Ontologies et web services

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ophe4

Par ophe4

Mise à jour le 23-03-2016

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L'intérêt croissant porté à la recherche d'information sur le Web a donné lieu à l'initiative du WEB sémantique. L'objectif est d'exprimer de manière formelle des informations sémantiques sur les données, pour qu'elles puissent être exploitées par des ordinateurs. Les ontologies on t un rôle très important à jouer pour la réalisation du Web sémantique. Elles sont utilisées pour fournir le vocabilaire et la structure des méta données associées aux sources annotées, c'est une représentation pivot pour l'intégration de sources de données hétérogènes, pour décrire des services Web. De man,ière plus générale, les ontologies seront utilisées partout où il va être nécessaire d'appuyer des modules logiciels sur des représentations sémantiques. Les ontologies apportent semblent-elles un remède à ce problème de recherche. Grâce à elles, les nouveaux services du Web qui utilisent les méta-données et la sémantique ont fait leur apparition. 

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Plan du document :

 

Introduction

 

Chapitre 1 : Le Web Sémantique

     I. Qu'est-ce que le Web sémantique
     II. La représentation de la connaissance
     III. Architecture du Web sémantique
     IV. Applications du Web Sémantique

 

Chapitre 2 : Ontologie pour le Web sémantique

     I. Qu'est une ontologie ?
     II. Langages de spécification d'ontologie
     III. Outils pour éditer une ontologie
     IV. Les limitations de l'ontologie

 

Chapitre 3 : Le service Web sémantique

     I. Qu'est-ce que le service Web sémantique
     II. Problématique des services Web non sémantique
     III. Service Web sémantique OWL-S
     IV. Implémentation OWL-S Service
     V. Recherches futures

 

Conclusion

 

Introduction

Actuellement, le Web est essentiellement syntaxique. La structure des documents ou ressources sur le Web est bien définie, néanmoins, seuls les humains peuvent interpréter leurs contenus qui sont inaccessible aux traitement de la machine. Les machines ne peuvent que parcourir les pages du Web pour un traitement de routine ou un lien vers une autre pages. Ca veut dire que presque tout le contenu du Web est destiné à être lu par un utilisateur humain. Il ne peut donc pas être manipulé de façon intelligente par des programmes informatiques. 

D'autre part, l'Internet est un espace d'information partageable entre humains. Le succès du Web est essentiellement basé sur sa simplicité. Mais, de plus en plus, l'information sur l'Internet est tellement énorme que l'homme a beaucoup de difficultés pour le retrouver. La recherche d'information sur les Web est imprécis et assez lente parce qu'il est une tâche de tri manuel des documents et, en effet, les ordinateurs n'ont pas de méthode fiable pour s'occuper de l'information sémantique. 

En outre, il y a un autre problème très connu pour l'état actuel. C'est la difficulté pour trouver les nombreux services disponibles sur l'Internet. Le nombre de service se développe très vite car nos besoins est augmenté très rapidement donc, la capacité des moteurs de recherche courants pour trouver quel est le service le plus approprié est tendue à la limite. 

Aujourd'hui, l'objectif du Web de troisième génération est d'améliorer cette recherche
d'information. On désire d'avoir des mécanismes ou méthodes plus efficace: meilleurs précision,
favoriser le partage et la réutilisation des connaissances et des documents, des mécanismes
d'inférence et l'association de méta données sémantique aux connaissances et documents.

 

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Chapitre 1 : Le Web Sémantique

Dans cette partie, on va présenter le Web sémantique. On va répondre aux questions suivantes : «Quel est son but ? Et quelles sont les moyens mis en oeuvre pour réaliser un Web sémantique ? « 

 

1. Qu'est-ce que le Web sémantique

Tim Berners-Lee, le créateur du Web, a proclamé que le Web sémantiqu eest la prochaine évolution du Web. C'est-à-dire que l'on va arriver à un Web intelligent où les infromations sont stockées de façon compréhensible par les ordinateurs afind 'apporter à l"utilisateur ce qui cherche vraiment. Aujourd'hui, les humains sont les seuls qui ont la capacité de comprendre ce que nous trouvons et de décider en quoi cela se rapporte à ce que nous voulons chercher vraiment. Par quels moyens ? Ce sont les moteurs de recherche qui nous aident. Mais ils sont capable de répondre seulement aux deux questions : Quelles sont les pages contenant une terme ? et Quelles sont les pages les plus populaires à un sujet ? 

 

En effet, l'idée du Web sémantique n'est pas de faire les ordinateurs de comprendre le langage humain ou de fonctionner en langage naturel. Ce n'est pas un Web de réflexion avec une intelligence artificielle, mais , plus simplement, il regroupe l'information de manière utile. Et, comme le Web actuel, qui est construit principalement autour de l'identifiant URI; du protocole HTTP et du langage HTML, le Web sémantique est aussi basé sur les URI, HTTP et le langage RDF. 

D'autres part, on trouve que les capacités d'automatisation du Web actuel sont limitées parce que l'Internet a été conçu pour publier des documents non structurées. Le Web a du mal à facilier l'accès à l'information. Par exemple : Si l'ont veut rechercher un fabricant de portes et de fenêtres pour construire une maison en tapant le mot «gates« et «windows« dans Google, on a les résultats non satisfaites parce que la plupart concernant de M.Bill Gates et Microsoft Windows. Pourquoi ? Comme toute le monde sait bien, l' HTML est un langage non structuré qui ne peut pas distinguer la présentation à l'information. C'est pourquoi le moteur de recherche n'a pas de capacité de comprendre ce problème.

 

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2. La représentation de la connaissance

Pour que le Web sémantique fonctionne, les machines doivent avoir accès à es collections structurées d'informations et d'ensembles de règles d'inférence. Elles peuvent les utiliser pour parvenir à un raisonnement automatisé. C'est la représentation de la connaissance. Donc, le défi du Web sémantique est de fournir un langage qui exprime à la fois des données et des règles. Ensuite, il va raisonner sur les données. Puis, les règles de n'importe quel système de représentation de la connaissance peuvent être exporrtées sur le Web sémantique. 

C'est-à-dire on ajout de la logique au Web pour lui donner la possibilité d'utiliser les règles pour faire des inférences, choisir des cours d'action et répondre aux questions de l'utilisateur. Et comment on peut faire ça ?

 

Il y a deux importantes technologies de développement du Web sémantique existent déjà : XML et RDF. En bref, XML nous permet d'ajouter une structure arbitraire à nos documents sans rien dire de la signification des structures. Le RDF est utilisé par Web sémantique et il va permettre aux machines de comprendre les documents et les données sémantiques. 

On peut dire que le sens est donné par RDF. En utilisant RDF dans un document, on part du principe que des choses particulières ont des propriétés avec certaines valeurs. Par exemple : Monsieur Tim Berners Lee est le fondateur de W, ou Je suis étudiant à l'IFI...etc. Cette structure est une façon pour décrire la plupart des données traitées par les machines. 

 

Et comment peut-on plus décrire l'information qu'on publie et mieux interpréter l'information qu'on reçoit ? Dans un contexte partagé, il faut interpréter l'information. Donc, on a besoin aussi de modèles formelles pour la représentation de connaissances. 

 

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3. Architecture du Web Sémantique 

 

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Chapitre 2 : Ontologie pour le Web sémantique

Comme j'ai déjà abordé dans la première partie, un des objectifs principaux du Web sémantique est le partage et la réutilisation d'information pour l'homme et machine. Donc, on doit ajouter la connaissance à l'information pour améliorer la compréhension pour la machine. Pour le faire, simplement, on annote des ressources avec la signification des concepts. Donc, on a besoin de même concepts pour représenter la même chose dans l'indexation de différents ressources. Dans ce cas, on a besoin le terme "Ontologie" (voir figure 1.1 Ontologies – Les contextes partagées ).

Ontologie a joué un rôle très important pour le Web sémantique parce qu'il va représenter la sémantique des documents en permettant son exploitation par les applications et les agents
intelligents. Elle est très utile pour structurer et définir la signification des termes de métadonnées actuellement collectés et normalisées. Donc, à l'aide des ontologie, les applications sur Web de demain pourrons devenir intelligente, au sens où elles pourront opérer plus précisément au niveau conceptuel humain.

 

1. Qu'est une ontologie

D'après encyclopédie Wikipédia; en informatique, une ontologie est un ensemble structuré de concepts. Les concepts sont organisés dans un graphe dont les relations peuvent être : 

• des relations sémantiques;

• des relations de composition et d'héritage (au sens objet).

 

La structuration des concepts dans une ontologie permet de définir des termes les uns par rapport aux autres, chaque terme étant la représentation textuelle d'un concept. par exemple, pour décrire les concepts entrant en jeu dans la conception de cartes électroniques, on pourrait définir l'ontologie (simplifiée ici) suivante : 

• une carte électronique est un ensemble de composants

• un composant peut être soit un condensateur, soit une résistance, soit une puce. 

• une puce peut être soit une unité de mémoire, soit une unité de calcul ; 

• une carte électronique qui contient uen unité de calcul continuent aussi au moins une unité de mémoire. 

 

Simplement, on peut construire une ontologie à partir d'un corpus de textes. On va parcourir le texte à la recherche de termes récurrents ou définis par l'utilisateur, puis analysent la manière dont ces termes sont mis en relation dans le texte (par la grammaire, et par les concepts qu'ils recouvrent et dont une définition peut être trouvée dans un lexique fourni par l'utilisateur). Le résultat est une ontologie qui représente la connaissance globale que contient le corpus de texte sur le domaine d'application qu'il couvre.

 

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2. Langages de spécification d'ontologie

 

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3. Outils pour éditer une Ontologie

• Protégé2000 est un environnement graphique de développement d’ontologies développé par le SMI de Stanford (Stanford’s Medical Informatics Section [31]). Il est disponible sur les plate formes différentes comme Windows, Mac OS , Solaris, Linux, Unix. On l'utilise pour le but de construire un domaine d'ontologie, d'adapter l'interface d'usage pour l'acquisition des connaissances, de créer les connaissances d'un domaine en ajoutant les instances.

Dans le modèle des connaissances de Protégé, les ontologies consistent en une hiérarchie de classes qui ont des attributs (slots), qui peuvent euxmêmes
avoir certaines propriétés (facets). C'estàdire les classes constituent une hiérarchie taxonomique. On peur voir la relation de sousclasses
dans un arbre. On peut avoir l'héritage multiple et la racine de la hiérarchie est la classe:THING. Il est les métaclasses, donc, les individus et les classes peuvent être les instances d'une autre classe. C'est pourquoi on peut définir des nouvelles classes dans une ontologie et utiliser Protégé comme un éditeur pour différents systèmes de représentation de connaissance, ainsi les différences langues comme DAML+OIL, OWL qui sont disponible de télécharger
comme des plugins de Protégé . Grâce aux trois types d'objets classes, attributs, et propriétés et l'interface graphiqueintermédiaire, on n'a pas besoin d’exprimer ce que l’on a à spécifier dans un langage formel : il suffit juste de remplir les différents formulaires correspondant à ce que l’on veut spécifier. Il peut également tester les uniformités avec l'ontologie pour les nouvelles données, réutiliser les autres ontologies existantes grâce aux l'insertion de plugins pouvant apporter de nouvelles fonctionnalités (par exemple: PROMPT Tab plugin pour importer, exporter, fusionner des ontologies, déterminer des conflits, proposer un conflitrésolution, etc.. ou OWLS Tab qu'on va utiliser pour décrire des service Web )

 

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4. Les limitations de l'ontologie

Ontologie est basée sur théorique de logique, par exemple logique de descriptions pour OWL. Ça veut dire que la technologie d'ontologie appartient au calcul des symbolique, au contraire de calcul de procédure, c'estàdire, il a la valeur pour résoudre des problème en utilisant le raisonnement et l'inférence automatisés. Mais, on ne peut pas remplacer les technologie de logiciel dans la catégorie de calcul procédure, par exemple Java, SQL, fouille des données, statistiques, etc.. Au lieu de cela, la plupart de valeur d'une ontologie est employé en combinant ces technologies procédure. L'ontologie peut aider à rendre des procédures de fouille des données plus efficaces, adaptatif en extrayant et organisant la connaissance de domaine que une algorithme de fouille des données emploient. L'ontologie ne peut également pas remplacer la technologie logiciel qui analyse et modèle de façon orienté objets. Cependant, il peut l'aider de valider les modèles générées en extrayant et organisant les méta données des modèles. Encore, il ne peut pas remplacer la base de données pour stoker les données très grandes. Cependant, on peut utiliser l'ontologie et la base des données pour avoir une vue conceptuelle pour plusieurs sources des données éparses et les intégrer.

 

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Chapitre 3 : Le service Web sémantique

1. Qu'est ce que le service Web sémantique ? 

Un service Web sémantique prolonge les capacités d'un Web service en associant des concepts sémantiques au Web service afin de permettre une meilleurs recherche, découverte, choix, composition et intégration. OWLS, la langue de spécifications a été développée pour fournir un mécanisme pour décrire des concepts de domaine en utilisant des ontologies. Elles fournit des constructions pour indiquer des informations sur la façon de composer et d'accéder à des services. Dans l'état actuel des services Web nonsémantiques, c'estàdire syntaxique, on développe le service à l'aide des outils tels que le Visual Studio.NET et puis générer automatiquement des spécifications appropriées WSDL pour ce service.

 

2. Problématique des services Web non sémantique

Qu'est ce que c'est un service Web ?

Un service Web est un modulaire, bien défini composant de logiciel qui expose son interface sur un réseau. L'application utilise Web services en envoyant et en recevant des messages de XML
à travers de HTTP (comme représenté sur le figure 3.1). Les Web services fournissent la base pour des systèmes serviceorientés. Ils permettent à des plusieurs organismes d'agir l'un sur l'autre d'une façon uniforme et bien définie. C'est une étape importante vers l'interaction entre les systèmes répartis hétérogènes multiples.

 

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3. Service Web sémantique OWL-S

On sait qu'une ontologie est un ensemble de concepts, de leurs propriétés, et des relations entre eux. Ontologies fournissent des manières pour exprimer la sémantique d'une façon bien définie. On a besoi d'ontologie pour ajouter la sémantique aux services Web. Mais on sait que la modélisation avec des iontologies n'est pas tout-à-fait différent avec cecelle
dans le contexte de technologie de la programmation. Il y a plusieurs analogies existant avec le modèle logiciel utilisant des classes, de la transmission, des propriétés, etc... Malheureusement, des ontologies n'ont pas été largement acceptés en général le développement de logiciel.n

 

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4. Implémentation OWL-S Service

Pour implémenter un Web service OWL-S, on a beaucoup de différentes activités : d'abord on doit implémenter un service Web; puis, on fournit la description de WSDL, ensuite on compile la descritpion de OWL-S du Web service. La dernière étape exige la compilation d'un modèle de processus qui est correspondant à l'exécution réelle de Web service, d'un profil pour la découverte service et d'un sol de service lie fortement le modèle de processus à WSDL. On doit consacrer beaucoup de temps et jusqu'à maintenant, quelques outils disponibles pour développer ne forme pas une suite cohérente, donc, ils sont très difficiles pour l'utiliser sur une base cohérente. 

 

 

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5. Recherches futures

La dimension sémantique des ontologies doit être prise en compte dans les comparaisons et fusion, c'esr à dire que les ontologies doivent pouvoir être comparées pour la signification des concepts et pour leur caractéristique logique. Quelle est la méthodologies pour la construction et l'évolution des ontologies. 

En vue de l'adoption du Web sémantique, on doit penser à la question comment cacher la complexité ses technologies pour aider des utilisateurs moyens à créer et à exploiter des ressources exploitables dans le cadre des infrastructures et des outils proposés. 

 

Pour le contexte des web serrvices sémantique, on a la motivation de recherche réside dans la possibilité d'intégrer. On a besoin les types de critères pour évaluer des performances des web services sémantiques, par exemple pour la découverte et la composition dynamique de web services. Une autre question est comment peut-on expliciter la sémantique des Web services en vue de faciliter leur utilisation par les humains, même pour les situations où l'automatisation ne semble pas réaliste. 

 

 

Conclusion

Pendant la recherche sur ce sujet de TIPE, j'ai trouvé que Web sémantique est un projet ambitieux mais souhaitable et réalisable. Le Web sémanque est le Web de demain dans lequel les méta-données sémantiques jouent un rôle très important. On peut utiliser ce type de données pour enrichier des pages Web existants. 

 

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