Conception d'une ontologie pour une plate forme d'enseignement à distance

Web sémantique

«The Semantic Web is an extension of the current web in which information is given well-defined meaning, better enabling computers and people to work in cooperation»

Tim Berners-Lee, James Hendler, Ora Lassila The Semantic Web, Scientific American, May 2001

Introduction

Le Web Sémantique constitue un environnement dans lequel les humains et les machines vont communiquer selon une base sémantique .Une des caractéristiques principales est la compréhension partagée basée sur un squelette d'ontologie.

Le Web sémantique, en fait, est une architecture composée, il se base sur plusieurs technologies, spécifications et normes (ontologies, XML, RDF, RDFS, OWL).

Dans ce chapitre on va présenter ce qui est le Web sémantique, ainsi que ses langages et ses applications.

I. Insuffisance du Web actuel

Sur Internet on peut accéder à un grand volume d'information, ce qu'on considère depuis quelques années, insuffisant car on s'est rendu compte qu'il n'y a pas un réel partage de connaissance.

Une recherche d'information sur le Web repose sur l'utilisation de mots ou de phrases incluses dans des documents, ce qui conduit à des résultats non pertinents car on ne dispose d'aucune information de nature sémantique à propos du contenu.

II. Web sémantique, quoi de nouveau ?

Pour rendre le Web sémantique, il faut que toutes les ressources Web soient décrites par des

3
Web sémantique	Ontologies & e-learning	Conception	Implémentation

métadonnées, ce qui permet aux machines une meilleure exploitation de ces ressources.

On peut définir les métadonnées comme "des données relatives à des données" traitables par une machine [1], pour le cas des documents pédagogiques, le contenu des documents sont les données, et les informations relatives aux auteurs, à leurs champs d'intérêt, à leurs objectifs pédagogiques sont des métadonnées.

Par ressource on désigne tout ce qu'on peut trouver sur le Web: par exemple des documents, ou même une composante d'une autre ressource plus grande; par exemple un paragraphe spécifique d'un document

IV. Langage du Web sémantique

IV.1. le World Wide Web Consortium (W3C)

Fondé en 1994, pour développer les protocoles nécessaires à l'évolution du Web, c'est un consortium international qui regroupe de nombreux professionnels de l'industrie, du service, de la recherche et de l'enseignement partageant les mêmes objectifs d'évolution et de stabilisation à long terme des technologies du Web.

IV.2. Architecture du Web sémantique L'architecture du Web Sémantique proposée par W3C s'appuie sur une pyramide de langages :

Au niveau le plus bas se trouvent les données brutes codées par le standard Unicode, ces données possèdent une adresse URI (Uniforme Ressource Identifier) qui permet d'attribuer un identifiant unique à chaque ressource.

Ces données peuvent être structurées grâce à un langage de balises tels que XML (eXtensible Markup language). La syntaxe XML peut être considérée comme un premier niveau de sémantique, elle permet aux utilisateurs de structurer les données en fonction de leur contenu sans rien dire de la signification des structures.

Pour attribuer une signification à cette structure et relier d'une façon pertinente les différents éléments, Tim Berners-Lee propose le standard RDF (Resource Description Framework) comme standard de représentation, standard développée par le W3C.

4
Web sémantique	Ontologies & e-learning	Conception	Implémentation

Ce langage a pour but de donner une organisation plus structurée des informations présentes sur le Web à travers une description sémantique des données fournies par XML [2].

La signification sémantique des données XML représentées par RDF est largement insuffisante pour assurer une bonne distinction des différents concepts, il faut qu'on puisse définir les concepts les uns par rapport aux autre, ce qui est possible avec RDFS et OWL.

IV.3. Langage XML

Actuellement, Internet est un simple moyen d'accès à du texte et à des images. Il n'existe pas de normes pour la recherche intelligente, l'échange de données, la présentation adaptable. Internet doit être plus qu'un espace d'accès à des informations et une norme d'affichage. Il doit définir une norme de gestion de l'information, une manière commune de représenter les données afin que les logiciels puissent plus facilement rechercher, déplacer, afficher et manipuler des informations. Le HTML en est incapable car il s'agit d'un format qui décrit l'affichage d'une page Web; il ne représente pas les données [3].

C'est à partir de ce constat que le W3C a mis en place la norme XML; XML fait Recommandation du W3C depuis le 10 février 1998, ce langage est un métalangage facilitant l'élaboration de langages à balises spécialisés.

Au départ, voilà une petite comparaison entre HTML et XML:

· HTML définit le format de mise en page (affichage ou impression) d'un document, alors que XML en définit la structure, le contenu, indépendamment de la mise en page. Les documents XML ont un DTD (Document Type Definition), les documents HTML n'en ont pas.

· La grammaire de HTML est fixe, définie par le standard, avec ses mots réservés et ses structures entre balises (tags). XML, au contraire, permet de définir n'importe quelle structure dans la mesure où elle est arborescente, avec notamment les balises que l'on veut. On peut ainsi définir des structures standard au niveau d'une profession, des DTD standards ont été définis pour l'automobile, la chimie, les banques, les mathématiques, etc.

· Les documents HTML ont une structure séquentielle avec un en-tête (header) et un corps (body). Les documents XML, eux, sont des hiérarchies [4].

5

Web sémantique

Ontologies & e-learning

Conception

Implémentation

IV.3.1. Document XML

Une source de données est un document XML si elle est « bien formée », c'est à dire si elle correspond parfaitement à la spécification de XML.

Un document XML est représenté sous la forme d'un fichier texte structuré en éléments, à l'aide de balises éventuellement imbriquées.

En en-tête du document doit figurer un « prologue », une déclaration qui identifie le document comme un document XML. Ce prologue indique la version de XML employée, le codage de caractères, et si le document est associé à une DTD ou s'il est autonome.

Il existe un élément particulier : l'élément « racine », encore appelé « élément document ».

Cette racine doit contenir tous les autres éléments du document et ne peut apparaître qu'une fois dans un document XML.

A travers un exemple on va essayer de donner un aperçu général sur la structure d'un document XML, cependant on ne peut couvrir tout le détail du XML.

<?xml version=' 1.0' encoding="ISO-8859- 1"?> <catalogue> <stage id="XMLpres"> <intitule>XML et les bases de données</intitule> <prerequis> connaître les langages SQL et HTML</prerequis> </stage> </catalogue>

IV.3.2. Document XML valide

En XML, des DTD (Document Type Definitions) peuvent accompagner un document.

Elles définissent essentiellement les règles qui lui sont propres, telles que les éléments présents et la relation structurelle existant entre eux.

6

Web sémantique

Ontologies & e-learning

Conception

Implémentation

Un document bien formé est dit valide lorsqu'il respecte une structure type définie dans une DTD.

Une DTD est un composant optionnel du prologue XML, elle peut être interne ou externe.

Elle est interne lorsque sa définition se trouve dans le document XML lui même, et si elle se trouve dans un autre fichier elle est donc externe.

Si on associe une DTD externe à l'exemple précédent on doit ajouter dans le prologue la balise suivante:

<!DOCTYPE catalogue SYSTEM "DTDexterne.dtd">

Voici le fichier DTDexterne.dtd:

<!ELEMENT catalogue (stage)*> <!ELEMENT stage (intitule,prerequis)> <!ELEMENT intitule(#PCDATA)> <!ELEMENT prerequis (#PCDATA | xref)*> <!ELEMENT xref EMPTY> <ATTLIST stage id ID #REQUIRED>

· Un catalogue est constitué de 0 jusqu'à N stages (utilisation de *).

· Le symbole #PCDATA indique que l'élément intitule peut contenir toute les données XML.

· Un stage est constitué de deux éléments qui sont 'intitule' et 'prerequis'

· La balise <ATTLIST stage id ID #REQUIRED>

Sert à déterminer les attributs de l'élément stage, ici il y a un seul qui est "id", on a

spécifié qu'il est de type ID, cela veut dire que la valeur qu'il peut prendre est un symbole commençant par une lettre, et contient des lettres ,des chiffres, des caractères « - » , « _ », « . »,et « : ».

· Le symbole #REQUIRED indique que la valeur de l'attribut id doit être spécifié par l'auteur de document.

· Le symbole EMPTY désigne un élément vide. NB: Le symbole "| " se lit "et/ou", et le symbole "," veut dire "et".

7

Web sémantique

Ontologies & e-learning

Conception

Implémentation

Cependant, la DTD peut figurer dans le document XML lui même en incluant dans le prologue l'ensemble des déclarations de la DTD comme suit:

<?xml version='1 .0'?> <!DOCTYPE catalogue[ <!ELEMENT catalogue (stage)*> <!ELEMENT stage (intitule,prerequis)> <!ELEMENT intitule(#PCDATA)> <!ELEMENT prerequis (#PCDATA | xref)*> <!ELEMENT xref EMPTY> <ATTLIST stage id ID #REQUIRED> ]> </catalogue> <catalogue> <stage id="XMLpres"> <intitule>XML et les bases de données</intitule> <prerequis> connaître les langages SQL et HTML</prerequis> </stage>