lib/SemanticWeb.php

   1 <?php rcs_id('$Id: SemanticWeb.php,v 1.6 2007-03-18 17:35:27 rurban Exp $');
   2 /**
   3  * What to do on ?format=rdf  What to do on ?format=owl
   4  *
   5  * Map relations on a wikipage to a RDF ressource to build a "Semantic Web"
   6  * - a web ontology frontend compatible to OWL (web ontology language).
   7  * http://www.w3.org/2001/sw/Activity
   8  * Simple RDF ontologies contain facts and rules, expressed by RDF triples:
   9  *   Subject (page) -> Predicate (verb, relation) -> Object (links)
  10  * OWL extents that to represent a typical OO framework.
  11  *  OO predicates:
  12  *    is_a, has_a, ...
  13  *  OWL predicates:
  14  *    subClassOf, restrictedBy, onProperty, intersectionOf, allValuesFrom, ...
  15  *    someValuesFrom, unionOf, equivalentClass, disjointWith, ...
  16  *    plus the custom vocabulary (ontology): canRun, canBite, smellsGood, ...
  17  *  OWL Subjects: Class, Restriction, ...
  18  *  OWL Properties: type, label, comment, ...
  19  * DAML should also be supported.
  20  *
  21  * Purpose:
  22  * - Another way to represent various KB models in various DL languages.
  23  *   (OWL/DAML/other DL)
  24  * - Frontend to various KB model reasoners and representations.
  25  * - Generation/update of static wiki pages based on external OWL/DL/KB
  26  *   (=> ModelTest/Categories)
  27  *   KB Blackboard and Visualization.
  28  * - OWL generation based on static wiki pages (ModelTest?format=owl)
  29  *
  30  * Facts: (may be represented by special links on a page)
  31  *  - Each page must be representable with an unique URL.
  32  *  - Each fact must be representable with an unique RDF triple.
  33  *  - A class is represented by a category page.
  34  *  - To represent more expressive description logic, "enriched"
  35  *    links will not be enough (? variable symbolic objects).
  36  *
  37  * Rules: (may be represented by special content on a page)
  38  *  - Syntax: reasoner backend specific, or common or ?
  39  *
  40  * RDF Triple: (representing facts)
  41  *   Subject (page) -> Predicate (verb, relation) -> Object (links)
  42  * Subject: a page
  43  * Verb:
  44  *   Special link qualifiers represent RDF triples, based on RDF standard notation.
  45  *   See RDF standard DTD's on daml.org and w3.org, plus your custom predicates.
  46  *   (need your own DTD)
  47  *   Example: page [Ape] isa:Animal, ...
  48  * Object: special links on a page.
  49  * Class: WikiCategory
  50  * Model: Basepage for a KB. (parametrizeable pages or copies of modified snapshots?)
  51  *
  52  * DL: Description Logic
  53  * KB: Knowledge Base
  54  *
  55  * Discussion:
  56  * Of course *real* expert systems ("reasoners") will help/must be used in
  57  * optimization and maintainance of the SemanticWeb KB (Knowledge
  58  * Base). Hooks will be tested to KM (an interactive KB playground),
  59  * LISA (standard unifier), FaCT, RACER, ...
  60
  61  * Maybe also ZEBU (parser generator) is needed to convert the wiki KB
  62  * syntax to the KB reasoner backend (LISA, KM, CLIPS, JESS, FaCT,
  63  * ...) and forth.
  64
  65  * pOWL is a simple php backend with some very simple AI logic in PHP,
  66  * though I strongly doubt the usefulness of reasoners not written in
  67  * Common Lisp.
  68  *
  69  * SEAL (omntoweb.org) is similar to that, just on top of the Zope CMF.
  70  * FaCT uses e.g. this KB DTD:
  71 <!ELEMENT KNOWLEDGEBASE (DEFCONCEPT|DEFROLE|IMPLIESC|EQUALC|IMPLIESR|EQUALR|TRANSITIVE|FUNCTIONAL)*>
  72 <!ELEMENT CONCEPT (PRIMITIVE|TOP|BOTTOM|AND|OR|NOT|SOME|ALL|ATMOST|ATLEAST)>
  73 <!ELEMENT ROLE (PRIMROLE|INVROLE)>
  74 ... (facts and rules described in XML)
  75  *
  76  * Links:
  77  *   http://phpwiki.org/SemanticWeb,
  78  *   http://en.wikipedia.org/wiki/Knowledge_representation
  79  *   http://www.ontoweb.org/
  80  *   http://www.semwebcentral.org/ (OWL on top of GForge)
  81  *
  82  *
  83  * Author: Reini Urban <rurban@x-ray.at>
  84  */
  85 /*============================================================================*/
  86 /*
  87  Copyright 2004,2007 Reini Urban
  88
  89  This file is part of PhpWiki.
  90
  91  PhpWiki is free software; you can redistribute it and/or modify
  92  it under the terms of the GNU General Public License as published by
  93  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  94  (at your option) any later version.
  95
  96  PhpWiki is distributed in the hope that it will be useful,
  97  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  98  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  99  GNU General Public License for more details.
 100
 101  You should have received a copy of the GNU General Public License
 102  along with PhpWiki; if not, write to the Free Software
 103  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
 104  */
 105
 106 require_once('lib/RssWriter.php');
 107 require_once('lib/TextSearchQuery.php');
 108 require_once('lib/Units.php');
 109
 110
 111 /**
 112  * RdfWriter - A class to represent a single(?) wikipage as RDF. Supports ?format=rdf
 113  *
 114  * RdfWriter
 115  *  - RssWriter
 116  *    - RecentChanges (RecentChanges?format=rss)
 117  *      channel: ... item: ...
 118  */
 119 class RdfWriter extends RssWriter // in fact it should be rewritten to be other way round.
 120 {
 121     function RdfWriter () {
 122         $this->XmlElement('rdf:RDF',
 123                           array('xmlns' => "http://purl.org/rss/1.0/",
 124                                 'xmlns:rdf' => 'http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#'));
 125
 126         $this->_modules = array(
 127             //Standards
 128             'content'   => "http://purl.org/rss/1.0/modules/content/",
 129             'dc'        => "http://purl.org/dc/elements/1.1/",
 130             );
 131
 132         $this->_uris_seen = array();
 133         $this->_items = array();
 134     }
 135
 136     function output() {
 137         echo "not yet supported!";
 138     }
 139 }
 140
 141 /**
 142  * OwlWriter - A class to represent a set of wiki pages (a DL model) as OWL.
 143  * Requires an actionpage returning a pagelist.
 144  * Supports ?format=owl
 145  *
 146  * OwlWriter
 147  *  - RdfWriter
 148  *  - Reasoner
 149 */
 150 class OwlWriter extends RdfWriter {
 151 };
 152
 153 /**
 154  * ModelWriter - Export a KB as set of wiki pages.
 155  * Requires an actionpage returning a pagelist.
 156  * Probably based on some convenient DL expression syntax. (deffact, defrule, ...)
 157  *
 158  * ModelWriter
 159  *  - OwlWriter
 160  *  - ReasonerBackend
 161 */
 162 class ModelWriter extends OwlWriter {
 163 };
 164
 165 /**
 166  *  NumericSearchQuery can do:
 167  *         ("population < 20000 and area > 1000000", array("population", "area"))
 168  *  ->match(array('population' => 100000, 'area' => 10000000))
 169  * @see NumericSearchQuery
 170  *
 171  *  SemanticAttributeSearchQuery can detect and unify units in numbers.
 172  *         ("population < 2million and area > 100km2", array("population", "area"))
 173  *  ->match(array('population' => 100000, 'area' => 10000000))
 174  *
 175  * Do we need a real parser or can we just regexp over some allowed unit
 176  * suffixes to detect the numbers?
 177  * See man units(1) and /usr/share/units.dat
 178  * base units: $ units "1 million miles"
 179  *                     Definition: 1.609344e+09 m
 180  */
 181 class SemanticAttributeSearchQuery
 182 extends NumericSearchQuery
 183 {
 184     /*
 185     var $base_units = array('m'   => explode(',','km,miles,cm,dm,mm,ft,inch,inches,meter'),
 186                             'm^2' => explode(',','km^2,ha,cm^2,mi^2'),
 187                             'm^3' => explode(',','km^3,lit,cm^3,dm^3,gallons'),
 188                             );
 189     */
 190
 191     /**
 192      * We need to detect units from the freetext query:
 193      * population > 1 million
 194      */
 195     function SemanticAttributeSearchQuery($search_query, $placeholders, $unit = '') {
 196         $this->NumericSearchQuery($search_query, $placeholders);
 197         $this->_units = new Units();
 198         $this->unit = $unit;
 199     }
 200
 201     /**
 202      * Strip non-numeric chars from the variable (as the groupseperator) and replace
 203      * it in the symbolic query for evaluation.
 204      * This version unifies the attribute values from the database to a
 205      * numeric basevalue before comparison. (area:=963.6km^2 => 9.366e+08 m^2)
 206      *
 207      * @access private
 208      * @param $value number   A numerical value: integer, float or string.
 209      * @param $x string       The variable name to be replaced in the query.
 210      * @return string
 211      */
 212     function _bind($value, $x) {
 213         $ori_value = $value;
 214         $value = preg_replace("/,/", "", $value);
 215         $this->_bound[] = array('linkname'  => $x,
 216                                 'linkvalue' => $value);
 217         // We must ensure that the same baseunits are matched against.
 218         // We cannot compare m^2 to m or ''
 219         $val_base = $this->_units->basevalue($value);
 220         if (!DISABLE_UNITS and $this->_units->baseunit($value) != $this->unit) {
 221             // Poor user has selected an attribute, but no unit. assume he means the baseunit
 222             if (count($this->getVars() == 1) and $this->unit == '') {
 223                 ;
 224             } else {
 225                 // non-matching units are silently ignored
 226                 $this->_workquery = '';
 227                 return '';
 228             }
 229         }
 230         $value = $val_base;
 231         if (!is_numeric($value)) {
 232             $this->_workquery = ''; //must return false
 233             trigger_error("Cannot match against non-numeric attribute value $x := $ori_value",
 234                           E_USER_NOTICE);
 235             return '';
 236         }
 237
 238         $this->_workquery = preg_replace("/\b".preg_quote($x,"/")."\b/", $value, $this->_workquery);
 239         return $this->_workquery;
 240     }
 241
 242 }
 243
 244 /**
 245  *  SemanticSearchQuery can do:
 246  *     (is_a::city and population < 20000) and (*::city and area > 1000000)
 247  *  ->match(array('is_a' => 'city', 'linkfrom' => array(),
 248  *          population' => 100000, 'area' => 10000000))
 249  * @return array  A list of found and bound matches
 250  */
 251 class SemanticSearchQuery
 252 extends SemanticAttributeSearchQuery
 253 {
 254     function hasAttributes() { // TODO
 255     }
 256     function hasRelations()  { // TODO
 257     }
 258     function getLinkNames()  { // TODO
 259     }
 260 }
 261
 262 /**
 263  * ReasonerBackend - hooks to reasoner backends.
 264  * via http as with DIG,
 265  * or internally
 266  */
 267 class ReasonerBackend {
 268     function ReasonerBackend () {
 269         ;
 270     }
 271     /**
 272      * transform to reasoner syntax
 273      */
 274     function transformTo () {
 275         ;
 276     }
 277     /**
 278      * transform from reasoner syntax
 279      */
 280     function transformFrom () {
 281         ;
 282     }
 283     /**
 284      * call the reasoner
 285      */
 286     function invoke () {
 287         ;
 288     }
 289 };
 290
 291 class ReasonerBackend_LISA extends ReasonerBackend {
 292 };
 293
 294 class ReasonerBackend_KM extends ReasonerBackend {
 295 };
 296
 297
 298 // (c-file-style: "gnu")
 299 // Local Variables:
 300 // mode: php
 301 // tab-width: 8
 302 // c-basic-offset: 4
 303 // c-hanging-comment-ender-p: nil
 304 // indent-tabs-mode: nil
 305 // End:
 306 ?>