1 semantic web olivier corby. 2 semantic web Évolution du web pour permettre le traitement...

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Semantic Web

Olivier Corby

2

Semantic Web

Évolution du Web pour permettre le traitement automatique des informations (par programme)

Documents structurés (XML)

Associer sémantique aux pages Web

http://www.scientificamerican.com/2001/0501issue/0501berners-lee.html

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Semantic Web

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XML

Extensible Markup LanguageLangage de description et d’ échange de :

documents structurés données structurées

Conçu par le World Wide Web Consortium (W3C) www.w3.org

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XML

Apporte la structure (syntaxe) comme un arbre de syntaxe abstraite

Mais rien sur la signification, le sens : la sémantique

La sémantique permet de définir la signification des balises, donc des informations

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XML

<book>

<author>John Maynard Keynes</author>

<title>General Theory of Employment …</title>

..

</book>

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XML

<aaa>

<bbb>John Maynard Keynes</bbb>

<ccc>General Theory of Employment …</ccc>

..

</aaa>

Définit une structure mais pas le sens

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Sens

<book> book a kind of Document

<title> <author> Documents have an author, which is a Person, a title which is a Literal

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RDF

Resource Description Framework Annotations sémantiques décrivant le

contenu des documents Permet de faire des recherches

d'information en utilisant ces annotations

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RDF Suite

Le moteur de recherche : exploite les annotations effectue des inférences élémentaires retrouve des documents pertinents

11

RDF et Schema

RDF sert à annoter des documents pour décrire le contenu

Ces descriptions reposent sur un modèle partagé : une ontologie

RDF Schema, Working Draft (Janvier 2000)

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RDF Schema

Classes et Propriétés Spécialisation Syntaxe XML Propriétés ont statut d’objet à part

entière, comme les classes et les instances.

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Pourquoi les propriétés ?

Car le Web est un réseau où tout le monde peut participer

Une classe n'est pas définie entièrement localement

Elle peut être réutilisée et complétée par ailleurs : on peut donc définir de nouvelles propriétés sur une classe existante

Web based vs Top down design

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Modèle RDF

RDF repose sur un modèle de triplet : objet propriété valeur

appelés respectivement : resource property value

Les valeurs sont soit des ressources, soit des littéraux (valeurs atomiques)

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Modèle RDF (2)

Une ressource est un objet (document ou fragment de document) accessible par un URI sur le Web

Exemple :

titre(http://www.essi.fr/cours/log11, ‘Modélisation des connaissances)�

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RDF : syntaxe XML

<rdf:Description about=‘http://www.essi.fr/cours/log11’>

<titre>Modélisation des connaissances</titre>

</rdf:Description>

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Ajouter du sens

La ressource est un cours, un cours a des enseignants, l’enseignant est un chercheur de

l'INRIA, etc.

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Exemple

<rdf:Description about=‘http://www.essi.fr/cours/log11’> <rdf:type rdf:resource='#Cours'/> <titre>Modélisation des connaissances</titre>

</rdf:Description>

<rdfs:Class ID='Cours'/>

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Classes

<rdfs:Class rdf:ID='Cours'/>

<rdfs:Class rdf:ID='CoursDEA'>

<rdfs:subClassOf rdf:resource='#Cours'/>

</rdfs:Class>

<rdfs:Class rdf:ID='CoursESSI'>

<rdfs:subClassOf rdf:resource='#Cours'/>

</rdfs:Class>

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Classes (2)

<rdfs:Class rdf:ID='CoursCommun'>

<rdfs:subClassOf rdf:resource='#CoursDEA'/>

<rdfs:subClassOf rdf:resource='#CoursESSI'/>

</rdfs:Class>

<rdfs:Property rdf:ID='titre'>

<rdfs:domain rdf:resource='#Cours'/>

<rdfs:range rdf:resource= ’&rdfs;Literal’/>

</rdfs:Property>

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Propriétés

<rdf:Property rdf:ID=enseignant >� �<rdfs:domain rdf:resource='#Cours'/>

<rdfs:range rdf:resource='#Personne'/>

</rdf:Property>

<rdf:Property rdf:ID='nom'>

<rdfs:domain rdf:resource='#Personne'/>

<rdfs:range rdf:resource=’&rdfs;Literal'/>

</rdf:Property>

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Classes

<rdfs:Class rdf:ID='Personne'/>

<rdfs:Class rdf:ID='MaitreDeConf'> <rdfs:subClassOf rdf:resource='#Personne'/>

</rdfs:Class>

<rdfs:Class rdf:ID='Chercheur'> <rdfs:subClassOf rdf:resource='#Personne'/>

</rdfs:Class>

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Annotation

<rdf:Description about='http://www.essi.fr/cours/log11�>

<rdf:type rdf:resource='#Cours'/>

<titre>Modélisation des connaissances</titre>

<num>Log11</num>

<enseignant>

<Chercheur rdf:about='http://www.inria.fr/Olivier.Corby’>

<nom>Olivier Corby</nom>

<institut>INRIA</institut>

</Chercheur>

</enseignant>

</rdf:Description>

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Requêtes

Trouver les cours dont O. Corby est enseignant ?

Qui enseigne le cours LOG11 ? Y a-t-il un enseignant-chercheur ? Y a-t-il une Personne de l'INRIA ?

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Requêtes

A la OQL (Object Query Language)

select c.num, p.nom

from c Cours, p Personne

where c.titre like ‘connaissance’ and

p.institut = ‘INRIA’

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Traits avancés

Modularité

Multi héritage, multi instanciation

Conteneurs

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Namespace

Pour modulariser les schemas :

À un schema est associé un nom symbolique : un URI

Les balises issues du schema sont préfixées par cet URI,

appelé namespace

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Namespace (2)

<rdf:Description xmlns:ns=‘http://www.inria.fr/acacia/cours#>�

<ns:titre>Modélisation des connaissances</ns:titre>

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Exemple

<rdf:Description rdf:about=‘http://www.essi.fr/cours/log1 �

xmlns:ns=‘http://www.inria.fr/acacia/cours# � xmlns:rdf=‘http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-

syntax-ns# �>

<rdf:type rdf:resource=

'http://www.inria.fr/acacia/cours#Cours'/>

<ns:titre>Modélisation des connaissances

</ns:titre>

<ns:num>Log11</ns:num>

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Exemple (suite)

<ns:enseignant>

<ns:Chercheur rdf:about=‘http://www.inria.fr/Olivier.Corby’>

<ns:nom>Olivier Corby</ns:nom> <ns:institut>INRIA</ns:institut>

</ns:Chercheur>

</ns:enseignant>

</rdf:Description>

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Héritage multiple

Une classe peut spécialiser plusieurs classes

<rdfs:Class rdf:ID=‘EnseignantChercheur>�<rdfs:subClassOf rdf:resource=‘#Enseignant/>�<rdfs:subClassOf rdf:resource=‘#Chercheur/>�

</rdfs:Class>

32

Multi instanciation

Une description peut être instance de plusieurs classes

<rdf:Description rdf:about=‘http://www.inria.fr/Olivier.Corby>�

<rdf:type rdf:resource=‘ns:Chercheur/>�<ns:institut>INRIA</ns:institut>

<rdf:type rdf:resource=‘ns:Enseignant/>�<ns:etablissement>UNSA</ns:etablissement>

</rdf:Description>

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Plusieurs Schema

Utiliser plusieurs schemas, grâce aux namespaces :

<rdf:Description

xmlns:rdf=‘http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#’

xmlns:ns=‘http://www.inria.fr/acacia/cours#’

xmlns:ex=‘http://www.essi.fr/namespace#’>

<ns:institut>INRIA</ns:institut>

…

<ex:formation>UNSA</ex:formation>

</rdf:Description>

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Propriété

Une propriété peut être associée à plusieurs classes

<rdf:Property rdf:ID=‘nom>�<rdfs:domain rdf:resource=‘#Personne/>�<rdfs:domain rdf:resource=‘#Cours/>�<rdfs:range rdf:resource=‘&rdfs;Literal />�

</rdf:Property>

Avec DAML+OIL, plusieurs domaines intersection des domaines

Ajout possible de propriétés à une classe définie par ailleurs

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Sous-propriété

Une propriété peut être spécialisée :

<rdf:Property rdf:ID='coordinateur'>

<rdfs:subPropertyOf rdf:resource='#enseignant'/>

</rdf:Property>

coordinateur(C, P) enseignant(C, P)

coordinateur est incluse dans enseignant

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Sous-propriété (2)

P' subPropertyOf P

domain(P') domain(P)

range(P') range(P)

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Sous propriété (3)

<ns:Cours about=�http://www.essi.fr/cours/log11>�<ns:coordinateur

rdf:resource=‘http://www.inria.fr/Olivier.Corby/>�</ns:Cours>

<ns:Cours about=‘http://www.essi.fr/cours/log11>�<ns:enseignant

rdf:resource=‘http://www.inria.fr/Olivier.Corby/>�</ns:Cours>

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Nom externe de Propriété

Une propriété peut avoir plusieurs noms externes : labels

<rdf:Property rdf:ID=‘name>�

<rdfs:domain rdf:resource='Person'/>

<rdfs:range rdf:resource=’&rdfs;Literal'/>

<rdfs:label xml:lang='fr'>nom</rdfs:label>

<rdfs:label xml:lang='en'>name</rdfs:label>

</rdf:Property>

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Limitation de RDF

Impossible de surcharger une propriété pour la raffiner : Class Primate

Class Man subClassOf Primate

Class Chimpanzee subClassOf Primate

<rdf:Property rdf:ID=‘child>� <rdfs:domain rdf:resource='#Primate'/> <rdfs:range rdf:resource='#Primate'/>

</rdf:Property>

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Raffinement impossible

La propriété child étant définie, il est impossible de la raffiner :

<rdf:Property rdf:ID=‘child>� <rdfs:domain rdf:resource='#Man'/> <rdfs:range rdf:resource='#Man'/>

</rdf:Property>

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Solution

Spécialiser la propriété :

<rdf:Property rdf:ID='manChild'>

<rdfs:subPropertyOf rdf:resource='#child'/>

<rdfs:domain rdf:resource='#Man'/>

<rdfs:range rdf:resource='#Man'/>

</rdf:Property>

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Collection

Quand la valeur d’une propriété comporte plusieurs valeurs :

<rdf:Description rdf:about=‘http://www.essi.fr/cours/log11>�

<ns:staff> <rdf:Bag>

<rdf:li>Olivier Corby</rdf:li> <rdf:li>Sabine Moisan</rdf:li> <rdf:li>Alain Giboin</rdf:li>

</rdf:Bag>

</ns:staff>

</rdf:Description>

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Conteneurs (2)

Container Bag : ensemble Seq : séquence ordonnée Alt : alternative. Liste de valeurs possibles

pour la propriété

Ne seront plus dans RDF Core

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Exemple de Schema RDFS

<rdfs:Class rdf:ID="Document">

<rdfs:subClassOf rdf:resource="#Entity"/>

<rdfs:subClassOf rdf:resource="#EntityConcerningATopic"/>

<rdfs:subClassOf rdf:resource="#NumberableEntity"/>

<rdfs:comment xml:lang="en">Entity including elements serving as a representation of thinking.</rdfs:comment>

<rdfs:comment xml:lang="fr">Entite comprenant des elements de representation de la pensee.</rdfs:comment>

<rdfs:label xml:lang="en">document</rdfs:label>

<rdfs:label xml:lang="fr">document</rdfs:label>

</rdfs:Class>

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Exemple (2)

<rdf:Property rdf:ID="Designation">

<rdfs:subPropertyOf rdf:resource="#SomeRelation"/>

<rdfs:range rdf:resource="http://www.w3.org/TR/1999/PR-rdf-schema-19990303#Literal"/>

<rdfs:domain rdf:resource="#Something"/>

<rdfs:comment xml:lang="en">Identifying word or words by which a thing is called and classified or distinguished from others.</rdfs:comment>

<rdfs:comment xml:lang="fr">Identifiant le ou les mots par lesquels une chose s appelle et est classifiee ou distinguee des autres.</rdfs:comment>

<rdfs:label xml:lang="en">designation</rdfs:label>

<rdfs:label xml:lang="fr">designation</rdfs:label>

</rdf:Property>

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Exemple (3)

<c:ResearchReport rdf:about=”http://www.inria.fr/rapports/sophia/RR-3071.html"><c:title>Mod₩les G₫n₫riques de Gestion de Conflits dans la Conception Concourante</c:title><c:CreatedBy>

<c:Person rdf:about=”http://www.inria.fr/acacia/Nada.Natta"><c:FirstName>Nada</c:FirstName><c:FamilyName>Matta</c:FamilyName></c:Person>

</c:CreatedBy><c:CreatedBy> <c:Person rdf:about=" http://www.inria.fr/acacia/Nada.Natta">

<c:FirstName>Olivier</c:FirstName><c:FamilyName>Corby</c:FamilyName></c:Person>

</c:CreatedBy><c:CreationDate>12-1996</c:CreationDate><c:CreatedBy><c:ProjectGroup rdf:about="http://www.inria.fr/recherche/equipes/acacia.en.html"><c:Designation>Acacia</c:Designation></c:ProjectGroup></c:CreatedBy>

</c:ResearchReport>

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Exemple (4)

Find Document about XML written by a person from the Acacia project

return the title of the document and the name of the author

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Interrogation

Lever les ambiguïtés grâce à l'ontologie

Exploiter la conceptualisation et la subsomption

Document ? ArticlePerson ? StudentDesignation ? Title

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Extensions : Corese

COnceptual REsource Search Engine

Implémentation de RDF basée sur les graphes conceptuels

Moteur de recherche sémantique

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Langage de reqête

RDF avec des variables et des opérateurs

~ contient^ commence par< <= = >= > chaine ou nombre% expression régulière<: <=: =: >=: >: comparaison de type ! opérateur de négation

!= !~ !<: etc.

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Langage de requête (2)

| ou booléen : ~XML | ~RDF

not not isMemberOfjoin join results on conceptoption concept is optionnal

52

Exemple

<c:Document c:Title='~XML' c:CreatedBy='?p'/>

<c:Person rdf:about='?p' c:Name='?n' c:memberOf='?o'/>

<c:Organization rdf:about='?o' c:Designation='~Acacia'/>|

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Propriétés des relations

Transitivité, symétrie et réflexivité Relation inversesont calculées par le moteur

transitivité : p(x, y) p(y, z) p(x, z)symétrie : p(x, y) p(y, x)réflexivité : x p(x, x)inverse : p(x, y) p'(y, x)

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Proprité des relations (2)

<rdf:Property rdf:ID=‘isMemberOf’> <cos:transitive>true</cos:transitive><cos:inverse rdf:resource=‘#hasMember‘>

</rdf:Property>

<rdf:Property rdf:ID=‘colleague’> <cos:transitive>true</cos:transitive><cos:symmetric>true</cos:symmetric>

</rdf:Property>

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Transitivité & Inverse

<c:Person rdf:about='#oc' c:isMemberOf='www.inria.fr/acacia'/>

<c:Project rdf:about='www.inria.fr/acacia' c:isMemberOf='www.inria.fr'/>

<c:Person rdf:about='#oc'

c:isMemberOf='www.inria.fr'/>

<c:Organization rdf:about='www.inria.fr' c:hasMember=‘#OC'/>

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Symétrie

<c:Person rdf:about='#oc’ c:colleague=’#rd'/>

<c:Person rdf:about='#rd' c:colleague=’#oc'/>

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Extension RDFS

<!DOCTYPE rdf:RDF [

<!ENTITY cos "http://www.inria.fr/acacia/corese#">

<!ENTITY rdf "http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#">

<!ENTITY rdfs "http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#" ]>

<rdf:RDF xmlns:rdf=”&rdf;” xmlns:rdfs=”&rdfs;"

xmlns:cos=”&cos;">

<rdf:Property rdf:ID='&cos;transitive'><rdfs:domain rdf:resource='&rdf;Property'/><rdfs:range rdf:resource='&rdfs;Literal'/>

</rdf:Property>

<rdf:Property rdf:ID='&cos;symmetric'><rdfs:domain rdf:resource='&rdf;Property'/><rdfs:range rdf:resource='&rdfs;Literal'/>

</rdf:Property>

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Extension RDFS (2)

<rdf:Property rdf:ID='&cos;reflexive'><rdfs:domain rdf:resource='&rdf;Property'/><rdfs:range rdf:resource='&rdfs;Literal'/>

</rdf:Property>

<rdf:Property rdf:ID='&cos;inverse'><rdfs:domain rdf:resource='&rdf;Property'/><rdfs:range rdf:resource='&rdf;Property'/>

</rdf:Property>

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Inférence

Trouver des documents écrits par un collaborateur de R.D.

collaborateur : membre de l’équipe dirigée par R.D.

Trouver un institut qui travaille sur le sujet S : un de ses membres travaille sur S

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Règle

si Institut ?i inclut Personne ?p ET

?p a pour interet Sujet ?s

alors?i a pour interet ?s

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Règle de graphe

[Institut: ?i]-(inclut)-[Personne: ?p] -(interet)-[Sujet: ?s]

[Institut: ?i]-(interet)-[Sujet: ?s]

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Règle RDF

<cos:rule><cos:if>

<s:Institut rdf:about=‘?i’>

<s:inclut> <s:Personne rdf:about=‘?p’

s:interet=‘?s’/>

</s:inclut>

</s:Institut></cos:if>

<cos:then>

<s:Institut rdf:about=‘?i’s:interet=‘?s’/></cos:then>

</cos:rule>

63

Règle de graphe

règles de graphe conceptuelPour appliquer une règle CD sur un graphe G :1. Trouver une occurrence C’ de C dans G par

projection : C’ C2. Joindre la conclusion D au graphe G sur les

concepts de C’ trouvés par projection

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Exemple

[Institut: ?i]-(inclut)-[Personne: ?p] -(interet)-[Sujet: ?s]

[Projet: Acacia]-{

-(inclut)-[Person: O.Corby]-(interet)-[ModelisationConnaissance]

-(inclut)-[PhdStudent: L.A]

…

}

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Exemple (2)

[Projet: Acacia]-{

-(interet)-[ModelisationConnaissance]

-(inclut)-[Person: O.Corby]-(interet)-[ModelisationConnaissance]

-(inclut)-[PhdStudent: L.A]

…

}

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Futur du Semantic Web

Documents structurés XML XML Schema XQuery Ressource annotées par du RDF RDF Schema Navigation basée sur un système conceptuel Associer des concepts de l’ontologie RDF

Schema à des balises de document structurés:

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Futur du Semantic Web

Agents intelligents dotés de capacités d'inférences

Rechercher et combiner l'information sur le Web

Exemple : préparer un voyage avec : Transport : avion ou train Hébergement : hôtel ou gite Déplacement : voiture de location

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CorrespondanceBalise Concept

<auteur> <ecrivain> <realisateur> <compositeur>

Createur}

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Concept Balise

Createur

Peintre Sculpteur Ecrivain Musicien

cree(Createur, Œuvre)peint(Peintre,Toile)

peint < creeToile < Œuvre

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Recherche d'information

Grâce à la correspondance : balise concept,

Le système possède une représentation du sens des balises

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Exemple :

<auteur>Olivier Corby</auteur>

Createur: ’Olivier Corby’

Le système utilise ensuite l’ontologie relative au concept de créateur pour répondre à des requètes

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Travaux

OntoBroker, SHOE RDF et Graphes Conceptuels : Corese,

DRDFS, Comma Projet Escrire : comparer GC, objets et logique

de description Projet C-Web : Community Web DAML OIL Semantic Web Working Group W3C

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Applications

Mémoire d’entreprise : Corporate Semantic Web Le Schema RDF peut être le référentiel métier

Système documentaire

Web Services

Le Web de demain

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Bibliographie

www.w3.org/XML www.w3.org/RDF http://www.w3.org/2001/sw/ www.oasis-open.org Méthodes et outils pour la gestion des

connaissances, R. Dieng et. al. Dunod XML, Langage et applications

A. Michard, Eyrolles, 1999