Ficha id: prc2015-f4

Processamento e Representação de Conhecimento - PRC (MEI - 1ºano)

Este ficha prática contem exercícios para serem resolvidos nas aulas teórico-práticas com vista a sedimentar os conhecimentos relativos a:

  • Especificação de ontologias.
  • Utilização do SPARQL para fazer queries a informação especificada em RDF.

Exercícios:

  1. Classes e relações 'is-a'
  2. Relações Hierárquicas
  3. Uma ontologia para Queques ("Cupcakes")
  4. Questões teóricas
  5. Ontologia RDF: Portugal - Espanha
  6. Mais umas questões teórico-práticas

Exercício Nº 1: Classes e relações 'is-a'

Uma das tarefas fundamentais na especificação de uma ontologia é a identificação de classes e das relações is-a (parte/constituinte/componente). Por isso tenta desenvolver os seguintes problemas que propõem a seguir:

Cada alínea apresenta 3 classes. Cada classe (à esquerda) relaciona-se com as outras duas por uma das seguintes relações: temSubclasse, temComponente, ou constituídoPor.

  1. Carro ??? Pástico, Metal;
  2. Carro ??? PortaBagagens, Habitáculo;
  3. Carro ??? Comercial, Monovolume;
  4. Dente ??? Coroa, Raiz;
  5. Dente ??? Esmalte, Polpa;
  6. Ave ??? Galinha, Pomba;
  7. Galinha ??? Asa, Perna;
  8. Ovo ??? Casca, Gema;
  9. Transmissão ??? Manual, Automática;
  10. Bolacha ??? BolachaChoc, BolachaGengibre;
  11. Livro ??? Autobiografia, Romance;
  12. Luva ??? LuvaEsquerda, LuvaDireita;

Exercício Nº 2: Relações Hierárquicas

Cada um dos exemplos seguintes contem 3 termos que representam classes. Identifica as relações temMembro e temSubclasse entre os 3 termos.

  1. Dedo, Indicador, Dedos;
  2. EquipaBasket, Poste, JogadorBasket;
  3. MarcadorAzul, Marcador, Marcadores;
  4. Gardo, Faqueiro, Talher;
  5. Apresente um conjunto seu, com 3 termos que se relacionam da mesma forma.

Exercício Nº 3: Uma ontologia para Queques ("Cupcakes")

Cria uma ontologia para o domínio dos queques no Protégé. Os utilizadores da ontologia devem ser capazes de descrever os componentes de um queque: bolo, glacé e a forma em papel, assim como os ingredientes que entram na composição do bolo e do glacé.

Fig.1: Dados do problema

Segue os seguintes passos:

  1. Cria a hierarquia de classes. Deverá incluir classes para os componentes assim como para os ingredientes;
  2. Acrescenta relações à tua ontologia entre os componentes e os ingredientes;
  3. Depois de terminares a estrutura base da tua ontologia pensa como podes expandi-la. Fará sentido destacar componentes comestíveis dos não comestíveis? Como é que uma classe massa crua poderia ser contemplada e qual a sua relação com a classe bolo? Será que a ontologia poderia contemplar classes para velas e outros adereços?

Exercício Nº 4: Questões teóricas

Responda às seguintes questões usando os meios que entender:

  1. Qual a diferença entre uma ontologia e uma conceptualização?
  2. Se vários websites usarem a mesma ontologia pode um termo ter significados diferentes em diferentes websites?
  3. Uma base de conhecimento pode usar mais de uma ontologia? Caso a sua resposta seja negativa explique porquê. Caso seja positiva explique de que modo é poderiam ser usadas.
  4. Qual a relação entre classes e indivíduos?

Exercício Nº 5: Ontologia RDF: Portugal - Espanha

Cria uma ontologia em RDF de acordo com o seguinte diagrama:

Fig.2: Esquema da ontologia

Acrescenta-lhe os indivíduos: Portugal, Espanha e França. Carateriza-os usando as propriedades da ontologia que definiste.

Exercício Nº 6: Mais umas questões teórico-práticas

  1. Considera as classes Homem e Mulher. Indica uma relação entre as duas classes que possa ser incluída numa ontologia.
  2. Considera as classes Pessoa, Homem e Mulher. Indica uma relação entre as três que possa ser incluída numa ontologia. Que parte deste relacionamento pode ser expresso em RDFS?
  3. Suponha que declaramos Pedro e Paulo como pai de Maria. É óbvio que estamos perante um erro semântico. Como é que o modelo semântico poderia validar esta situação sinalizando o erro?
  4. Qual a relação existente entre as relações filhoDe e paiDe?
  5. Considera a proppriedade come com domínio animal e contradomínio animal ou planta. Suponha que é definida uma nova classe designada Vegetariano. Indica uma restrição necessária para esta classe associada à propriedade come.