Prof. Massimo Ruffolo Ing. Maurizio Colica. Capitolo 4. RDF: Resource Description Framework. Introduzione Classi e Istanze Proprietà

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1 Prof. Massimo Ruffolo Ing. Maurizio Colica Capitolo 4 RDF: Resource Description Framework Introduzione Classi e Istanze Proprietà 1

2 RDF: Resource Description Framework Introduzione 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. 2

3 Cos è RDF? RDF sta per Resource Description Framework RDF è una piattaforma per la descrizione delle risorse sul web RDF è costituito da un modello dei dati e da una sintassi separate l una dall altra RDF può essere interpretato da un computer RDF non è nato per essere letto dall uomo RDF è scritto in XML RDF fa parte delle attività del W3C per il Web Semantico RDF è una W3C Recommendation 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 3

4 RDF è disegnato per essere interpretato da un pc RDF è stato disegnato per essere di facile interpretazione da parte di applicazioni che si occupano di trattare contenuti. RDF non è stato disegnato per essere visualizzato sul web 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 utilizzino differenti piattaforme e differenti linguaggi di programmazione. 4

5 RDF ed il Web Semantico" Il linguaggio RDF fa parte del W3C's Semantic Web Activity. it W3C's "Semantic Web Vision" i 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. RDF è un W3C Recommandation RDF è diventato un W3C Recommendation nel Febbraio 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: 5

6 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. " 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 " Notate come nell esempio non è stato considerato alcun Namespace 6

7 Esempio Visivo Soggetto Predicato Oggetto homepage author mcolica 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 è Maurizio Colica". Il soggetto è: Il predicato è: author L oggetto è: Maurizio Colica Assrezione: L homepage di è ". Soggetto: Predicato: homepage Oggetto: 7

8 RDF Esempio Collezione di CD: Title Artist Country Company Price Year Pearl Days Elisa Italia Columbia 12 euro 2006 Robbie Williams... Misunders tood UK CBS Records 18 euro 2001 RDF Esempio: Rappresentazione Grafica Elisa artist company Columbia Days year price 12 euro

9 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 " Il xmlns:cd namespace, specifica che all interno del documento tutto ciò che porta il prefisso cd fa riferimento al namespace Il tag <rdf:description> specifica la descrione della risorsa identificata ifi dall attibuto rdf:about. Gli elementi: <cd:artist>, <cd:country>, <cd:company>, etc. sono proprietà della risorsa. 9

10 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=" syntax-ns#"> ns#"> </rdf:rdf> [descrizioni delle risorse] L elemento <rdf:description> L <rdf:description> identifica una risorsa ed i suoi attributi ti L <rdf:description> contiene elementi che descrivono le sue proprietà Gli elementi, artist, country, company, price, e year, sono definiti nel namespace Questo namespace non ha nulla a che fare con RDF. RDF definisce solo l infrastruttura. 10

11 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. 11

12 Proprietà come Risorse name Elisa artist company Columbia Days year price 12 euro 2006 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>. 12

13 L elemento <rdf:bag> Rappresenta una lista di valori non ordinata. Può contenere valori duplicati. Esempio rdf:bag del cuore rdf:bag cd:artist rdf:type rdf:_1 Elisa rdf:_2 Ligabue 13

14 L elemento <rdf:seq> Rappresenta un lista di valori ordinata Può contenere valori duplicati. Esempio rdf:seq Days rdf:seq cd:song rdf:type rdf:_1 01 Stay rdf:_3 rdf:_2 02 Gli Ostacoli del cuore

15 L elemento <rdf:alt> Rappresenta una lista di alternative Esempio rdf:alt del cuore rdf:alt cd:format rdf:type rdf:_1 CD rdf:_3 rdf:_2 Disco MC 15

16 RDF Terms Una lista di valori in RDF si chiamano membri. Quindi: Un contenitore è una risorsa che contiene altri oggetti Gli oggetti contenuti si chiamano membri. RDF Collections RDF collections sono usati per descrivere gruppi che contengono solo gli elementi specificati. 16

17 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 RDF Schema (RDFS) RDF Schema (RDFS) è un estensione di RDF. 17

18 RDF Schema e Classi RDF descrive risorse tramite classi,,proprietà p 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) RDF Schema non ha classi predefinite. RDF Schema fornisce la piattaforma per desrcivere 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. 18

19 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 rdf:class 19

20 RDF Classi e Proprietà Namespace prefix:'rdfs' URI:' 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 property La risorsa è rdf:type Student La risorsa 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 rdf:property le proprietà sono istanze di questa classe. rdfs:class una classe dei linguaggi object oriented. 20

21 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 RDF Constraints rdfs:range Indica la classe dei valori ammissibili di una proprietà. rdfs:range è una classe rdf:class rdfs:domain Indica la classe cui la proprietà si applica. Se non è specificata indica che quella proprietà può essere usata su qualsiasi classe. 21

22 Domain e Range 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 rdf:type rdfs:domain rdfs:range RDF Documentation rdfs:comment testo libero rdfs:label Riporta informazioni sulla versione di una risorsa 22

23 RDF Schema Esempio (1) RDF Schema Esempio (2) 23

24 RDF Schema Esempio (3) Istanze classi metaclassi rdfs:subclassof rdfs:resource rdf:type rdfs:class rdf:type rdf:type terms:person terms:course rdfs:subclassof terms:students terms:teacher rdf:type Massimo terms:name rdf:type people:ruffolo terms:teacher course:bdsiw Mario people:bianchi terms:name 24

25 Reasoning rdfs:subclassof rdfs:resource rdf:type rdfs:class rdf:type rdf:type terms:person rdf:type terms:course rdfs:subclassof rdfs:subclassof terms:students terms:teacher rdf:type Massimo terms:name rdf:type people:ruffolo terms:teacher course:bdsiw Mario people:bianchi terms:name Modello generale rdfs:resource rdfs:class rdfs:subclassof rdf:type terms: rdfs:subclassof rdf:type terms: terms: terms: rdfs:property rdf:domain rdfs:range rdf:type terms: 25

26 RDF Schema Esempio (4) Interrogazione di file RDF SPARQL, linguaggio di interrogazione dell' RDF asceso da qualche mese al rango di W3C Candidate Recommendation, è stato accolto entusiasticamente come l'agognato ultimo tassello per l'edificazione del Web semantico 26

27 SPARQL Sintassi Turtle SPARQL adotta la sintassi Turtle, un'estensione di N-Triples, alternativa estremamente sintetica e intuitiva al tradizionale RDF/XML. Si considerino le seguenti triple RDF, che saranno utilizzate nel corso della lezione come riferimento per le query d'esempio: RDF File cd.rdf 27

28 Query SPARQL PREFIX 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 28

29 Clausola OPTIONAL PREFIX cd: < p 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 29

30 Clausola UNION PREFIX 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. 30

31 Clausola FILTER PREFIX cd: < p 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

32 Clausola FILTER con REGEX PREFIX cd: < p SELECT?title?artist FROM <cd.rdf> WHERE { {?title cd:artist?artist.} FILTER regex(?artist, ^el, i ) } Risultato Title Pearl Days Artist Elisa Restituisce tutte le risorse per le quali l attributo artist comincia per el ignorando la distinzione fra maiuscole e minuscole. 32

33 Costrutti speciali SELECT DISTINCT?title?artist ORDER BY DESC(?autore) LIMIT 10 OFFSET 10 Esempio 2: Human Ontology (Classes) rdfs:subclassof Animal rdfs:subclassof rdfs:subclassof Male Person Female rdfs:subclassof rdfs:subclassof rdfs:subclassof rdfs:subclassof rdfs:subclassof rdfs:subclassof Man Lecturer Researcher Woman 33

34 Esempio 2: Human Ontology (ObjectProperty) rdfs:domain Animal hasancestor rdfs:subpropertyof hasparent rdfs:range Animal Female rdfs:range hasmother hasfather rdfs:range Male rdfs:subpropertyof rdfs:subpropertyof rdfs:domain Animal rdfs:domain Animal hassister hasbrother rdfs:range Female rdfs:range Male rdfs:domain Person rdfs:domain Person hasfriend hasspouse rdfs:range Person rdfs:range Person Esempio 2: Human Ontology (DataType Property) age rdfs:domain Animal shirtsize rdfs:domain Person rdfs:range Integer rdfs:range Integer trouserssize rdfs:domain Person name rdfs:domain Person rdfs:range Integer rdfs:range String 34

35 Istanze Lecturer isa isa Man isa Eve Harry haschild isa Person hasfriend hasspouse hasspouse John age 14 hasfriend Alice David Sophie shoesize 37 hasfriend isa hasfather hasfriend Gastone Researcher Mark age 16 haschild shoesize 39 Jack ( ) Query su Classi SELECT?x WHERE {?x rdf:type rdfs:class } X Animal Male Person Female man Lecturer Researcher Woman 35

36 Sussunzioni SELECT?x?y WHERE {?x rdfs:subclassof?y } X Male Person Female Man Man Man Woman Woman Woman Lecturer Lecturer Y Animal Animal Animal Animal Male Person Animal Female Person Animal Person Proprietà: Persone Sposate SELECT?x?y WHERE {?x humans:hasspouse?y } X Harry Eve Y Sophie David 36

37 Uomini Sposati SELECT * WHERE {?x humans:hasspouse?y.?x rdf:type humans:male } Answer Numero di Persone di cui Y è amico SELECT?x?y count(?x) as?conteggio group?y WHERE {?x humans:hasfriend?y } Y COUNT Gastone 1 Alice 2 John 1 37

38 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 } } 38

39 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) g >= 18 ) } 39

40 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 40

41 Bibliografia RDF/RDFS SPECIFICATION Semantic web tutorial: RDF, RDFS and SPARQL using CORESE CORESE (Open Source Software per interrogare file RDF) 41