostępną na stronie Wersja ta jest jednak mocno okrojona, nie posiada wielu pożytecznych funkcji i pozwala na zajmowanie się jedynie połową pojęć, instancji i relacji. Takie narzędzie nadaje się jedynie do testów.

12 1.4. OntoStudio Rys. 2. Interfejs użytkownika edytora OntoStudio Informacje ogólne Obecnie OntoStudio jest komercyjnym produktem firmy Ontoprise zastępującym OntoEdit. Jest środowiskiem inżynierii ontologii i rozwijania semantycznych aplikacji. OntoStudio bazuje na środowisku Eclipse Właściwości i zastosowania Ontostudio jest dostępne z główną pamięcią lub modelem bazującym na bazach danych, dzięki czemu nadaje się do modelowania dużych ontologii. Ponadto Ontostudio zawiera Evaluator wykorzystywany do implementowania reguł w czasie modelowania. Edytor wspiera główne standardy. Narzędzie umożliwia tworzenie projektów za pomocą funkcjonalności Eclipse, nie oferuje jednak żadnych możliwości wizualizacji ontologii, automatycznej refaktoryzacji oraz sprawdzania spójności ontologii (nie ma możliwości podłączenia narzędzia wnioskującego). Brakuje również wsparcia automatycznych kreatorów dla projektantów ontologii. Należy jednak wziąć pod uwagę, że wymienione braki mogą być spowodowane ograniczeniem wersji testowej Obsługiwane formaty i specyfikacje OntoStudio importuje schematy baz danych Oracle, MS SQL i DB2 oraz integruje je semantycznie z pomocą graficznego modułu i mapowania obiektów z innych baz danych. OntoStudio wspiera konstruowanie ontologii OWL, RDF i również F-logic i OXML.

13 Instalacja Podstawowa wersja (aktualna 1.6) jest dostępna bezpłatnie do niekomercyjnego użytku. Aby pobrać ją ze strony należy się zarejestrować w celu otrzymania i podpisania umowy licencyjnej. Po rejestracji i akceptacji warunków licencji użytkownik otrzyma maila z niezbędnymi instrukcjami. Do ostatecznego otrzymania niekomercyjnej licencji konieczna jest jeszcze rejestracja faksem Testy Darmowa wersja testowa dostępna jest na stronie producenta, jednak oferuje ona bardzo niewielką funkcjonalność, co utrudnia stworzenie nawet prostej ontologii testowej, a co za tym idzie ciężko jest ocenić przydatność pełnej wersji narzędzi OntoStudio do tworzenia dużych projektów SOE4W Rys. 3. Interfejs użytkownika edytora SOE4W Informacje ogólne SOE4W (Sandra Ontology Editor for Windows) jest narzędziem zaprojektowanym do edytowania ontologii (również łączonych ontologii) OWL (również przez osoby niebędące specjalistami w dziedzinie specyfikacji OWL). Sandra jest samodzielną aplikacją napisaną dla systemu MS Windows i posiada bazujące na OWL ramy do semantycznego

14 indeksowania w celu testowania wykonalności. Sandra jest łatwą w użyciu aplikacją z graficznym interfejsem użytkownika MS Windows. Sandra została napisana w języku Visual Basic 6 i wykorzystuje standard API MS Windows. SOE4W używa specyficznych rozszerzeń plików ntr Właściwości i zastosowania Najważniejsze właściwości edytora: Definiowanie pojęć (klas i jednostek) oraz relacji i ich hierarchii. Określanie typów relacji (właściwości obiektów, właściwości typów danych). Określanie zasięgu i dziedziny relacji. Określenie typu danych i zasięgu relacji dla typów danych. Określenie ograniczeń właściwości dla pojęć klas (ograniczenia zasięgu i ograniczenia ilościowe). Sformułowanie pojęć kontenerów (puste klasy) i złożonych relacji (zbiór operatorów). Dziedziczenie dla pojęć i relacji. Tworzenie aksjomatów dla pojedynczych pojęć. Tworzenie aksjomatów zawierających wartości liczbowo-literowe jako obiekty. Wielojęzykowe prezentowanie etykiet i opisów. Tłumaczenie etykiet i opisów na dodatkowe języki. Pełne wsparcie Unicode. Rozkład formatu N-Triple. Automatyczna konwersja na format N-Triple. Automatyczna konwersja na OWL DL. Obsługiwanie informacji w nagłówkach ontologii. Sprawdzanie logicznej spójności (top-down). Sprawdzanie kompletności (bottom-up). Podstawowe statystyki. Zaletą Sandry jest stosowanie formatu N-Triple, który pozwala domenowym ekspertom oraz końcowym użytkownikom formułować zdania o ich dziedzinie wiedzy prawie w języku naturalnym (dowolnym). N-Triple zapewnia dużą użyteczność oraz możliwość szerokiego udziału użytkowników w tworzeniu ontologii. Jednak OWL jest bardzo mocnym formalizmem z wieloma właściwościami niewspieranymi przez format N-Triple. W szczególności chodzi tutaj o wsparcie logicznego wnioskowania, dla którego N-Triple nie zapewnia rozwiązania. Z tego powodu zostało zaprojektowane również rozszerzenie SOE4W N-Triple umożliwiające wnioskowanie dla efektywniejszego wykorzystania ontologii. Sandra działa pod systemem operacyjnym MS Windows, używa standardowej biblioteki Windows DLL, ale jednak w celu uruchomienia w pełni skompilowanego kodu powinny zostać zainstalowane również biblioteki wymienione w tabeli: VB6STKIT.DLL COMCAT.DLL stdole2.tlb sycfilt.dll olepro32.dll oleaut32.dll msvbvm60.dll mscomctl.ocx Zapewniane w ustawieniach Standardowy element systemu MS Windows Standardowy element systemu MS Windows Standardowy element systemu MS Windows Standardowy element systemu MS Windows Standardowy element systemu MS Windows Zapewniane w ustawieniach Standardowy element systemu MS Windows

15 COMDLG32.OCX Standardowy element systemu MS Windows msvcrt.dll Standardowy element systemu MS Windows scrrun.dll Standardowy element systemu MS Windows Obsługiwane formaty i specyfikacje SOE4W umożliwia tworzenie, edytowanie i tłumaczenie ontologii sformatowanych w N- Triple, który jest formatem czystego tekstu kodującym grafy RDF. Został zaprojektowany jako stały podzbiór N3, zatem może być czytany i przetwarzany przez takie narzędzia jak CWM 5, N-TRIPLES2KIF czy EULER. Ponadto SOL4W umożliwia eksportowanie tych ontologii do formatu OWL DL. Porównanie właściwości ontologii N-Triple w SOE4W z OWL Właściwości SOE4W Tworzenie pojęć i relacji Hierarchiczna struktura pojęć i relacji Obiekty zdefiniowane jako wartości liczbowoliterowe poszczególnych typów danych Ustawienia dziedziny i zasięgu Ograniczenia na użycie relacji z pojęciami Kontenery i złożone relacje Nagłówki ontologii Wielojęzykowe etykiety i opisy Odpowiedniki OWL/RDF/RDFS owl:class owl:objectproperty, owl:datatypeproperty rdfs:subclassof rdfs:subpropertyof rdf:datatype rdfs:domain rdfs:range owl:somevaluesfrom owl:allvaluesfrom owl:mincardinality owl:maxcardinality owl:complementof owl:intersectionof owl:unionof rdfs:label rdfs:comment rdfs:label rdfs:comment Instalacja SOE4W jest samoinstalującym się narzędziem zawierającym niezbędne pliki i biblioteki, rejestracja następuje automatycznie. Podczas instalacji tworzone jest nowe wejście w menu Programy, zawierające wykonywalny skrót SOE4W Testy Sandra jest prostym edytorem ontologii, nieskomplikowanym w obsłudze. Pojęcia i relacje dodaje się intuicyjnie przy użyciu przycisków w pasku narzędzi lub przycisków myszy. Edytor przedstawia drzewo klas wraz z instancjami oraz osobno drzewo właściwości, co daje dobrą orientację w przeglądanej ontologii. Obok przedstawiane są relacje dla poszczególnych instancji. Nie ma jednak żadnego graficznego widoku edytowanej ontologii i co za tym idzie nie jest wygodne w użyciu przy tworzeniu rozbudowanych ontologii. Istnieje możliwość 5 Por. szerzej

16 zapisu w formacie N-Triple oraz w formacie OWL, poszczególne zapisy można przeglądać w trakcie edytowania ontologii SWOOP Rys. 4. Interfejs użytkownika edytora SWOOP Informacje ogólne SWOOP jest bazującym na hipermediach, niekomercyjnym, przez producentów nazywanym wagi piórkowej edytorem ontologii OWL. W porównaniu z innymi edytorami (np. Altova) jest programem niewielkim. SWOOP w fazie projektowania został przeznaczony do szybkiego i łatwego przeglądania i rozwijania ontologii OWL. Jest rozwijany przez grupę Mindswap z Instytutu Zaawansowanych Nauk Komputerowych na Uniwersytecie w Maryland Właściwości i zastosowania Najważniejsze właściwości edytora SWOOP: Przeglądarka sieciowa: panel z adresem używanej ontologii (lub klasy, właściwości, jednostki) jest osiągalny bezpośrednio do załadowania, nawigacja jednostek ontologii bazująca na hiperlinkach (panel z adresem URL zmienia się odpowiednio), przyciski historii, zakładki zapisywane dla późniejszych wniosków.

17 Edytowanie każde edytowanie ontologii dokonuje się online przy użyciu kolorowych kodów i czcionek do podkreślenia zmian, zapewnione są opcje zmian. SWOOP jest zaprojektowany dla OWL zatwierdzanie rodzajów (gatunków) przy użyciu OWL Manchester API, prezentacja etykiet składni, możliwość podglądu w różnych formatach: abstrakcyjna składnia (z OWL API), RDF/XML, Turtle/N3, architektura wtyczek dla nowych etykiet. Wsparcie wielu ontologii jednocześnie: przeglądanie, mapowanie, porównywanie. Zaawansowane właściwości: przeprowadzanie kompletnych zapytań ABox (zapisane w RDQL) przy użyciu Pellet 6 automatyczne dzielenie ontologii poprzez transformowanie ich na E-connection 7, wewnętrzny strumień pracy przedstawiany jest w narzędziu wnioskującym Pellet w czytelny sposób, a użytkownikowi dostarczane są wyjaśnienia w celu zrozumienia przyczyn wykrytych niezgodności w ontologii, wsparcie adnotowania SWOOP pozwala użytkownikowi pisać i dzielić między sobą adnotacje dotyczące dowolnych elementów ontologii (klas, właściwości, jednostek), ponadto zbiór zmian ontologii może być dołączany do wiadomości adnotacji do współdzielenia z innymi użytkownikami. Architektura narzędzia SWOOP opiera się na paradygmacie Model-View-Controller: model ładuje ontologie takie jak są widziane przez narzędzie wnioskujące. podgląd: ontologii, jednostek, właściwości w różnych formatach, w tym widoki hierarchiczne, wsparcie tłumaczenia i edytowania, system bazujący na plug-inach automatycznie ładuje nowe narzędzia wnioskujące i debugujące Plany na przyszłość Ponowne wykorzystanie pojęć algorytm wyszukiwania zaprojektowany do łączenia słów kluczowych z konstrukcjami DL do szukania powiązanych pojęć w istniejących ontologiach. Po znalezieniu takich pojęć/właściwości w zewnętrznych ontologiach SWOOP będzie pomagał użytkownikowi w dołączaniu ich do używanych danych. (Econnections). SMORE (Semantic Markup, Ontology and RDF Editor) samodzielnie realizowany ma na celu tworzenie znaczników OWL dla stron internetowych HTML, to znaczy ma ułatwiać użytkownikom oznaczanie dokumentów HTML w OWL przy użyciu ontologii sieciowych. Interfejs DIG 8 dla narzędzi wnioskujących. Konwerter XML Schema na OWL Instalacja Narzędzie jest dostępne do pobrania na stronie Przed ściągnięciem należy wypełnić formularz podając kilka danych o sobie (nieudostępnianych nigdzie poza grupę badawczą 6 Por. szerzej o aplikacji Pellet w rozdziale E-Connection w kontekście sieci semantycznej jest językiem reprezentacji wiedzy definiowanym jako kombinacja innych logicznych formalizmów, obejmującym różne poziomy ekspresyjności logicznej. E- Connection jest zbiorem powiązanych ontologii i zawiera różne formalizmy logiczne o różnych poziomach ekspresyjności. Zatem E-Connection jest formalizmem bardziej ekspresyjnym niż każdy z jego komponentów logicznych oraz jest rozstrzygalny, co jest zapewnione przez rozstrzygalność poszczególnych komponentów. Więcej informacji na stronie 8 Interfejs DIG jest zestandaryzowanym interfejsem XML do systemów logiki deskrypcyjnej rozwijanym przez DL Implementation Group.

18 SWOOP). Na chwilę obecną dostępna jest stabilna wersja oraz wersja beta 2.3 Pobranie aplikacji jest bezpłatne, ściągany plik jest zarchiwizowany Testy Edytor SWOOP posiada bardzo intuicyjny, przejrzysty interfejs. Bez problemu można się zorientować, jakie funkcje gdzie się znajdują. Mając nawet niewielkie pojęcie o specyfikacji OWL, na której bazuje, można tworzyć własne ontologie. Edytor posiada wszelką funkcjonalność charakterystyczną dla tej specyfikacji, od OWL Lite począwszy na zaawansowanych elementach OWL Full skończywszy (atrybuty właściwości, wersje ontologii, adnotacje, itp.). Istnieje możliwość przeglądania zawartości ontologii w różnej postaci: drzewa klas, drzewa właściwości oraz listy wszystkich elementów (każdy posiada oznaczenie, czy jest klasą, właściwością czy jednostką). Drzewa są rozwijane, zatem można dotrzeć do wszystkich elementów ontologii. Informacje o danym elemencie wyświetlane są w przejrzysty, dobrze zorganizowany sposób wraz z linkami do powiązanych elementów. Istnieje możliwość zmiany nazw oraz usuwania elementów ontologii, w trakcie którego usuwane są również wszystkie referencje danego elementu do innych pojęć. Edytowanie ontologii jest stosunkowo łatwe i intuicyjne, edytor posiada wiele praktycznych udogodnień, jednak nie wspomaga użytkownika za pomocą automatycznych kreatorów. Po dodaniu nowego elementu, w zależności od jego typu (klasa, właściwość, instancja) automatycznie pojawia się lista możliwych do nadania mu własności, np. dla klasy będą to: podklasa, superklasa, zasięg, dziedzina, bycie przecięciem lub sumą innych klas, bycie dopełnieniem innej klasy, elementem, klasą równoważną innej lub rozłączną z innymi, czy posiadanie konkretnych instancji. W czasie edytowania istnieje również możliwość podglądu składni RDF/XML, abstrakcyjnej składni oraz formatu Turtle. Wszystkie te elementy tworzone są automatycznie podczas edycji. Zdecydowaną wadą edytora SWOOP jest brak jakiejkolwiek graficznej prezentacji ontologii [np. w postaci grafów], jednak ilustracja drzew poszczególnych elementów daje możliwość dokładnego przeglądania zhierarchizowanej ontologii. Po podłączeniu narzędzia wnioskującego sprawdzanie spójności ontologii odbywa się na bieżąco w tle, a użytkownik jest informowany o ewentualnych niezgodnościach. Podsumowując, SWOOP jest intuicyjnym, prostym narzędziem znakomicie nadającym się do tworzenia mniej skomplikowanych ontologii. W przypadku konieczności tworzenia zaawansowanych projektów może okazać się mniej przydatny z powodu braku automatycznego wsparcia projektanta, ale dopóki użytkownik radzi sobie sam, wydaje się być bardzo dobrym, przyjaznym użytkownikowi narzędziem. W czasie tworzenia testowych ontologii, nie wystąpiły żadne komunikaty o błędach, wydaje się być zatem również narzędziem stabilnym.

19 1.7. ALTOVA SemanticWorks Rys. 5. Interfejs użytkownika edytora Altova SemanticWorks Informacje ogólne Altova SemanticWorks jest komercyjnym edytorem ontologii RDF/OWL, intuicyjnym i wizualnym, przeznaczonym dla użytkowników XMLSPY. Wizualnie projektuje dokumenty sieci semantycznej, słownictwo oraz ontologie i przekłada je na RDF/XML lub format N- Triple. Daje możliwość pracy z tabelami instancji, właściwości, klas itp. oraz możliwość pomocy i automatycznego sprawdzania formatu Właściwości i zastosowania Narzędzie pozwala na pełne wsparcie projektowania i edytowania dokumentów i słownictwa RDF/RDFS oraz ontologii OWL z pełnym sprawdzaniem poprawności składni. Dołączona do narzędzia pomoc prezentuje za każdym razem listę dostępnych możliwości bazujących na używanym w danym momencie słownictwie (RDF lub OWL). W każdym momencie można przełączyć się z trybu graficznego na tekstowy w celu sprawdzania różnych formatów zapisu oraz zawsze istnieje możliwość eksportowania jednego formatu na inny. RDF/XML lub N-Triple są generowane automatycznie. Narzędzie wyświetla instancje, właściwości i klasy w osobnych tabelach, co pozwala na przeglądanie i edytowanie wszystkich elementów osobno. Podczas wyświetlania danej właściwości w głównym oknie, jej dziedzina jest wyświetlana w kolejnym. Tabela klas przedstawia wszystkie klasy danej ontologii, a w osobnych oknach wyświetlane są jej

20 instancje i właściwości. Użytkownik ma możliwość skonfigurowania tego, co będzie wyświetlane na ekranie i dokonać pewnych dostosowań do własnych potrzeb. Program posiada również tabele przykładów Obsługiwane formaty i specyfikacje Funkcjonalność zapewniana przez Altova SemanticWorks: wizualne tworzenie i edytowanie dokumentów RDF, RDFS, OWL Lite, OWL DL i OWL Full przy użyciu wizualnego interfejsu oraz funkcjonalności drag-and-drop (przeciągnij i upuść), sprawdzanie składni w celu zapewnienia zgodności ze specyfikacją RDF/XML, automatyczne generowanie i edytowanie formatów RDF/XML lub N-Triple bazujące na wizualnym projekcie RDF/OWL, drukowanie graficznej reprezentacji RDF i OWL do tworzenia dokumentacji dla implementacji sieci semantycznej Instalacja Altova SemanticWorks jest płatnym narzędziem, dostępnym na stronie Istnieje możliwość pobrania darmowej 30-dniowej wersji. W chwili obecnej najtańsza wersja z licencją dla jednego użytkownika kosztuje ok. 200 EUR Testy Jednomiesięczna wersja testowa edytora Altova daje spore możliwości, choć wydaje się, że nie jest to jeszcze pełna funkcjonalność tego narzędzia. Menu w postaci okienek windowsowych jest przejrzyste, przyjazne użytkownikowi i intuicyjne. Daje możliwość przeglądania zakładek poszczególnych elementów ontologii, co ułatwia do nich szybki dostęp, nie przedstawia jednak ich hierarchii (można się do nich dostać przez model graficzny, otwierając poszczególne elementy struktury). Ontologia edytowana jest w formie graficznej przy intuicyjnym użyciu myszy lub przycisków dostępnych w pasku narzędzi. Poszczególne typy elementów ontologii w grafie zaznaczane są innymi kolorami i kształtami. Narzędzie tworzy pliki RDF i OWL, istnieje możliwość wyboru i zmiany podjęzyka w trakcie tworzenia ontologii. Edytor na bieżąco sprawdza spójność syntaktyczną i semantyczną ontologii przedstawiając listę ewentualnych błędów. Program wykrył specjalnie zrobione, proste błędy dla nieskomplikowanej ontologii. Jednak mimo sprawdzania spójności narzędzie samo nie uzupełnia elementów, które da się wywnioskować. W wersji testowej nie odnaleziono ograniczeń Cardinality ODE Informacje ogólne Ontology Design Environment (ODE) jest środowiskiem do tworzenia ontologii, które komunikuje się z użytkownikiem na poziomie wiedzy, używając zbioru pośrednich reprezentacji, niezależnych od języków używanych do specyfikacji ontologii Właściwości i zastosowania Założeniem konstrukcyjnym tego narzędzia był fakt, że łatwiej jest tworzyć ontologie na poziomie wiedzy niż używając formalnych języków. ODE ma za zadanie wspierać inżynierów ontologii podczas całego procesu tworzenia ontologii, od specyfikacji wymagać począwszy, poprzez gromadzenie wiedzy i tworzenie pojęć, po implementację i integrację. Do