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W3C

Vue d'ensemble du langage d'ontologie Web OWL

Recommandation du W3C du 10 février 2004

Cette version :
http://www.w3.org/TR/2004/REC-owl-features-20040210/
dernière version :
http://www.w3.org/TR/owl-features/
Version précédente :
http://www.w3.org/TR/2003/PR-owl-features-20031215/
Rédacteurs :
Deborah L. McGuinness (Knowledge Systems Laboratory, Stanford University) d l m at k s l dot stanford dot edu
Frank van Harmelen (Vrije Universiteit, Amsterdam) Frank.van.Harmelen@cs.vu.nl

Veuillez consulter l'errata de ce document, laquel peut contenir des corrections normatives.

Cf. également d'éventuelles traductions.


Résumé

Le langage d'ontologie Web OWL est conçu pour les applications ayant besoin de traiter le contenu des informations au lieu de les présenter simplement aux humains. Le langage OWL permet une interprétation du contenu Web par les machines supérieure à celle offerte par les langages XML, RDF et le schéma RDF (RDF-S), en fournissant un vocabulaire supplémentaire avec une sémantique formelle. OWL se compose de trois sous-langages d'expressivité croissante : OWL Lite, OWL DL et OWL Full.

Ce document s'adresse aux lecteurs souhaitant avoir un aperçu des possibilités du langage OWL. Cette introduction à OWL décrit de manière informelle les caractéristiques de chaque sous-langage. Une certaine connaissance du schéma RDF se révélera peut-être utile pour la compréhension de ce document mais elle n'est pas essentielle. Les lecteurs intéressés poursuivront par la lecture du guide OWL donnant une description détaillée et des exemples complets des caractéristiques de OWL. La définition formelle normative de OWL se trouve dans le document La sémantique et la syntaxe abstraite de OWL.

Statut de ce document

Ce document revu par les membres du W3C et des tiers intéressés a été approuvé par le Directeur comme recommandation du W3C. Le rôle du W3C en produisant la recommandation consiste à attirer l'attention sur la spécification et à en promouvoir un large déploiement. Cela contribue à améliorer la fonctionnalité et l'interopérabilité du Web.

Le document représente l'une des six parties composant la recommandation du W3C pour le langage d'ontologie Web OWL. Il a été développé par le groupe de travail Ontologie Web, rattaché à l'activité Web sémantique du W3C (cf. le rapport d'activité, et la charte du groupe) et publié le 10 février 2004.

Le concept de OWL exprimé dans les versions précédentes de ces documents a été largement revu et il satisfait aux impératifs techniques fixés par le groupe de travail. Celui-ci a pris en compte toutes les remarques reçues et effectué les changements nécessaires. Les modifications apportées au document depuis la version au stade recommandation proposée sont consignées dans le journal des changements.

Les remarques sont les bienvenues sur la liste de diffusion public-webont-comments@w3.org (cf. archives), les débats généraux sur les technologies apparentées se tenant sur www-rdf-logic@w3.org (cf. archives).

Une liste des mises en œuvre est disponible.

Le W3C tient une liste des éventuelles divulgations de brevets concernant ce travail.

Cette section décrit le statut de ce document au jour de sa publication. D'autres documents peuvent venir le remplacer. On trouvera une liste des publications actuelles du W3C et la dernière révision de ce rapport technique dans l'index des rapports techniques du W3C à http://www.w3.org/TR/.


Table des matières

1. Introduction

Ce document décrit le langage d'ontologie Web OWL. On utilisera OWL lorsque les informations contenues dans les documents devront être traitées par des applications, par opposition aux situations où seule la présentation du contenu à des humains sera nécessaire. On peut utiliser OWL pour représenter explicitement la signification des termes des vocabulaires et les relations entre ces termes. On appelle ontologie cette représentation des termes et leurs interrelations. OWL exprimera plus facilement un sens et une sémantique que XML, RDF et RDF-S, et il les dépasse donc par ses capacités à représenter un contenu interprétable par des machines sur le Web. OWL est une évolution du langage d'ontologie Web DAML+OIL incorporant les leçons de la conception et de l'application de DAML+OIL.

1.1 La cartographie du document

Le langage OWL est décrit par un ensemble de documents, chacun remplissant un objectif propre et s'adressant à un public différent. Voici une cartographie simplifiée pour s'orienter dans cet ensemble de documents :

L'ordre de lecture suggéré des quatre premiers documents est comme indiqué, car ils sont listés d'après un contenu technique de degré croissant. Les deux derniers documents parfont l'ensemble documentaire.

1.2 Pourquoi OWL ?

Le Web sémantique est une vision du Web à venir, où les informations reçoivent une signification explicite facilitant le traitement et l'intégration automatiques des informations disponibles sur le Web par des machines. Le Web sémantique se construira avec XML et sa capacité à définir des schémas de balisage personnalisés et avec RDF et sa flexibilité à représenter des données. Un langage ontologique, capable de décrire formellement la signification de la terminologie employée dans les documents Web, constitue le premier niveau nécessaire du Web sémantique après RDF. Si on veut que les machines effectuent des tâches de raisonnement utiles sur les documents, le langage doit alors dépasser la sémantique de base du schéma RDF. Le document Les cas et conditions d'utilisation de OWL fournit plus de précisions sur les ontologies, justifie le besoin d'un langage d'ontologie Web au travers de six cas d'utilisation et formule les buts de conception, les conditions d'utilisation et les objectifs de OWL.

Le langage OWL a été conçu pour être ce langage d'ontologie Web. OWL fait partie du paquet croissant des recommandations liées au Web sémantique.

1.3 Les trois sous-langages OWL

Le langage OWL offre trois sous-langages d'expression croissante destinés à des communautés de développeurs et d'utilisateurs spécifiques.

Chaque sous-langage représente une extension par rapport à son prédécesseur plus simple, à la fois en ce qu'on peut légalement exprimer et en ce qu'on peut conclure de façon valide. Les relations suivantes sont vraies, pas leurs symétriques.

Les développeurs d'ontologies adoptant OWL devraient évaluer quel sous-langage convient le mieux à leurs besoins. Le choix entre OWL Lite et OWL DL dépendra dans quelle mesure les utilisateurs auront besoin des structures de restriction plus expressives de OWL DL. Le choix entre OWL DL et OWL Full dépendra principalement des besoins des utilisateurs en ce qui concerne les facilités de métamodélisation offertes par le schéma RDF (par exemple, pour définir des classes de classes, ou pour associer des propriétés aux classes). Pour décider entre OWL Full et OWL DL, il est plus difficile de prévoir la prise en charge du raisonnement car il n'existe pas actuellement de mise en œuvre OWL Full complète.

On peut assimiler OWL Full à une extension de RDF, et OWL Lite et OWL DL à des extensions d'une vue restreinte de RDF. Tout document OWL (Lite, DL ou Full) est un document RDF, et tout document RDF est un document OWL Full, mais seuls certains documents RDF seront des documents OWL Lite ou OWL DL légaux. L'utilisateur doit donc faire attention s'il veut migrer un document RDF vers OWL. Lorsque l'expressivité de OWL DL ou OWL Lite est jugée appropriée, on doit prendre quelques précautions afin de s'assurer que le document RDF original satisfasse aux contraintes supplémentaires imposées par OWL DL et OWL Lite. Entre autres, on doit affirmer toute adresse URI utilisée comme nom de classe comme étant de type owl:Class (idem pour les propriétés), on doit affirmer tout individu comme appartenant à au moins une classe (même s'il s'agit seulement de la classe owl:Thing), et les adresse URI utilisées pour les classes, les propriétés et les individus doivent être mutuellement disjointes. Ces contraintes de OWL DL et OWL Lite sont expliquées en détails dans l'annexe E de la référence OWL.

1.4 La structure de ce document

Ce document décrit d'abord les caractéristiques de OWL Lite, puis celles ajoutées à OWL DL et OWL Full (OWL DL et OWL Full renferment les mêmes caractéristiques, mais OWL Full est plus tolérant sur la façon de les combiner).

2. Le synopsis du language

Ce chapitre fournit un index rapide de toutes les caractéristiques de langage de OWL Lite, OWL DL et OWL Full.

Dans ce document, les mots en italiques correspondent à des termes de OWL. Les préfixes rdf: ou rdfs: signalent une apparition antérieure des termes dans RDF ou le schéma RDF. À défaut, les termes sont introduits par OWL. Ainsi, le terme rdfs:subPropertyOf indique que subPropertyOf fait déjà partie du vocabulaire rdfs (techniquement, il s'agit de l'espace de nommage rdfs). En outre, le terme Class est traduit plus précisément par owl:Class, et c'est un terme introduit par OWL.

2.1 Le synopsis de OWL Lite

Voici la liste des structures de langage de OWL Lite.

Caractéristiques du schéma RDF : (In)égalité : Caractéristiques de propriété :
Restrictions de propriété : Cardinalité restreinte : Informations d'en-tête :
Intersection de classe : Versionnage : Propriétés d'annotation :
Types de données :

2.2 Les synopsis de OWL DL et de OWL Full

La liste des structures de langage de OWL DL et OWL Full, en sus des structures de OWL Lite ou augmentant celles-ci, est donnée ci-dessous.

Axiomes de classe : Combinaisons booléennes d'expressions de classe :
Cardinalité arbitraire : Information d'appoint :

3. La description de langage de OWL Lite

Ce chapitre offre une description informelle des caractéristiques du langage OWL Lite. Nous n'abordons pas la syntaxe spécifique de ces caractéristiques (cf. leurs définitions dans la référence OWL). Chaque caractéristique de langage est reliée à l'entrée appropriée dans le guide OWL pour plus d'exemples et un guide d'utilisation.

Le langage OWL Lite emprunte quelques caractéristiques seulement du langage OWL, dont l'utilisation est plus limitée que dans OWL DL ou OWL Full. Par exemple, dans OWL Lite, on peut seulement définir les classes en fonction de superclasses nommées (les superclasses ne peuvent pas être des expressions arbitraires), et on ne peut employer que certains types de restrictions de classe. L'équivalence entre les classes et les relations des sous-classes entre les classes ne sont aussi permises qu'entre classes nommées, et pas entre des expressions de classes arbitraires. De même, les restrictions dans OWL Lite n'utilisent que des classes nommées. La notion de cardinalité de OWL Lite est également limitée, et les seules cardinalités qu'on peut déclarer explicitement sont 0 ou 1.

3.1 Les caractéristiques du schéma RDF de OWL Lite

Sont incluses les caractéristiques suivantes de OWL Lite liées au schéma RDF.

3.2 L'égalité et l'inégalité dans OWL Lite

Les caractéristiques OWL Lite suivantes concernent l'égalité ou l'inégalité.

3.3 Les caractéristiques des propriétés OWL Lite

OWL Lite dispose d'identificateurs spéciaux qui fournissent des informations à propos des propriétés et leurs valeurs. La distinction entre les propriétés ObjectProperty et DatatypeProperty apparaît dans leurs descriptions précédentes.

3.4 Les restrictions des propriétés OWL Lite

Le langage OWL Lite permet de placer des restrictions à l'utilisation des propriétés par les instances d'une classe. Ces types (ainsi que les restrictions de cardinalité dans la sous-section suivante) s'utilisent dans le contexte d'un objet owl:Restriction. L'élément owl:onProperty désigne la propriété restreinte. Les deux restrictions suivantes limitent les valeurs qui peuvent être utilisées tandis que celles du chapitre suivant limitent leur nombre.

3.5 La cardinalité restreinte de OWL Lite

OWL Lite contient des formes limitées de restrictions de cardinalité. Les restrictions de cardinalité OWL (et OWL Lite) sont dites des restrictions locales, car elles sont déclarées sur les propriétés par rapport à une classe particulière. À savoir, les restrictions contraignent la cardinalité de la propriété sur les instances de cette classe. Les restrictions de cardinalité de OWL Lite sont limitées car elles ne permettent que des déclarations de cardinalité de valeur 0 ou 1 (elles n'admettent pas de valeurs de cardinalité arbitraires, comme c'est le cas pour OWL DL et OWL Full).

D'autres noms de ces formes de cardinalité restreintes ont fait l'objet de débats. Les recommandations actuelles sont d'inclure ces noms aux systèmes frontaux. On trouvera des informations supplémentaires à ce sujet dans les archives publiques de la liste de diffusion webont, les messages les plus pertinents se trouvant à http://lists.w3.org/Archives/Public/www-webont-wg/2002Oct/0063.html.

3.6 L'intersection de classe de OWL Lite

Le langage OWL Lite contient un constructeur d'intersection mais son utilisation est limitée.

3.7 Les types de données OWL

Le langage OWL utilise les mécanismes RDF des valeurs de données. Cf. le chapitre sur les types de données du guide OWL pour des précisions sur les types de données OWL intégrés, inspirés en grande partie des types de données du schéma XML.

3.8 Les informations de l'en-tête OWL Lite

Le langage OWL Lite gère la notions d'inclusion d'ontologies et leurs relations et celle d'association d'informations aux ontologies. Cf. la référence OWL pour des précisions et le guide OWL pour des exemples.

3.9 Les propriétés d'annotation de OWL Lite

Le langage OWL Lite permet d'annoter les classes, les propriétés, les individus et les en-têtes d'ontologies. Ces annotations sont soumises à certaines conditions. Cf. le chapitre sur les annotations dans la références OWL pour des précisions.

3.10 Le versionnage de OWL Lite

Le langage RDF propose déjà un vocabulaire réduit pour décrire les informations de version. Cf. la référence OWL pour des précisions.

4. La description de langage incrémentielle de OWL DL et OWL Full

Les langages OWL DL et OWL Full emploient tous deux le même vocabulaire avec quelques restrictions concernant OWL DL. Grossièrement, le langage OWL DL impose une séparation des types (une classe ne peut pas aussi être un individu ou une propriété, une propriété être un individu ou une classe). Cela signifie qu'on ne peut pas appliquer de restrictions aux éléments de langage OWL même (ce qui est permis pour OWL Full). En outre, le langage OWL DL impose que les propriétés soient de type ObjectProperty ou bien DatatypeProperty : les propriétés de type DatatypeProperty sont des relations entre des instances de classes et littéraux RDF et des types du schéma XML, tandis que les propriétés de type ObjectProperty sont des relations entre des instances de deux classes. Le document La sémantique et la syntaxe abstraite de OWL expliquent ces distinctions et leurs limitations. Nous décrivons le vocabulaire de OWL DL et OWL Full qui étend les structures de OWL Lite.

5. Sommaire

Ce document constitue une vue d'ensemble du langage d'ontologie Web OWL en expliquant brièvement pourquoi un langage ontologique du Web était nécessaire, et où se place le langage OWL dans ceux apparentés du W3C. Il aborde également les trois sous-langages de OWL, OWL Lite, OWL DL et OWL Full, et il introduit le synopsis des caractéristiques de chacun d'eux. Ce document constitue une mise à jour du document de synopsis de caractéristiques. Il contient des descriptions simples des structures avec des exemples. Il renvoie aux documents La référence OWL, Le guide OWL et La sémantique et la syntaxe abstraite de OWL pour approfondissement. Les versions précédentes de ce document (15 décembre 2003, 5 septembre 2003, 18 août 2003, 30 juillet 2003, 1 mai 2003, 20 mars 2003, 2 janvier 2003, 29 juillet 2002, 8 juillet 2002, 23 juin 2002, 26 mai 2002 et 15 mai 2002) offrent un panorama de l'évolution de OWL Lite et des problèmes rencontrés.

Références

[OWL Guide]
OWL Web Ontology Language Guide, Michael K. Smith, Chris Welty, et Deborah L. McGuinness, rédacteurs, recommandation du W3C, 10 février 2004, http://www.w3.org/TR/2004/REC-owl-guide-20040210/. La dernière version est disponible à http://www.w3.org/TR/owl-guide/
[OWL Reference]
La référence du langage d'ontologie Web OWL, Mike Dean et Guus Schreiber, rédacteurs, recommandation du W3C, 10 février 2004, http://www.w3.org/TR/2004/REC-owl-ref-20040210/. La dernière version est disponible à http://www.w3.org/TR/owl-ref/ .
[OWL Abstract Syntax and Semantics]
La sémantique et la syntaxe abstraite du langage d'ontologie Web OWL, Peter F. Patel-Schneider, Pat Hayes et Ian Horrocks, rédacteurs, recommandation du W3C, 10 février 2004, http://www.w3.org/TR/2004/REC-owl-semantics-20040210/. La dernière version est disponible à http://www.w3.org/TR/owl-semantics/
[OWL Test]
Les jeux d'essais du langage d'ontologie Web OWL, Jeremy J. Carroll et Jos De Roo, rédacteurs, recommandation du W3C, 10 février 2004, http://www.w3.org/TR/2004/REC-owl-test-20040210/. La dernière version est disponible à http://www.w3.org/TR/owl-test/
[OWL Requirements]
Les cas et conditions d'utilisation du langage d'ontologie Web OWL, Jeff Heflin, rédacteur, recommandation du W3C, 10 février 2004, http://www.w3.org/TR/2004/REC-webont-req-20040210/. La dernière version est disponible à http://www.w3.org/TR/webont-req/
[OWL Issues]
L'état des problèmes relatifs à l'ontologie Web, Michael K. Smith, rédacteur, 1 novembre 2003.
[DAML+OIL Reference]
La description de la référence DAML+OIL, Dan Connolly, Frank van Harmelen, Ian Horrocks, Deborah L. McGuinness, Peter F. Patel-Schneider et Lynn Andrea Stein. Note du W3C du 18 décembre 2001.
[XML]
Le langage de balisage extensible (XML)
[XML Schema]
XML  Schema
[XML-SCHEMA2]
XML Schema tome 2 : Les types de données, recommandation du W3C, 2 mai 2001.
[RDF/XML Syntax]
La spécification de la syntaxe RDF/XML (révision), Dave Beckett, rédacteur, recommandation du W3C, 10 février 2004, http://www.w3.org/TR/2004/REC-rdf-syntax-grammar-20040210/. La dernière version est disponible à http://www.w3.org/TR/rdf-syntax-grammar/
[RDF Concepts]
Le cadre de description des ressources (RDF) : Concepts et syntaxe abstraite, Graham Klyne et Jeremy J. Carroll, rédacteurs, recommandation du W3C, 10 février 2004, http://www.w3.org/TR/2004/REC-rdf-concepts-20040210/. La dernière version est disponible à http://www.w3.org/TR/rdf-concepts/
[RDF Schema]
Le langage de description du vocabulaire RDF : Le schéma RDF, Dan Brickley et R. V. Guha, rédacteurs, recommandation du W3C, 10 février 2004, http://www.w3.org/TR/2004/REC-rdf-schema-20040210/. La dernière version est disponible à http://www.w3.org/TR/rdf-schema/
[RDF Semantics]
La sémantique RDF, Patrick Hayes, rédacteur, recommandation du W3C, 10 février 2004, http://www.w3.org/TR/2004/REC-rdf-mt-20040210/. La dernière version est disponible à http://www.w3.org/TR/rdf-mt/
[Description Logics]
The Description Logic Handbook, Franz Baader, Diego Calvanese, Deborah McGuinness, Daniele Nardi, Peter Patel-Schneider, rédacteurs. Cambridge University Press, 2003; et Description Logics Home Page

Remerciements

Ce document est le résultat de discussions approfondies au sein du groupe de travail Ontologie Web dans son entier. Les participants à ce groupe de travail comprenaient : Yasser alSafadi, Jean-François Baget, James Barnette, Sean Bechhofer, Jonathan Borden, Frederik Brysse, Stephen Buswell, Jeremy Carroll, Dan Connolly, Peter Crowther, Jonathan Dale, Jos De Roo, David De Roure, Mike Dean, Larry Eshelman, Jérôme Euzenat, Tim Finin, Nicholas Gibbins, Sandro Hawke, Patrick Hayes, Jeff Heflin, Ziv Hellman, James Hendler, Bernard Horan, Masahiro Hori, Ian Horrocks, Jane Hunter, Francesco Iannuzzelli, Rüdiger Klein, Natasha Kravtsova, Ora Lassila, Massimo Marchiori, Deborah McGuinness, Enrico Motta, Leo Obrst, Mehrdad Omidvari, Martin Pike, Marwan Sabbouh, Guus Schreiber, Noboru Shimizu, Michael Sintek, Michael K. Smith, John Stanton, Lynn Andrea Stein, Herman ter Horst, David Trastour, Frank van Harmelen, Bernard Vatant, Raphael Volz, Evan Wallace, Christopher Welty, Charles White et John Yanosy.

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