Ontológie (2.) - spracovanie v Java aplikácii

V tomto tutoriály si ukážeme ako je možné pracovať s ontológiou uloženou v OWL súbore v Java aplikácii, ako sa dajú načítať jednotlivé inštancie tried, ich atribúty a vzťahy. Ako vývojové prostredie použijeme Eclipse.

V minulej časti sme si predstavili ontológie ako spôsob modelovania dát a OWL ako spôsob špecifikácie objektov a vzťahov, ktorý sa dá prirovnať k objektovému úložisku. Pojem ontológia zahŕňa aj model dát a aj samotné dáta. Predtým ako je možné začať pracovať v Java aplikácii s ontológiou je potrebné realizovať tieto tri kroky:

1. Vytvoriť ontológiou a uložiť do OWL
2. Vytvoriť projekt a importovať potrebné knižnice
3. Vygenerovať vrstvu pre prácu s ontológiou

Použitá ontológia

Ontológia použitá v tomto tutoriály je podobná tej z minulého dielu, avšak kvôli jednoduchosti obsahuje iba dve triedy: Student a Faculty. Trieda Student obsahuje atribúty firstName, lastName a age. Trieda Faculty obsahuje atribút title a medzi týmito dvomi triedami existuje vzťah studiesAt, ktorý určuje, na ktorej fakulte študent študuje.

Okrem modelu boli vytvorené aj konkrétne inštancii triedy Student (Janko Hraško a Peter Hruška) a jedna inštancia triedy Faculty (Fakulta Informatiky a Informačných Technológií). OWL súbor sa dá stiahnuť spolu s projektom na konci článku.

Vytvorenie projektu a importovanie knižníc

Najprv si vytvoríme obyčajný Java projekt napríklad v prostredí Eclipse. Aby bolo možné pracovať s Protege OWL API, tak je potrebné do Bulid Path pridať:

• všetky jar súbory z adresáru protege-install-dir/plugins/edu.stanford.smi.protegex.owl/
• protege.jar z adresáru protege-install-dir/
• looks-version.jar z adresáru protege-install-dir/

Vygenerovanie vrstvy pre prácu s ontológiou

Vrstva pre prácu s ontológiou poskytuje rozhranie, medzi Java aplikáciou a ontológiami v OWL súboroch. Vzorová ontológia bola vytvorená v editore Protege. Tento editor umožňuje vygenerovať aj vrstvu pre prácu s ontológiou. Z menu vyberte Code->Generate Protege-OWL Java Code. Následne vyberte adresár, kde sa majú súbory vygenerovať (adresár Java projektu) a balík do ktorého majú byť umiestnené. Po potvrdení budú všetky potrebné súbory vygenerované. Nebudeme sa zaoberať bližšou štruktúrou týchto súborov, avšak boli vygenerované tri hlavné triedy a rozhrania:

• MyFactory - obsahuje rôzne funkcie pre prácu s ontológiou
• Student - toto rozhranie reprezentuje triedu Student v ontológii
• Faculty - analogická k triede Student

Java aplikácia

Keď už máme vytvorený projekt, nastavenú Build Path a vygenerovanú vrstvu pre prácu s ontológiou môžeme začať pracovať s dátami.

Takto je možné inicializovať MyFactory a načítať obsah OWL súboru:

JenaOWLModel o = ProtegeOWL.createJenaOWLModelFromInputStream(new FileInputStream("students-ontology.owl")); MyFactory fact = new MyFactory(o); 

Na ukážku môžeme skúsiť vypísať nejaké informácie o študentoch:

for(Student st : (ArrayList<Student>)fact.getAllStudentInstances()) { System.out.println(st.getFirstName().iterator().next().toString()+" "+ st.getLastName().iterator().next().toString()+" ("+st.getAge()+" r.)"+" študuje na "+ st.getStudiesAt().getTitle().iterator().next().toString()); }

Výstup je nasledujúci:

Peter Hruška ( 22 r.) študuje na Fakulta Informatiky a Informačných Technológií
Janko Hraško ( 24 r.) študuje na Fakulta Informatiky a Informačných Technológií

Ako ste si asi všimli všetky atribúty typu String (firstName, lastName, titltle) sú reprezentované ako zoznamy aj keď ide o jednoduché hodnoty. Problémom je, že keby sa v editore Protege nastavilo, že ide o jednoduché hodnoty (functional), tak by v Jave nastala výnimka pri pokuse načítať túto hodnotu. Je možné, že táto chyba je už v novších verziách opravená. Celý projekt vrátane OWL súboru s ontológiou je priložený v zip súbore.

V nasledujúcej časti si ukážeme, ako je možné meniť ontológiu z Java aplikácie a uložiť ju späť do OWL súboru.