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La sémantique et la syntaxe abstraite du langage d'ontologie Web OWL

Recommandation du W3C du 10 février 2004

Cette version :
http://www.w3.org/TR/2004/REC-owl-semantics-20040210/
Dernière version :
http://www.w3.org/TR/owl-semantics/
Version précédente:
http://www.w3.org/TR/2003/PR-owl-semantics-20031215/
Rédacteurs :
Peter F. Patel-Schneider, Bell Labs Research, Lucent Technologies
Patrick Hayes, IHMC, University of West Florida
Ian Horrocks, Department of Computer Science, University of Manchester

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

Ce document est également disponible dans la forme non normative suivante : un fichier HTML seul.

Cf. également d'éventuelles traductions.

Copyright © 2004 W3C® (MIT, ERCIM, Keio), tous droits réservés. Les règles de responsabilité, de marque commerciale, d'utilisation des documents et d'octroi de licences logicielles du W3C s'appliquent.

Résumé

Cette description du langage d'ontologie Web OWL développé actuellement par le groupe de travail Ontologie Web du W3C contient une syntaxe abstraite de haut niveau pour les sous-langages OWL DL et OWL Lite de OWL. On donne une sémantique du modèle théorique pour fournir une signification formelle des ontologies OWL écrites au moyen de cette syntaxe abstraite. On donne également une sémantique du modèle théorique sous forme d'une extension de la sémantique RDF pour fournir une signification formelle des ontologies OWL comme graphes RDF (OWL Full). On donne une application de la syntaxe abstraite aux graphes RDF et on montre que les deux modèles théoriques ont les mêmes conséquences sur les ontologies OWL pouvant être écrites avec la syntaxe abstraite.

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 (informatif)

Ce document constitue une partie de la spécification du langage d'ontologie Web OWL. La vue d'ensemble de OWL [OWL Overview] décrit chacune des différentes parties de la spécification et comment celles-ci s'organisent.

Ce document contient plusieurs spécifications normatives interreliées concernant les divers styles du langage d'ontologie Web OWL, développé actuellement par le groupe de travail Ontologie Web du W3C (WebOnt). D'abord, le chapitre 2 contient une syntaxe abstraite de haut niveau pour OWL Lite, un sous-ensemble du langage OWL, et pour OWL DL, une utilisation plus complète du langage OWL mais qui place encore quelques limitations sur la construction des ontologies OWL. L'élimination de ces limitations aboutit au langage OWL complet, appelé OWL Full, qui a la même syntaxe que RDF. La syntaxe d'échange normative de OWL est celle de RDF/XML [RDF Syntax] ; le document de référence de OWL [OWL Reference] montre comment utiliser la syntaxe RDF dans OWL. Toutefois, le chapitre 4 fournit une application de la syntaxe abstraite de OWL aux graphes RDF [RDF Concepts].

Ce document contient deux sémantiques formelles du langage OWL. La première, définie au chapitre 3, est la sémantique standard directe du modèle théorique des ontologies OWL écrites dans la syntaxe abstraite. La seconde, définie au chapitre 5, est une extension de vocabulaire de la sémantique RDF [RDF Semantics], qui fournit une sémantique aux ontologies OWL sous la forme de graphes RDF. Cette dernière sémantique se présente à son tour en deux versions : l'une correspondant le plus à la sémantique directe (c'est donc la sémantique de OWL DL), et l'autre qu'on peut utiliser dans les cas où l'on a besoin de traiter les classes comme des individus ou dans d'autres situations où la syntaxe abstraite ne convient pas (et c'est donc la sémantique de OWL Full). Ces deux versions sont en réalité très proches et elles ne diffèrent que sur la façon de partager le domaine de discours.

L'annexe A contient une démonstration selon laquelle la sémantique directe et celle compatible avec RDFS ont les mêmes conséquences sur les ontologies OWL, lesquelles correspondent aux ontologies OWL abstraites séparant les individus, classes et propriétés OWL du vocabulaire structurel de RDF, RDFS et OWL. L'annexe A contient également l'esquisse d'une démonstration selon laquelle les inférences dans la sémantique compatible RDFS de OWL Full incluent toutes les inférences dans la sémantique compatible RDFS de OWL DL. Enfin, l'annexe B présente quelques exemples des divers concepts définis dans le document.

Ce document s'adresse aux lecteurs intéressées par les détails techniques du langage OWL. Elle n'est pas particulièrement destinée au lecteur occasionnel, qui devrait probablement d'abord lire le guide OWL [OWL Guide]. Les développeurs d'analyseurs et d'autres outils syntaxiques OWL s'intéresseront principalement au chapitre 2 et au chapitre 4. Les développeurs de moteurs de raisonnement et d'autres outils sémantiques OWL s'intéresseront plus volontiers au chapitre 3 et au chapitre 5.

Annexe C. Les changements depuis la version en dernier appel (informatif)

Cette annexe fournit un compte rendu informatif des changements effectués depuis la version en dernier appel du présent document. Tous les changements importants ainsi que les quelques corrections effectués après cette version en dernier appel sont répertoriés dans cette annexe.

C.1 Les changements importants après la version en dernier appel

Ce chapitre répertorie les changements effectués après la version en dernier appel du document qui ont affecté la spécification de OWL.

C.2 Les corrections après la version en dernier appel

Ce chapitre répertorie les corrections effectuées après la version en dernier appel du document, c'est-à-dire les changements n'ayant pas affecté la spécification OWL.

C.3 Les changements importants effectués après la version de recommandation candidate

Ce chapitre répertorie les changements effectués après la version de recommandation candidate du document, ayant affecté la spécification OWL.

C.4 Les corrections après la version de recommandation candidate

Ce chapitre répertorie les corrections effectuées après la version de recommandation candidate du document, c'est-à-dire les changements n'ayant pas affecté la spécification OWL.

C.5 Les changements depuis la version de recommandation proposée

Ce chapitre répertorie les changements effectués après la version de recommandation proposée du document.

Index du vocabulaire (informatif)

Le tableau suivant fournit une liste de pointeurs vers les informations concernant chaque élément du vocabulaire OWL, ainsi que vers quelques éléments des vocabulaires RDF et RDFS. La première colonne pointe vers la définition principale de l'élément de vocabulaire dans la syntaxe abstraite, dans le chapitre 2. La deuxième pointe vers la définition principale de l'élément de vocabulaire dans la syntaxe abstraite de OWL Lite. La troisième pointe vers la définition principale de l'élément dans la sémantique directe, dans le chapitre 3. La quatrième colonne conduit au morceau principal de la traduction de la syntaxe abstraite en triplets de l'élément de vocabulaire, dans le chapitre 4. La cinquième colonne pointe vers la définition principale de l'élément de vocabulaire dans la sémantique compatible avec RDFS, dans le chapitre 5.

Les termes de vocabulaire
Terme de vocabulaire Syntaxe abstraite OWL DL Syntaxe abstraite OWL Lite Sémantique directe Application aux triplets Sémantique compatible RDFS
owl:AllDifferent 4.1 5.2
owl:allValuesFrom 2.3.2.3 2.3.1.2 3.2 4.1 5.2
owl:AnnotationProperty 2.3.1.3 2.3.2.4 3.2 4.1 5.2
owl:backwardCompatibleWith 2.1 2.1 4.1
owl:cardinality 2.3.2.3 2.3.1.2 3.2 4.1 5.2
owl:Class 2.3.2.1 2.3.1.1 3.3 4.1 5.2
owl:complementOf 2.3.2.2 3.2 4.1 5.2
owl:DatatypeProperty 2.3.2.4 2.3.1.3 3.3 4.1 5.2
owl:DeprecatedClass 2.3.2.1 2.3.1.1 3.3 4.1 5.2
owl:DeprecatedProperty 2.3.2.4 2.3.1.3 3.3 4.1 5.2
owl:DataRange 2.3.2.3 2.3.1.2 3.2 4.1 5.2
owl:differentFrom 2.2 2.2 3.3 4.1 5.2
owl:disjointWith 2.3.2.1 3.3 4.1 5.2
owl:distinctMembers 4.1 5.2
owl:equivalentClass 2.3.2.1 2.3.1.1 3.3 4.1 5.2
owl:equivalentProperty 2.3.1.3 2.3.1.3 3.3 4.1 5.2
owl:FunctionalProperty 2.3.2.4 2.3.1.3 3.3 4.1 5.2
owl:hasValue 2.3.2.3 3.2 4.1 5.2
owl:imports 2.1 2.1 3.4 4.1 5.4
owl:incompatibleWith 2.1 2.1 4.1
owl:intersectionOf 2.3.2.2 3.2 4.1 5.2
owl:InverseFunctionalProperty 2.3.2.4 2.3.1.3 3.3 4.1 5.2
owl:inverseOf 2.3.2.4 2.3.1.3 3.3 4.1 5.2
owl:maxCardinality 2.3.2.3 2.3.1.2 3.2 4.1 5.2
owl:minCardinality 2.3.2.3 2.3.1.2 3.2 4.1 5.2
owl:Nothing 2.1 2.1 3.2 4.1 5.2
owl:ObjectProperty 2.3.2.4 2.3.1.3 3.3 4.1 5.2
owl:oneOf 2.3.2.2 3.2 4.1 5.2
owl:onProperty 2.3.2.3 2.3.1.2 3.2 4.1 5.2
owl:Ontology 2.1 2.1 3.4 4.1 5.2
owl:OntologyProperty 2.3.1.3 2.3.2.4 3.2 4.1 5.2
owl:priorVersion 2.1 2.1 4.1
owl:Restriction 2.3.2.3 2.3.1.2 3.2 4.1 5.2
owl:sameAs 2.2 2.2 3.3 4.1 5.2
owl:someValuesFrom 2.3.2.3 2.3.1.2 3.2 4.1 5.2
owl:SymmetricProperty 2.3.2.4 2.3.1.3 3.3 4.1 4.2
owl:Thing 2.1 2.1 3.2 4.1 5.2
owl:TransitiveProperty 2.3.2.4 2.3.1.3 3.3 4.1 5.2
owl:unionOf 2.3.2.2 3.2 4.1 5.2
owl:versionInfo 2.1 2.1 4.1
rdf:List 4.1 5.2
rdf:nil 4.1 5.2
rdf:type 2.2 2.2 3.3 4.1
rdfs:comment 2.1 2.1 4.1
rdfs:Datatype 4.1 5.2
rdfs:domain 2.3.2.4 2.3.1.3 3.3 4.1 5.2
rdfs:label 2.1 2.1 4.1
rdfs:Literal 2.3.1.3 2.3.2.3 4.1 4.1 5.2
rdfs:range 2.3.2.4 2.3.1.3 3.3 4.1 5.2
rdfs:subClassOf 2.3.2.1 2.3.1.1 3.3 4.1 5.2
rdfs:subPropertyOf 2.3.1.3 2.3.1.3 3.3 4.1 5.2

Remerciements

Le Comité mixte É.U./U.E. pour le langage de balisage d'agent ad hoc est à l'origine du développement du langage DAML+OIL, qui est le précurseur direct du langage OWL. Plusieurs idées présentes dans DAML+OIL, et donc dans OWL, le sont également dans le langage de couche d'inférence ontologique (OIL).

Ce document est le résultat de débats approfondis au sein du groupe de travail Ontologie Web dans son ensemble. Les participants à ce groupe de travail étaient les suivants : 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.

Références

Les références normatives

[RDF Concepts]
Le cadre de description de ressources (RDF) : concepts et syntaxe abstraite, Graham Klyne et Jeremy J. Carroll, rédacteurs, recommandation du W3C du 10 février 2004, http://www.w3.org/TR/2004/REC-rdf-concepts-20040210/.
Dernière version disponible à http://www.w3.org/TR/rdf-concepts/.
[RDF Semantics]
La sémantique RDF, Patrick Hayes, rédacteur, recommandation du W3C du 10 février 2004, http://www.w3.org/TR/2004/REC-rdf-mt-20040210/.
Dernière version disponible à http://www.w3.org/TR/rdf-mt/.
[RDF Syntax]
La spécification de la syntaxe RDF/XML (révisée), Dave Beckett, rédacteur, recommandation du W3C du 10 février 2004, http://www.w3.org/TR/2004/REC-rdf-syntax-grammar-20040210/.
Dernière version disponible à http://www.w3.org/TR/rdf-syntax-grammar/.
[RDF Tests]
Les jeux d'essais RDF, Jan Grant et Dave Beckett, rédacteurs, recommandation du W3C du 10 février 2004, http://www.w3.org/TR/2004/REC-rdf-testcases-20040210/.
Dernière version disponible à http://www.w3.org/TR/rdf-testcases/.
[XML]
Le langage de balisage extensible (XML) 1.0 (deuxième édition), Tim Bray, Jean Paoli, C. M. Sperberg-McQueen et Eve Maler, rédacteurs, recommandation du W3C du 6 octobre 2000.
Dernière version disponible à http://www.w3.org/TR/REC-xml.
[XML Schema Datatypes]
XML Schema partie 2 : types de données, Paul V. Biron et Ashok Malhotra, rédacteurs, recommandation du W3C du 2 mai 2001.
Dernière version disponible à http://www.w3.org/TR/xmlschema-2/.

Autres références

[DAML+OIL]
La description de référence DAML+OIL (mars 2001), 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.
Dernière version disponible à http://www.w3.org/TR/daml+oil-reference.
[OWL Guide]
Le guide du langage d'ontologie Web OWL, Michael K. Smith, Chris Welty et Deborah L. McGuinness, rédacteurs, recommandation du W3C du 10 février 2004, http://www.w3.org/TR/2004/REC-owl-guide-20040210/.
Dernière version disponible à http://www.w3.org/TR/owl-guide/.
[OWL Issues]
L'état de la question des ontologies Web, Michael K. Smith, rédacteur, 27 juin 2003.
[OWL Overview]
Vue d'ensemble du langage d'ontologie Web OWL, Deborah L. McGuinness et Frank van Harmelen, rédacteurs, recommandation du W3C du 10 février 2004, http://www.w3.org/TR/2004/REC-owl-features-20040210/.
Dernière version disponible à http://www.w3.org/TR/owl-features/.
[OWL Reference]
La référence du langage d'ontologie Web OWL, Mike Dean et Guus Schreiber, rédacteurs, recommandation du W3C du 10 février 2004, http://www.w3.org/TR/2004/REC-owl-ref-20040210/.
Dernière version disponible à http://www.w3.org/TR/owl-ref/.
[RDF Syntax]
La spécification de la syntaxe RDF/XML (revisée), Dave Beckett, rédacteur, recommandation du W3C du 10 février 2004, http://www.w3.org/TR/2004/REC-rdf-syntax-grammar-20040210/.
Dernière version disponible à http://www.w3.org/TR/rdf-syntax-grammar/.
[RDF Vocabulary]
Le langage de description du vocabulaire RDF 1.0 : le schéma RDF, Dan Brickley et R. V. Guha, rédacteurs, recommandation du W3C du 10 février 2004, http://www.w3.org/TR/2004/REC-rdf-schema-20040210/.
Dernière version disponible à http://www.w3.org/TR/rdf-schema/.