Do que se constitui uma ontologia

Para Gruber (1993), uma ontologia consiste em conceitos, definições e axiomas relativos a estes conceitos, dentro de um universo de discurso compartilhado. O autor identifica cinco tipos de construtos ontológicos: classes, que representam elementos de um domínio e que são definidas por um conjunto de atributos e seus possíveis valores; relações, que representam os tipos de associações entre elementos do domínio; funções, que são tipos especiais de relações que mapeiam um ou mais elementos do domínio para um elemento único40; axiomas, sentenças sobre o domínio que são sempre verdadeiras; e instâncias, que são os indivíduos da ontologia.

De acordo com Lassila e McGuinness (2001), uma ontologia deve possuir características: i) como obrigatórias: vocabulário controlado finito dos termos, que possa ser estendido; interpretação não-ambígua de classes e relacionamentos entre os termos do vocabulário; relacionamentos hierárquicos estritos entre classes e subclasses; ii) como típicas,

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Sobre Linked Data e Linked Open Data, ver a seção 5.1.3.

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http://www.w3.org/2001/sw/sweo/public/UseCases/

40 _{Um exemplo de função é ser-pais-biológicos, onde um conceito homem e um conceito mulher estão}

mas não obrigatórias: especificação de propriedades nas classes; inclusão de indivíduos (instâncias da ontologia); especificação de restrições; iii) como desejáveis, mas não obrigatórias nem típicas: especificação de classes disjuntas; especificação de relacionamentos lógicos arbitrários entre termos.

Na visão de Marcondes e Campos (2008), se considerarmos uma ontologia como um sistema de conceitos inter-relacionados, podemos dizer que estas contêm basicamente três componentes que são: um conjunto básico de conceitos e relações, uma forma de representação e um conjunto de assertivas.

Assim, destes e outros autores (GÓMEZ-PEREZ et al, 1996; NOY & McGUINESS, 2001; ALLEMANG & HENDLER, 2008) obtêm-se que ontologias são estruturas que funcionam basicamente através de:

Classes;
Propriedades;

Restrições e regras – axiomas;
Instâncias.

Classes – reúnem indivíduos que possuem algo em comum. Elas são restritas aos relacionamentos que estes participam, ou seja, é isso que irá definir uma classe em questão. A classificação hierárquica (superclasse-subclasse) estabelece relacionamentos de generalização e especialização (tem-tipo, é-um), onde passa a existir a presença de herança. Grande parte do poder das ontologias advém da capacidade de se raciocinar sobre os indivíduos que compõem o domínio, baseada nas propriedades conferidas pela classe ao qual pertencem.

Propriedades – são utilizadas para descrever as entidades do domínio. No domínio da história, para classes sobre eventos, possíveis propriedades seriam: temDescrição, temDuracao, temEvidencia, e lideradoPor. Na figura abaixo a propriedade temIrmao liga

o indivíduo Getulio Vargas ao indivíduo Benjamim Vargas:

Propriedades possuem facetas para descrever seus valores, como o tipo, cardinalidade, domínio e escopo:

O tipo de uma propriedade indica quais valores podem ser utilizados. Os tipos mais comuns são texto (qualquer sequência de caracteres), número, lógico, pré-definido (lista de opções pré-estabelecida) ou instância (relacionamento com outra classe). A cardinalidade de uma propriedade define a quantidade de valores que ela pode ter. Esta definição é similar à cardinalidade de modelos Entidade-Relacionamento de bancos de dados relacionais: uma propriedade com cardinalidade igual a 1 poderá conter apenas um único valor, enquanto que uma cardinalidade “n” implica na possibilidade de uma lista de diferentes valores. Por exemplo, a propriedade

temRepresentante na classe InstituiçãoPolitica terá cardinalidade máxima de

513 para Câmara dos Deputados (uma vez que cada Estado pode eleger proporcionalmente até 70 deputados), e para Presidência da República, terá cardinalidade igual a 1.

Domínio (domain) e escopo (range) especificam, respectivamente, o domínio de uma propriedade, ou seja, a classe de recursos que pode servir como sujeito da sentença e o alcance da propriedade, ou seja, a classe de recursos que pode servir como objeto da sentença. Por exemplo, na declaração “o suicídio aconteceu no Palácio do Catete”, a relação “aconteceu em” tem como domain uma classe de evento e como range uma classe de lugar.

Relacionamentos são propriedades que estabelecem um tipo de interação entre as entidades de um domínio. Eles podem ser binários ou taxonômicos, temporais (implicam em precedência no tempo) ou topológicos (que expressam conexão espacial entre objetos). Nas relações binárias, são encontrados os seguintes tipos mais comuns: a relação classe-classe (‘subclasse-de’), a relação instância-classe (‘é-instância-de’) e a relação instância-instância (‘é-parte-de’).

Restrições e axiomas – definem limites para os conceitos de um domínio, modelando verdades que sempre se cumprem na realidade representada pela ontologia. Servem como ponto inicial para dedução e inferências de outras verdades, além de validadores de sentenças. Um exemplo de axioma seria: ‘todo evento na qual uma pessoa esteja envolvida deve ocorrer entre sua data de nascimento e data de falecimento’. Para Gruninger e Fox (1995) trata-se provavelmente da atividade mais difícil, porém necessária na definição de ontologias.

Os axiomas na ontologia especificam a definição dos termos da ontologia e restringem a sua interpretação; são definidos em sentenças de primeira-ordem utilizando predicados [...] Simplesmente propor um conjunto de objetos sozinhos, ou propor um conjunto de termos em lógica de primeira-ordem, não constitui uma ontologia. Axiomas devem existir para definir a semântica, ou significado, destes termos (GRUNINGER e FOX, 1995)

Instâncias – são a materialização de uma classe. Enquanto classes definem coisas genéricas, instâncias de uma determinada classe representam indivíduos específicos daquela classe. Um exemplo de instância da classe InstituiçãoPolítica poderia ser Câmara dos Deputados: através da classe a ontologia sabe que ela é uma instituição política e através da

instância sabe qual instituição especificamente se trata, diferenciando-a das outras instituições.