Prof. Massimo Ruffolo Ing. Ermelinda Oro

Capitolo 4

RDF: Resource Description Framework RDFS: RDF Schema

RDF: Resource Description Framework

RDF: Resource Description Framework

The Resource Description Framework (RDF)

è uno standard W3C per la descrizione delle

risorse Web, in termini di titolo, autore, data

modifica, e copyright. È una piattaforma per la

descrizione delle risorse sul web

RDF – Esempi d’uso   Descrizione di proprietà di oggetti in vendita

come prezzo e disponibilità   Descrizione di informazioni relative a Pagine

Web: autore,modifica,copyright   Descrizione dei contenuti e classificazione di

immagini sul web   Descrizione di contenuti per facilitare il compito

dei motori di ricerca   Descrizione di librerie digitali

Proprietà di RDF 1.  RDF può essere interpretato da un computer RDF non è nato per essere letto dall’uomo 2.  RDF è scritto in XML

3.  RDF fa parte delle attività del W3C per il “Web Semantico”

4.  RDF è una “W3C Recommendation“

1.RDF è disegnato per essere interpretato da un pc  RDF è stato disegnato per essere di

faci le interpretazione da parte di applicazioni che si occupano di trattare contenuti.

 RDF non è stato disegnato per essere visualizzato sul web

2.RDF è scritto in XML

  Il linguaggio XML usato da RDF è chiamato RDF/XML.

 Usando XML, le informazioni RDF possono essere facilmente scambiate fra computer che ut i l izzino di fferent i piattaforme e differenti linguaggi di programmazione.

3. RDF ed il “Web Semantico"

  Il linguaggio RDF fa parte del W3C's Semantic Web Activity. W3C's "Semantic Web Vision" mira ad un futuro in cui:

  Le risorse web siano esattamente descritte   Le risorse web possano essere estratte e

catalogate direttamente da un calcolatore   Le applicazioni possano automaticamente

incamerare e consumare contenuti eterogenei distribuiti sul web.

4. RDF è un W3C Recommendation

  RDF è diventato un W3C Recommendation nel Febbraio 2004.

  Un “W3C Recommendation” è considerato all’interno della comunità internazionale come uno standard. Un W3C Recommendation è una specifica di un linguaggio del quale W3C dopo un attenta revisione ne dichiara la validità come standard.

  La W3C Specification per RDF si trova a questo link:

http://www.w3.org/RDF/

RDF Risorse, Proprietà, e valori di Proprietà   RDF identifica gli oggetti attraverso una URI e

descrive tali oggetti attraverso le proprietà  Una Risorsa è tutto ciò che è identificato da un Uri.

Es. "http://www.w3schools.com/RDF"  Una proprietà è una risorsa cui viene associato un

nome come “mail” ,“name”  Il valore di una proprietà esprime il valore che una

proprietà di una risorsa può assumere. Il valore di una proprietà può essere un’altra risorsa.

RDF Risorse, Proprietà, e valori di Proprietà: un esempio.

 L’RDF seguente descrive ad esempio la risorsa "http://www.unical.it/employee/mauri":

 Nell’esempio non è stato considerato alcun Namespace

Esempio Visivo

http://www.unical.it/employee/mauri

Maurizio

author

http://www.unical.it

homepage

RDF Asserzioni   La combinazione di una risorsa, una proprietà ed un valore di proprietà si

chiama asserzione.   In un asserzione la risorsa viene chiamata Soggetto, la proprietà

Predicato ed il valore Oggetto.   Nell’esempio precedente:   Asserzione: “L’autore di http://www.unical.it/employee/mauri è Maurizio".

  Il soggetto è: http://www.unical.it/employee/mauri   Il predicato è: author   L’oggetto è: Maurizio

  Assrezione: “L’homePage di http://www.unical.it/employee/mauri è http://www.unical.it ".   Soggetto: http://www.unical.it/employee/mauri   Predicato: homepage   Oggetto: http://www.unical.it

Esempio Visivo

http://www.unical.it/employee/mauri

Maurizio

author

http://www.unical.it

homepage

Soggetto

Predicato

Oggetto

Predicato Oggetto

Asserzione

RDF Esempio

  Collezione di CD:

Title Artist Country Company Price Year

Pearl Days Elisa Italia Columbia 12 euro 2006

Robbie Williams Misunderstood UK CBS Records 18 euro 2001

...

RDF Esempio: Rappresentazione Grafica

http:// www.mp3.it/cd/Pearl Days

2006

year

Elisa

artist

Columbia company

12 euro

price

RDF Esempi

RDF Esempi   La prima linea è la dichiarazione XML. Segue la root di un

documento RDF: <rdf:RDF>.   Il xmlns:rdf namespace, specifica che all’interno del documento

tutto ciò che porta il prefisso rdf fa riferimento al namespace "http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#".

  Il xmlns:cd namespace, specifica che all’interno del documento tutto ciò che porta il prefisso cd fa riferimento al namespace http://www.mp3.it/cd#“ .

  Il tag <rdf:Description> specifica la descrione della risorsa identificata dall’attibuto rdf:about.

  Gli elementi: <cd:artist>, <cd:country>, <cd:company>, etc. sono proprietà della risorsa.

RDF Esempi dichiarazione XML

xmlns:rdf namespace, ciò che porta il prefisso rdf fa riferimento al namespace

<rdf:Description> specifica la descrione della risorsa identificata dall’attibuto rdf:about.

proprietà della risorsa

ROOT doc RDF

L’elemento <rdf:RDF>   <rdf:RDF> è la root di qualsiasi documento RDF e lo

identifica: in esso può essere contenuto il riferimento al namesapce RDF

  <?xml version="1.0"?> <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/

1999/02/22-rdf-syntax-ns#"> [descrizioni delle risorse]

</rdf:RDF>

L’ elemento <rdf:Description>

  L’ <rdf:Description> identifica una risorsa ed i suoi attributi

  L’ <rdf:Description> contiene elementi che descrivono le sue proprietà

  Gli elementi, artist, country, company, price, e year, sono definiti nel namespace http://www.mp3.it/cd#. Questo namespace non ha nulla a che fare con RDF . RDF definisce solo l’infrastruttura.

Proprietà come Attributi   Le proprietà possono essere rappresentate come attributi

Proprietà come Risorse  I valori di proprietà possono essere

espressi come risorse:

 La proprietà artista non ha un valore ma un riferimento ad un’altra risorsa.

Proprietà come Risorse

http:// www.mp3.it/cd/Pearl Days

2006

year

artist

Columbia company

12 euro

price

http:// www.mp3.it/artist/Elisa

Elisa name

RDF Elementi contenitori

  RDF containers: sono usati per descrivere gruppi di

cose. Ad esempio per elencare gli autori di un disco o

di una canzone.

  Per descrivere questi gruppi si usano i tag:

  <Bag>,

  <Seq>, e

  <Alt>.

L’elemento <rdf:Bag>   Rappresenta una lista di valori non ordinata.   Può contenere valori duplicati.

 Esempio

rdf:Bag

http:// www.mp3.it/song/

Ostacoli del cuore

rdf:type

Elisa

rdf:_1

Ligabue

rdf:_2

rdf:Bag

cd:artist

L’elemento <rdf:Seq>   Rappresenta un lista di valori ordinata   Può contenere valori duplicati.

  Esempio

rdf:Seq

http:// www.mp3.it/

cd/Pearl Days

rdf:type

01 Stay rdf:_1

02 Gli Ostacoli del cuore

rdf:_2

rdf:Seq

cd:songs

. . . .

rdf:_3

L’elemento <rdf:Alt>   Rappresenta una lista di alternative   Esempio

rdf:Alt

http:// www.mp3.it/

song/Ostacoli del cuore

rdf:type CD

rdf:_1

Disco

rdf:_2

rdf:Alt

cd:format

MC

rdf:_3

RDF Terms

 Una lista di valori in RDF si chiamano membri.

 Quindi:  Un contenitore è una risorsa che contiene

altri oggetti  Gli oggetti contenuti in un contenitore- lista

si chiamano membri.

RDF Collections

 RDF collections sono usati per descrivere gruppi che contengono solo gli elementi specificati.

L’attributo rdf:parseType="Collection"   Un container dice che una risorsa contiene alcuni membri ma tale

affermazione non è chiusa: può contenerne anche altri.   RDF collections è usato per esprimere liste chiuse

  Una collezione è descritta dall’attibuto rdf:parseType="Collection".  Example

RDFS: Resource Description Framework Schema

RDF Schema e Classi   RDF descrive risorse tramite classi, proprietà e valori.   RDF ha bisogno di definire delle classi e proprietà

specifiche per un applicazione

  Queste classi devono essere definite usando un estensione di RDF

  Tale estensione è RDF Schema   RDF Schema (RDFS) è un estensione di RDF

RDF Schema (RDFS)   RDF Schema non ha classi predefinite.   RDF Schema fornisce la piattaforma per descrivere nuovi tipi di

classi.   Le classi in RDF Schema sono simili alle classi di un linguaggio di

programmazione ad oggetti.   In RDF si possono rappresentare le risorse come istanze di classi

e definire sottoclassi e tipi.

RDF Classi e Proprietà   Namespace prefix:'rdfs' URI:'http://www.w3.org/

2000/01/rdf-schema#'   Le risorse possono essere istanze di una o più classi   La classe è indicata tramite l’attibuto rdf:type

  La risorsa http://www.unical.it/students/Maurizio è rdf:type Student

  La risorsa http://www.unicla.it/students/Maurizio è rdf:type Person

 Student è rdfs:subClassOf Person

  Le proprietà vengono definite in funzione della classe di risorse su cui si applicano

RDF Classi

 rdfs:Resource – le risorse sono istanze di questa classe

 rdfs:Property – le proprietà sono istanze di questa classe.

 rdfs:Class – una classe dei linguaggi object oriented.

RDF Proprietà   rdf:type – indica che una risorsa è del tipo della

classe che viene specificata   rdfs:subClassOf – indica la relazione classe/

sottoclasse fra due classi   rdfs:subPropertyOf – indica che una proprietà e

specializzazione di un’altra.   rdfs:seeAlso – specifica che la risorsa è anche

descritta in altre parti   rdfs:isDefinedBy – indica la risorsa “soggetto

dell’asserzione” ovvero chi ha fatto l’asserzione

RDFS Esempi   Classi e Sotto classi:

La classe horse viene dichiarata come sottoclasse della classe Animal.

Esempio Abbreviato   RDFS Class è sotto classe della classe

rdf:Resource. Per questo motivo possiamo evitare di usare rdf:Description rdf:type ed usare direttamente rdfs:class

Esempio Abbreviato   RDFS Class è sotto classe della classe

rdf:Resource. Per questo motivo possiamo evitare di usare rdf:Description rdf:type ed usare direttamente rdf:class

RDF Constraints: range e domain   rdfs:range

 Indica la classe dei valori ammissibili di una proprietà.

 rdfs:range è una classe rdfs:Class

  rdfs:domain  Indica la classe a cui la proprietà si applica

 Se non è specificata indica che quella proprietà può essere usata su qualsiasi classe.

RDF Constraints: range e domain   Legame tra classi e proprietà

  RDF(S) fornisce anche un vocabolario per descrivere come ci si aspetta che proprietà e classi si combinino tra di loro

  Proprietà predefinite rdfs:domain ed rdfs:range

http:// www.mp3.it/cd/#Artist

http:// www.mp3.it/cd/#singer

http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#Property

rdf:type

http:// www.mp3.it/cd/#Song

rdfs:domain rdfs:range

valori ammissibili classe a cui

la proprietà si applica

RDF Documentation   rdfs:comment – testo libero   rdfs:label – Riporta informazioni sulla versione

di una risorsa

RDF Schema Esempio (1)

RDF Schema Esempio (2)

RDF Schema Esempio (3)

Istanze – classi – metaclassi

rdfs:Class rdfs:Resource

rdfs:subClassOf

rdf:type

rdf:type

terms:Person

terms:Students

terms:Course

rdf:type

rdfs:subClassOf

people:Ruffolo course:BDSIW

rdf:type

terms:teacher

Massimo terms:name

rdf:type

terms:Teacher

people:Bianchi Mario terms:name

Reasoning

rdfs:Class rdfs:Resource

rdfs:subClassOf

rdf:type

rdf:type

terms:Person

terms:Students

terms:Course

rdf:type

rdfs:subClassOf

people:Ruffolo course:BDSIW

rdf:type

terms:teacher

Massimo terms:name

rdf:type

terms:Teacher

people:Bianchi Mario terms:name

rdfs:subClassOf

rdf:type

RDF Esempio

Modello generale

rdf:type

terms:…

terms:…

rdfs:subClassOf rdfs:Class

rdf:type

rdfs:Resource

rdfs:subClassOf

rdf:type

rdfs:Property

rdf:domain

terms:…

terms:…

rdfs:range

terms:…

Interrogazione di file RDF SPARQL, linguaggio di interrogazione dell' RDF

del W3C, è stato accolto entusiasticamente

come l'agognato ultimo tassello per l'edificazione

del Web semantico

SPARQL Sintassi Turtle SPARQL adotta la sintassi Turtle, un'estensione di N-Triples, alternativa estremamente sintetica e intuitiva al tradizionale RDF/XML.

@prefix cd: http://example.org/cd/ @prefix: http://example.org/example

:Permutation cd:autore "Amon Tobin". :Bricolage cd:autore "Amon Tobin". :Amber cd:autore "Autechre". :Amber cd:anno 1994.

Si considerino le seguenti triple RDF, che saranno utilizzate nel corso della lezione come riferimento per le query d'esempio:

RDF File cd.rdf

Query SPARQL

 PREFIX cd: <http://example.org/cd/> SELECT ?title ?artist ?year FROM <cd.rdf> WHERE {?title cd:artist ?artist. ?title cd:year ?year . }

Risultato

Title Artist Year

Pearl Days Elisa 2006

Restituisce tutte le risorse per le quali sia specificato sia l’artista che l’anno

Clausola OPTIONAL

  PREFIX cd: <http://example.org/cd/>

SELECT ?title ?artist ?year

FROM <cd.rdf>

WHERE { ?title cd:artist ?artist.

OPTIONAL {?title cd:year ?year.}

}

Risultato

Title Artist Year

Pearl Days Elisa 2006

Misunderstood Robbie Williams

Restituisce tutte le risorse per le quali sia specificato l’artista e opzionalmente l’anno

Clausola UNION

  PREFIX cd: <http://example.org/cd/>

SELECT ?title ?artist ?price ?year

  FROM <cd.rdf>

WHERE {

{?title cd:year ?year.}

UNION

{?title cd:price ?price.}

}

Risultato

Title Artist Price Year

Pearl Days Elisa 2006

Misunderstood Robbie Williams 18 euro

Restituisce tutte le risorse per le quali sia specificato o il prezzo o l’anno.

Clausola FILTER

  PREFIX cd: <http://example.org/cd/>

SELECT ?title ?artist ?price ?year

  FROM <cd.rdf>

WHERE { {?title cd:year ?year.}

FILTER (?year > 2005)

}

Risultato

Title Artist Price Year

Pearl Days Elisa 2006

Restituisce tutte le risorse per le quali l’attributo anno è maggiore di 2005.

Clausola FILTER con REGEX

  PREFIX cd: <http://example.org/cd/>

SELECT ?title ?artist

  FROM <cd.rdf>

WHERE { {?title cd:artist ?artist.}

FILTER regex(?artist, “^el”, “i” )

}

Risultato

Title Artist

Pearl Days Elisa

Restituisce tutte le risorse per le quali l’attributo artist comincia per “el” ignorando la distinzione fra maiuscole e minuscole.

Costrutti speciali

 SELECT DISTINCT ?title ?artist  ORDER BY DESC(?autore)

 LIMIT 10  OFFSET 10

Esempio 2: Human Ontology (Classes)

Animal

Female Male Person

Woman Man Researcher Lecturer

rdfs:subClassOf

rdfs:subClassOf

rdfs:subClassOf

rdfs:subClassOf

rdfs:subClassOf

rdfs:subClassOf

rdfs:subClassOf

rdfs:subClassOf rdfs:subClassOf

Esempio 2: Human Ontology (ObjectProperty)

Animal

Male

rdfs:range

rdfs:domain

hasAncestor

Animal

hasParent

hasFather

rdfs:subPropertyOf

rdfs:range hasMother

Female

rdfs:subPropertyOf

rdfs:subPropertyOf

rdfs:range

Animal

rdfs:range

rdfs:domain

hasBrother

Male

Animal

rdfs:range

rdfs:domain

hasSister

Female

Person

rdfs:range

rdfs:domain

hasFriend

Person

Person

rdfs:range

rdfs:domain

hasSpouse

Person

Esempio 2: Human Ontology (DataType Property)

Animal

rdfs:range

rdfs:domain

age

Integer

Person

rdfs:range

rdfs:domain

trouserssize

Integer

Person

rdfs:range

rdfs:domain

shirtSize

Integer

Person

rdfs:range

rdfs:domain

name

String

Istanze

Harry

Man isA

Sophie

John

hasChild

hasSpouse

Person isA

14

37 shoeSize

age

Mark 16

39 shoeSize

age

hasFather

Eve

Lecturer

David

hasSpouse

hasFriend

Alice

Researcher

isA

isA

isA

hasFriend

Gastone

hasFriend

Jack

hasFriend

hasChild (…)

Query su Classi

SELECT ?x WHERE { ?x rdf:type rdfs:Class }

Sussunzioni

SELECT ?x ?y WHERE { ?x rdfs:subClassOf ?y }

Proprietà: Persone Sposate

SELECT ?x ?y WHERE { ?x humans:hasSpouse ?y }

Uomini Sposati

SELECT * WHERE { ?x humans:hasSpouse ?y . ?x rdf:type humans:Male }

Numero di Persone di cui Y è amico

SELECT ?x ?y count(?x) as ?conteggio group ?y WHERE { ?x humans:hasFriend ?y }

Persone con almeno un parente

SELECT DISTINCT ?x WHERE { { ?y humans:hasChild ?x } UNION { ?x humans:hasParent ?y } }

Le persone e la loro età (se nota)

SELECT ?person ?age WHERE { ?person rdf:type humans:Person OPTIONAL { ?person humans:age ?age } }

Maggiorenni

SELECT ?x WHERE { ?x humans:age ?age FILTER ( xsd:integer(?age) >= 18 ) }

E’ Mark Maggiorenne?

ASK WHERE {

#Mark humans:age ?age FILTER ( xsd:integer(?age) >= 18 )

}

Tutte le persone che non sono ricercatori.

SELECT ?x WHERE { ?x rdf:type humans:Person OPTIONAL { ?x rdf:type ?t FILTER ( ?t = humans:Researcher ) } FILTER ( ! bound( ?t ) ) }

Antenati

SELECT ?x ?y

WHERE { ?x humans:hasAncestor ?y }

Questa query restituisce ovviamente, anche tutte le istanze delle

sottoproprietà hasFather ed HasParent

Bibliografia

  RDF/RDFS SPECIFICATION

  http://www.w3.org/RDF/

  Semantic web tutorial: RDF, RDFS and SPARQL using CORESE

  http://www-sop.inria.fr/acacia/soft/corese/tutorial.php

  CORESE (Open Source Software per interrogare file RDF)

  http://www-sop.inria.fr/teams/edelweiss/wiki/wakka.php?wiki=Corese