BASE DE CONNAISSANCE


Tout de­vrait être rendu aussi simple que pos­sible, mais pas plus simple.
Al­bert Ein­stein


1. Modélisation d'un graphe de connaissance RDF

1.1. Introduction

Toute modélisation en RDF se fait en spécifiant des triplets qui décrivent la logique de la modélisation d'un graphe de connaissance.


1.1.1. Triplets

Les triplets prennent la forme comme suit: <Sujet> <Prédicat> <Objet>. Par conséquent, vos données et votre «schéma» utilisent donc le même mécanisme de persistance à base triple.

Pour des raisons historiques, l'univers RDF est communément classé en deux types de triplets. Ceux qui se rangent dans la boîte T (pour Terminologique) et ceux qui se rangent dans la boîte A (pour Assertionnelle).


1.1.2. La boîte T / la boîte A

Les ontologies, les classes et les règles sont stockées dans la boîte T (Terminologique/schéma). Par exemple, un article est défini comme ceci: <Vélo> <est_de_type> <produit>.
Les instances de classes sont stockées dans la boîte A (Assertionnelle). C'est-à-dire toutes vos données traditionnelles, comme par exemple le <produit123> <est_de_couleur> <rouge>.

La combinaison de la boîte T avec la boîte A est ce que nous appellons ordinairement un graphe de connaissance. Les deux boîtes sont nécessaires pour avoir un graphe de connaissance utilisable, sinon cela ne se distinguerait pas des données stockées sous la forme de tables relationnelles. De plus, c'est la logique maintenue par la boîte T qui permet l'inférence / le raisonnement (par exemple, mon vélo est rouge) - c'est là que réside toute la magie de RDF. Plus précisément, votre application n'a pas besoin de gérer ou d'étendre un modèle particulier - mieux; le modèle peut (et doit) se gérer lui-même. Cela rend votre application beaucoup moins fragile et s'aligne parfaitement avec le modèle MVC (Modèle-vue-contrôleur) bien connu pour créer une architecture logicielle et les applications web.


1.1.3. Modélisation pratique - pyramidale

Ci-dessous, la meilleure pratique à suivre pour modéliser correctement un graphe de connaissance RDF:

Architecture du graphe

1.1.4. Les 4 étages de la pyramide

La base de connaissance est composée de 4 étages différents:

URI
globalement unique		 Nombre de Triplets Vocabulaire Changement Propriétaire
Boîte T 100 (centaines) L'ontologie d'entreprise
"BASE DE CONNAISSANCE"
en OWL		 Rarement Ontologiste
Boîte T
+ la catégorie		 1000 (milliers) Extensions de l'ontologie Souvent Taxonomiste
Boîte A Inférieur à 1 million Spécifique au domaine ça dépend Toute l'équipe et l'administration
Boîte A Supérieur à 1 million Spécifique au domaine Au quotidien Les créateurs de contenus
et
les "manipulateurs" de données



1.2. Spécificité du domaine

1.2.1. Les sous-domaines pour URI

Alors que la boîte T et la boîte A sont des distinctions historiques utiles, il existe une zone (en vert) entre les deux boîtes qui est spécifique à chaque domaine (taxonomie). En ayant bien à son esprit cet étage, il devient aisé maintenant de spécifier les différents sous-domaines aux URI de chacun des triplets pour la boîte T, la boîte A et la taxonomie. Cela réduira au minimum les livrables d'un groupe d'interférer avec les livrables d'un autre groupe. Les exemples de ces URI de base pourraient ressembler à ceci:

https://data.exemple.com/ (pour la boîte A)
https://taxonomies.exemple.com/ (Taxonomie spécifique au domaine)
https://ontologies.lemondesémantique.fr/base/ (pour la boîte T)

Bien sûr, vous pouvez utiliser n'importe quel autre modèle d'URI (globalement unique) que vous jugez approprié.
(Attention: les URI ne devraient pas changer une fois que vous entrez en production)

1.2.2. Les dépendances

Du point de vue des dépendances, la boîte A dépend du fait que tout le reste soit en place avant toute discussion sur les données, donc la transformation des données en RDF devrait idéalement être la dernière chose à faire. De même, la taxonomie a une dépendance évidente vis-à-vis de la boîte T. En tant que tel, vous devez toujours partir de l'ontologie, au niveau supérieur.

L'étape suivante consistera à implémenter toutes les règles d'inférence et de savoir si elles seront matérialisées ou non. Ces décisions devront impliquer toute l'équipe car elles affectent la fonctionnalité, la convivialité, l'évolutivité et les performances. En général, on n'implémente pas toutes les inférences possibles simplement parce que cela générerait probablement une quantité exponentielle de données. Le choix de l'inférence à implémenter doit être basé uniquement sur le traitement des cas d'utilisation documentés pour vos utilisateurs finaux et pas plus.

Enfin, une fois les règles d'inférence terminées de la boîte T et de la taxonomie, vous pouvez commencer à ajouter vos données à la boîte A.

1.2.3. La gouvernance

Du point de vue de la gouvernance, la gestion de la boîte T est du domaine de l'ontologiste. Alors que la gestion de la taxonomie est du domaine du taxonomiste.

La gestion de la boîte A est le domaine des créateurs de contenu qui utilisent généralement des outils tels que les mappeurs R2RML pour convertir les données relationnelles ETL en RDF. Étant donné que l'inférence nécessite des ressources de base de données (à la fois le stockage et le processeur), tout le monde, y compris l'administrateur de base de données, doit être impliqué dans le choix de la quantité d'inférence que votre application devra implémenter et de la matérialisation de ces inférences.

Finalement, les instances des données sont elles le domaine des "manipulateurs" de données. En règle générale, ils utiliseront des outils tels que R2RML pour extraire, transformer et charger des données relationnelles en RDF. Inutile de dire qu'ils mapperont les données sur votre ontologie superieure et les taxonomies existantes, sans lesquelles ils devraient inventer une cartographie arbitraire (alias une «ontologie putative») - quelque chose que vous devrez certainement abandonner ou refactoriser de manière significative. D'autres outils tels que RML (un sur-ensemble de R2RML) permettent aux manipulateurs de données de convertir des données ETL à partir de sources non-relationnelles telles que les big data, les feuilles de calcul, JSON, etc.

1.2.4. Synergie dans l'entreprise

Vous comprenez maintenant pourquoi utiliser une ontologie de niveau supérieur dans l'objectif d'implémenter des micro-modèles utiles, réutilisables et cohérents et dont les développeurs ont tellement besoin dans toutes leurs applications est un enjeu stratégique pour les entreprises.


1.3. Une ontologie de niveau supérieur

1.3.1. Comment utiliser l'ontologie d'entreprise "BASE"?

Note: les instances d'une même classe (OWL) vont dans le même seau.
Se faisant distinguons les différents types de seaux et les manières de les modéliser avec l'ontologie d'entreprise "BASE" de niveau supérieur:

Le seau le plus courant représente quelque chose, comme par exemple: une personne ou un bâtiment. Les sortes de choses qui entrent dans ces seaux sont des individus du type; Albert Einstein, ou l'immeuble de bureaux dans lequel vous travaillez. Nous représentons ce genre de seau par owl:Class et nous utilisons rdf:type pour mettre les choses dans ce seau.

Un autre type de seau est représenté par un groupe de choses, comme un jury ou une équipe de football dont les membres sont fonctionnellement connectés d'une manière ou d'une autre. Ces choses liées vont dans un seau composé des membres du jury, ou des 11 joueurs d'une même équipe etc.
Remarque:
Nous avons une classe spéciale dans l'ontologie d'entreprise "BASE" appelée base:Collection, pour ce type de seau. Un seau spécifique de ce type sera alors lui-même une instance d'une sous-classe de base:Collection. Ci-dessous, taxo:_jury_de_thèse est une instance de la classe taxo:Jury, une sous-classe de base:Collection. Nous utilisons base:membreDe pour mettre cette collection de choses dans le seau commun. Aussi convainquez-vous que ces seaux ne représentent pas une sorte de chose. Un jury est une sorte de chose, un jury en particulier ne l'est pas. Nous utiliserions rdf:type pour connecter le jury taxo:_jury_de_thèse à la classe OWL taxo:Jury, et utiliserons base:membreDe pour connecter les jurés spécifiques à taxo:_jury_de_thèse.

sceau1

Le troisième type de seau est une balise (tag) qui représente un sujet et est utilisée pour catégoriser des éléments individuels dans le but d'indexer un corps de contenu. Par exemple, les balises «Comédie» et «SciFi» peuvent être utilisées pour indexer des films. Tout élément de contenu qui se rapporte à l'une des deux balises d'une manière ou d'une autre doit être catégorisé à l'aide de la balise qui le représente. Concrètement, nous représentons cela d'une manière structurellement identique à la façon dont nous représentons les seaux qui sont des collections d'éléments fonctionnellement connectés. Néanmoins, les différences sont les suivantes: 1) le seau est une instance d'une sous-classe de base:Catégorie, plutôt que de base:Collection et 2) nous mettons les choses dans le seau en utilisant base:catégoriséPar plutôt que base:membreDe. Les balises «comédie» et «SciFi» sont essentiellement deux seaux respectifs contenant chacun tous les éléments qui ont été indexés ou classés à l'aide de ces premières.

sceau2

1.3.2. Les micro-modèles

    Téléchargement libre:
  • Type de seau 1:
# open-source: 1_3_2_A.ttl

  @prefix ex: <https://data.exemple.com/> .
  @prefix taxo: <https://taxonomies.exemple.com/> .
  @prefix base: <https://ontologies.lemondesémantique.fr/base/> .

  <https://ontologies.lemondesémantique.fr/base/Personne>  rdf:type  owl:Class .

  ex:EmmanuelMacron    rdf:type  base:Personne .
  ex:PeterSloterdijk   rdf:type  base:Personne .
  ex:LivierGuidat      rdf:type  base:Personne .

  • Type de seau 2:
# open-source: 1_3_2_B.ttl

  @prefix ex: <https://data.exemple.com/> .
  @prefix taxo: <https://taxonomies.exemple.com/> .
  @prefix base: <https://ontologies.lemondesémantique.fr/base/> .

  <https://ontologies.lemondesémantique.fr/base/Collection>  rdf:type  owl:Class .

    taxo:Jury  rdfs:subClassOf  base:Collection .

    taxo:_jury_de_these  rdf:type  taxo:Jury .

    ex:ZinédineZidane   rdf:type  base:Personne ;
                      base:MembreDe  taxo:_jury_de_thèse .

    ex:JeanClam   rdf:type  base:Personne ;
                base:MembreDe  taxo:_jury_de_thèse .

    ex:LéaCoutin   rdf:type  base:Personne ;
                  base:MembreDe  taxo:_jury_de_thèse .

  • Type de seau 3:
# open-source: 1_3_2_C.ttl

  @prefix ex: <https://data.exemple.com/> .
  @prefix taxo: <https://taxonomies.exemple.com/> .
  @prefix base: <https://ontologies.lemondesémantique.fr/base/> .

  <https://ontologies.lemondesémantique.fr/base/Catégorie>  rdf:type  owl:Class .

  <https://ontologies.lemondesémantique.fr/base/Tag>  rdfs:subClassOf  base:Catégorie .

  taxo:Comédie  rdf:type   base:Tag ;
                base:a_pour_Tag "Une comédie".
  taxo:SciFi    rdf:type   base:Tag ;
                base:a_pour_Tag "Une science-fiction".

  ex:lestroisfrères       rdf:type  ex:film .
  ex:lesbronzésfontduski  rdf:type  ex:film .
  ex:lempirecontreattaque rdf:type  ex:film .

  ex:lestroisfrères       base:catégorisePar  taxo:Comédie .
  ex:lesbronzésfontduski  base:catégorisePar  taxo:Comédie .
  ex:lempirecontreattaque base:catégorisePar  taxo:SciFi .

1.3.3. Une taxonomie

Les micro-modèles précédents qui utilisent l'ontologie "base" supérieure nous servent aussi à modéliser une taxonomie (science de la classification).

* La taxonomie informelle:

Une taxonomie informelle est une structure de contenu hiérarchique dans lequel aucune hiérarchie de classes cohérentes n'est appliquée. En effet, aucune exigence formelle n'y est observée selon laquelle un nœud doit être limité à une seule catégorie parente. Le comportement déterminant de la taxonomie informelle (à l'inverse d'une taxonomie formelle) est de permettre aux nœuds d'appartenir à plusieurs catégories parentes selon les besoins. Se faisant les taxonomies informelles sont omniprésentes dans toute entreprise.

Pour mettre en production une ontologie d'entreprise comme base de connaissance au sein de votre propre organisation il est alors judicieux de modéliser cette taxonomie informelle comme suit:

# open-source: 1_3_3_A.ttl

  @prefix ex: <https://data.exemple.com/> .
  @prefix taxo: <https://taxonomies.exemple.com/> .
  @prefix base: <https://ontologies.lemondesémantique.fr/base/> .

  <https://taxonomies.exemple.com/TaxonomieInformelle>  rdf:type  owl:Class .
  taxo:MonArbre  rdf:type  taxo:TaxonomieInformelle .

  ex:Objet1  base:catégorisePar  taxo:Niveau_1-1-1 .
  ex:Objet2  base:catégorisePar  taxo:Niveau_1-1-2 .
  ex:Objet3  base:catégorisePar  taxo:Niveau_1-2-1 .
  ex:Objet4  base:catégorisePar  taxo:Niveau_1-2-2 .
  ex:Objet4  base:catégorisePar  taxo:Niveau_1-1-0 .
  ex:Objet5  base:catégorisePar  taxo:Niveau_1-2-2 .

  taxo:Niveau_1-1-0  base:allouéPar  ex:_organisation_ou_personne .
  taxo:Niveau_1-1-1  base:allouéPar  ex:_organisation_ou_personne .
  taxo:Niveau_1-1-2  base:allouéPar  ex:_organisation_ou_personne .
  taxo:Niveau_1-2-0  base:allouéPar  ex:_organisation_ou_personne .
  taxo:Niveau_1-2-1  base:allouéPar  ex:_organisation_ou_personne .
  taxo:Niveau_1-2-2  base:allouéPar  ex:_organisation_ou_personne .

  taxo:Niveau_1-1-0  base:a_sousCatégorie  taxo:Niveau_1-1-1 .
  taxo:Niveau_1-1-0  base:a_sousCatégorie  taxo:Niveau_1-1-2 .
  taxo:Niveau_1-2-0  base:a_sousCatégorie  taxo:Niveau_1-1-2 .
  taxo:Niveau_1-2-0  base:a_sousCatégorie  taxo:Niveau_1-2-1 .
  taxo:Niveau_1-2-0  base:a_sousCatégorie  taxo:Niveau_1-2-2 .

  taxo:MonArbre  base:a_pourMembre  taxo:Niveau_1-1-0 .
  taxo:MonArbre  base:a_pourMembre  taxo:Niveau_1-2-0 .

  taxo:Niveau_1-1-0  rdf:type  base:Catégorie .
  taxo:Niveau_1-2-0  rdf:type  base:Catégorie .
  taxo:Niveau_1-1-1  rdf:type  base:Catégorie .
  taxo:Niveau_1-1-2  rdf:type  base:Catégorie .
  taxo:Niveau_1-2-1  rdf:type  base:Catégorie .
  taxo:Niveau_1-2-2  rdf:type  base:Catégorie .


# Inférence:
# taxo:Niveau_1-1-1  base:a_superCatégorie   taxo:Niveau_1-1-0 .
# taxo:Niveau_1-1-2  base:a_superCatégorie   taxo:Niveau_1-1-0 .
# taxo:Niveau_1-1-2  base:a_superCatégorie   taxo:Niveau_1-2-0 .
# taxo:Niveau_1-2-1  base:a_superCatégorie   taxo:Niveau_1-2-0 .
# taxo:Niveau_1-2-2  base:a_superCatégorie   taxo:Niveau_1-2-0 .
# taxo:Niveau_1-1-0  base:membreDe          taxo:MonArbre .
# taxo:Niveau_1-2-0  base:membreDe          taxo:MonArbre .

Ci-dessus: le micro-modèle d'une taxonomie informelle.
Notez qu'un nœud d'élément (Objet4) est catégorisé par deux catégories parentes différentes. De plus, une catégorie parentale (Niveau_1-1-2) est également catégorisée comme ayant plusieurs parents de catégorie.

* La taxonomie formelle:

# open-source: 1_3_3_B.ttl

  @prefix ex: <https://data.exemple.com/> .
  @prefix taxo: <https://taxonomies.exemple.com/> .
  @prefix base: <https://ontologies.lemondesémantique.fr/base/> .

  <https://ontologies.lemondesémantique.fr/base/VocabulaireHiérarchisé> rdfs:subClassOf base:Collection .
  <https://ontologies.lemondesémantique.fr/base/Taxonomie> rdfs:subClassOf base:VocabulaireHiérarchisé .

  taxo:Profession  rdf:type  base:Taxonomie .

  ex:Alex     rdf:type  base:Personne .
  ex:Léa      rdf:type  base:Personne .
  ex:Marie    rdf:type  base:Personne .
  ex:Diane    rdf:type  base:Personne .

  taxo:Médecin       rdf:type  base:Catégorie .
  taxo:Cardiologiste rdf:type  base:Catégorie .
  taxo:Orthopédiste  rdf:type  base:Catégorie .

  ex:Alex     base:catégoriséPar  taxo:Cardiologiste .
  ex:Léa      base:catégoriséPar  taxo:Médecin .
  ex:Marie    base:catégoriséPar  taxo:Orthopédiste .
  ex:Diane    base:catégoriséPar  taxo:Orthopédiste .

  taxo:Profession  base:a_pourMembre  taxo:Médecin .
  taxo:Profession  base:a_pourMembre  taxo:Cardiologiste .
  taxo:Profession  base:a_pourMembre  taxo:Orthopédiste .

  taxo:Médecin   base:a_sousCatégorie  taxo:Cardiologiste .
  taxo:Médecin   base:a_sousCatégorie  taxo:Orthopédiste .


  # Inférence:
  # taxo:Cardiologiste  base:a_superCatégorie  taxo:Médecin .
  # taxo:Orthopédiste   base:a_superCatégorie  taxo:Médecin .
  # taxo:Médecin        base:membreDe  taxo:Profession .
  # taxo:Cardiologiste  base:membreDe  taxo:Profession .
  # taxo:Orthopédiste   base:membreDe  taxo:Profession .
  # taxo:_organisation_ou_personne  base:gouverne  taxo:Profession .



2. Mise-en-Production


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