o Ontologia Questionário

Transcrição

1 o Ontologia Questionário Vamos criar uma ontologia relacionada com questionários, para ilustrar o uso de restrições em OWL. Podem consultar o capítulo XI do livro Semantic Web for the Working Ontologist, este exercício de modelização é daí retirado. De modo informal, um questionário consiste num conjunto de perguntas, em que existem várias respostas possíveis para cada pergunta. Uma pergunta inclui um texto e o mesmo se passa com uma resposta. Nem sempre faz sentido colocar uma pergunta e as perguntas serao elegíveis para serem utilizadas apenas quando certas respostas tiverem sido obtidas. A estrutura básica de um questionário pode ser representada por classes e propriedades em OWL. Qualquer questionário em particular é representado por um conjunto de perguntas, respostas e relações entre eles. Vamos usar um questionário no domínio da filtragem de problemas num helpdesk de um fornecedor de internet e televisão por cabo. Eis um exemplo de duas perguntas e de um conjunto de respostas possíveis para cada uma delas: Está a ter problemas com qual dos sistemas? o Respostas possíveis (3): Cabo, Internet ou Ambas. Quais os sintomas que observa na televisão? o Respostas possíveis (4): Sem Imagem, Sem Som, Mosaicos, Má Recepção. Vamos criar uma classe Pergunta e uma classe Resposta. Para isso, seleccionamos a aba Classes e depois de seleccionarmos a classe Thing,

2 clicamos no botão esquerdo (dois nós amarelos com um +) para criar uma subclasse de Thing, a que chamamos de Pergunta. Temos agora uma hierarquia de classes em que Pergunta é subclasse de Thing. Vamos criar agora a classe Resposta. Podemos fazê-lo como fizemos atrás, como subclasse de Thing, mas em alternativa, iremos usar o botão do meio com a classe Pergunta selecionada. A classe Resposta ficará como subclasse de Thing, no mesmo nível hierárquico de Pergunta.

3 Vamos criar uma propriedade do tipo ObjectProperty a que chamaremos de temopção. Para isso, seleccionamos o separador Object Properties. No lado esquerdo, podemos visualizar a hierarquia de propriedades que só tem a propriedade raiz: topobjectproperty. Se a selecionarmos, podemos clicar no botão esquerdo para criar uma subpropriedade, a que chamaremos temopcao.

4 Podemos observar a hierarquia de propriedades: Vamos definir o domínio desta propriedade clicando no pequeno botão + correspondente a Domain Intersection na zona de descrição, no separador Class Hierarchy e selecionando a classe Pergunta para domínio.

5 Resultando em: Vamos definir a classe Resposta como contra-domínio.

6 Vamos definir uma inversa de temopcao, a que chamaremos de opcaode. Podemos fazêlo de duas maneiras, criando a nova propriedade e depois declarando que é inversa de temopcao, ou vamos já declarar a inversa de temopcao, clicando no botão + da opção Inverse Property e clicando na topobjectproperty e clicando no botão de criação de subpropriedade, o botão da esquerda. Escrevemos opcaode. ficando com Esta propriedade, temopcao, não é funcional porque uma pergunta pode ter mais do que 1 opção, mas é inversamente funcional porque cada resposta só pode ser opção de uma

7 pergunta. O temopcao não é simétrica e não é transitiva nem reflexiva. Nem o poderia ser devido ao domínio e contradomínio serem classes diferentes e disjuntas. Note que nós não definimos Resposta e Pergunta como disjuntas mas deveríamos tê-lo feito. Podem voçês fazê-lo. Vamos agora definir uma DatatypeProperty, do tipo string, para associar texto a uma pergunta, a que chamaremos de textoperg. Clicamos na aba de Data Properties, depois em topdataproperty e a seguir no botão da esquerda para criar uma subpropriedade. Seleccionado OK temos de definir o domínio e contradomínio para esta propriedade.

8 O domínio é Pergunta e já sabemos como fazer, com o exemplo anterior. Vamos então ao contra-domínio. Clicamos no botão + do Ranges e escolhemos o separador Built in datatypes, escolhendo o tipo de dados string. ficando com

9 Esta propriedade é funcional, não queremos ter mais do que 1 texto associado a esta pergunta. Vamos repetir este procedimento para criar uma propriedade semelhante para associar texto às respostas.

10 Um questionário particular terá perguntas e respostas. Vamos usar as duas perguntas e 7 respostas do exemplo que demos de questionário para o helpdesk de um fornecedor de TV cabo e Internet. Vamos criar os 7 individuals. Comecemo pela pergunta QueProblema que escrevemos depois de selecionarmos o separador Individuals e selecionarmos a classe Pergunta. Clicamos então no diamante (novo individual) e criemos a primeira instância. Criado a instância QueProblema de Pergunta vamos associar o texto seguinte: Com que sistema é que está a ter problemas? Para isso clicamos no botão + do data property assertions. Escolhemos a propriedade textoperg e na caixa Value escrevemos o texto da pergunta.

11 obtendo Criemos agora 3 Individuals da classe Resposta: TVCabo, Internet, Ambos e associemos o texto respectivo a estas respostas.

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13 Agora vamos associar as respostas TVCabo, Internet e Ambos à pergunta QueProblema através da propriedade temopcao. Seleccionamos o botão + da objective property assertions e seleccionamos a propriedade temopcao e os Individuals desejados. obtendo

14 Se formos ver se a inversa está activa, i.e., se o triplo TVCabo opcaode QueProblema. foi inferido cliquemos no indivíduo ou instância TVCabo. E o mesmo se passa com as outras instâncias de Resposta, as propriedades inversas foram inferidas. Faz sentido num questionário saber qual a resposta que foi dada a uma determinada pergunta. Para isso, vamos criar uma propriedade nova, temopcaosel, que é uma subpropriedade de temopcao. No entanto uma determinada pergunta apenas pode ter uma única resposta selecionada, implicando que esta nova propriedade tenha de ser funcional.

15 Vamos agora criar um individual do tipo mais geral possível: Thing e vamos dizer que foi a opção selecionada da pergunta QuePergunta.

16 ficando com: Como se pode ver a seguir, RespostaAQuePergunta ficou com o tipo Resposta. Esta herança de tipo deve-se a uma inferência do contradomínio da propriedade temopcaosel, que embora não tenha sido declarado explicitamente foi inferido pela relação de subpropriedade com a propriedade temopcao que tem como contradomínio precisamente a classe Resposta. As subpropriedades herdam os domínios e contradomínios das respectivas superpropriedades.

17 Podemos, aliás, confirmá-lo selecionando a classe Resposta e clicando na seta ao lado de Members list, obtendo Members list (inferred). Pode-se obter a explicação para inferir o tipo da instância clicando no botão? ao lado direito de Resposta na caixa Description. Vai aparecer uma janela com a justificação:

18 A criação desta instância de Thing teve como único motivo mostrar algumas capacidades de inferência do reasoner e ilustrar a semântica do OWL. Continuemos. Imaginemos que a mesma pergunta teve outra resposta, a que chamamos de AMinhaPrimResp. Como a propriedade temopcaosel é funcional, isso quer dizer que, pela semântica do OWL, os dois indivíduos: AMinhaPrimResp e RespostaAQuePergunta têm de ser forçosamente o mesmo indivíduo. Vamos confirmar. Na figura seguinte podemos verificar que não aparece nada ligado a Same individuals.

19 No entanto, se declararmos que eles são diferentes O reasoner detecta a inconsistência, afirmando que essas duas instâncias não podem ser iguais e diferentes ao mesmo tempo: Vamos remover estas duas instâncias, elas já cumpriram o seu papel. Cliquemos no botão X, removendo cada uma delas.

20 Vamos criar a classe das perguntas que já obtiveram resposta, a que chamaremos de PerguntaComResposta. Esta classe vai ser equivalente à classe de todos os indivíduos em que pelo menos um valor da propriedade temopcaosel é do tipo Resposta. Vamos usar uma restrição do tipo existencial sobre a propriedade temopcaosel. Comecemos por criar uma nova classe como subpropriedade de Thing. Poderíamos tê-la criado como subpropriedade de Pergunta, mas não vamos fazer isso para ilustrar outro padrão de inferências do OWL. Vamos declarar que esta nova classe é equivalente à restrição que referimos atrás. Vamos selecionar o botão + de Equivalent Classes. Seleccionemos o separador Object restriction creator, a propriedade temopcaosel e a classe Resposta.

21 Isto quer dizer que se declararmos que uma dada instância de pergunta tem uma determinada resposta selecionada então infere-se que essa pergunta pertence à nova classe PerguntaComResposta. E se declararmos que uma pergunta é do tipo PerguntaComResposta então ela tem uma resposta selecionada, mesmo que não saibamos ainda qual é, i.e., mesmo que ainda o não tenhamos declarado. Mas, antes disso, vejamos que embora não tenhamos declarado PerguntaComResposta como subclasse de Pergunta, essa relação vai ser inferida. E vai sê-lo porquê? Porque uma restrição sobre a propriedade temopcaosel é sempre uma restrição sobre as instâncias do domínio dessa propriedade que é a classe Pergunta, por ser subpropriedade de temopcao. Isso quer dizer que a nova classe é sempre subclasse da classe domínio, neste caso Pergunta. Isso pode observar-se no Protégé, se tivermos o separador Classes seleccionado, se seleccionarmos a classe PerguntaComResposta e clicarmos em Class hierarchy (inferred).

22 Vejemos então o primeiro tipo de inferência estabelecido pela relação de equivalência entre classes. Vamos inserir um novo axioma dizendo que a pergunta QueProblema teve uma resposta selecionada: TV. Podemos observar que o reasoner inferiu que a pergunta QueProblema tem um novo tipo (Types +), i.e., é uma instância de uma nova classe.

23 Se clicarmos na nova classe PerguntaComResposta vemos que não tem nenhuma instância que tenha sido inserida, o que faz todo o sentido. Nós não declarámos que a pergunta QueProblema era do tipo PerguntaComResposta. No entanto, esse tipo é inferido. Basta clicar na seta à direita de members list para podermos confirmar isso mesmo. A instância da pergunta que teve uma resposta selecionada, QueProblema, foi classificada como sendo uma PerguntaComResposta.

24 Se criássemos uma instância desta classe nova, PerguntaComResposta, iríamos inferir que teria uma opção seleccionada mesmo que esta não esteja declarada. Seria fácil ilustrar esta inferência usando o DL Query mas não o vamos fazer por agora. Vamos criar mais uma pergunta ProblemaTV e mais 4 respostas: SemImagem, SemSom, Mosaicos e MaRecepcao e ligá-las através da propriedade temopcao. Preenchamos também o texto das respostas. Vejemos uma das novas instâncias da classe Resposta.

25 Vamos definir uma nova classe: a das respostas já dadas ou selecionadas no decurso de um determinado questionário: RespostaDada. Vai ser uma subclasse de Resposta. Se nós observarmos, reparamos que a única resposta dada até ao momento, TVCabo, não é automaticamente classificada na classe das respostas dadas, mas desejaríamos que assim fosse. Como fazê-lo? Simples. Basta declarar que a propriedade temopcaosel tem como contradomínio esta nova classe.

26 Se corrermos o reasoner ou o sincronizarmos veremos que TVCabo foi inferido como pertencendo à classe das respostas dadas. Deste modo, sempre que uma resposta for dada ela pertencerá imediatamente, por inferência, à classe RespostaDada. Nós queremos agora habilitar as perguntas apenas depois de determinadas respostas tiverem sido dadas. Só as perguntas habilitadas é que podem ser colocadas no questionário. Para isso precisamos de criar a classe das perguntas habilitadas e precisamos de criar uma propriedade que indica que uma determinada resposta habilita uma pergunta. Para já estamos a assumir que se houverem duas respostas que habilitam uma determinada pergunta, bastará uma dessas respostas para a habilitar (uma espécie de ou lógico).

27 Vamos então criar a classe de perguntas habilitadas a que chamaremos de PerguntaHabilitada, que será uma subclasse de Pergunta. Vamos agora criar uma nova propriedade que tem como domínio a classe Resposta e como contradomínio a classe Pergunta. Sabemos que as duas respostas: TVCabo e Ambas habilitam a pergunta SintomaDaTV. Se os problemas dos clientes forem relacionados com a tv cabo ou com a tv cabo e internet, queremos perguntar sobre o que se passa com a respectiva televisão.

28 Nós desejamos agora que sempre uma resposta tenha sido dada então as perguntas que essa resposta habilita sejam automaticamente membros da classe das perguntas habilitadas, PerguntaHabilitada. Para isso nós vamos utilizar uma classe com uma restrição universal e vamos tornar a classe RespostaSel como subclasse dessa classe restrição.

29 Se corrermos o reasoner veremos que a pergunta SintomaDaTV é inferida como pertencendo à classe PerguntaHabilitada.