Tool for materializing OWL ontologies in a column-oriented database

Abstract

El término Linked Data, o Datos Vinculados, hace referencia a conjuntos de datos interconectados y estructurados semánticamente, que están descritos con el lenguaje RDF (Resource Description Framework). Sobre los datos RDF se suelen construir vocabularios y ontologías con lenguajes como OWL (Web Ontology Language), que ayudan a estructurar el dominio de conocimiento de los datos. El éxito de los Linked Data es tal, que la Linked data cloud, o la Nube de Datos Vinculados, es actualmente la fuente de datos estructurada más grande de la historia y, por tanto, ofrece un entorno muy interesante tanto para realizar consultas, como para realizar razonamiento formal sobre los datos, aprovechando las capacidades de las ontologías. Debido al tamaño de los Linked Data, estas técnicas de razonamiento deben ser altamente escalables, y basadas en algoritmos paralelos y distribuidos. Además, la rapidez con la que evolucionan los Linked Data insinúa que estas técnicas de razonamiento deben ser incrementales para ofrecer resultados en tiempo real. Desde nuestro punto de vista, el primer paso para cumplir con estos desafíos es diseñar un modelo de almacenamiento de OWL/RDF optimizado, distribuido y masivo, que permita la implementación de algoritmos de razonamiento altamente escalables. En este contexto, han surgido las bases de datos NoSQL (Not Only SQL) como la infraestructura más utilizada para gestionar Big RDF Data. Además, las bases de datos NoSQL ofrecen la posibilidad de materializar de manera eficiente los resultados del razonamiento, abriendo as+AO0 el camino hacia el razonamiento incremental. Finalmente, las bases de datos NoSQL se han diseñado específicamente para proporcionar almacenamiento distribuido y escalable de grandes conjuntos de datos. En este artículo presentamos nuestra propuesta para materializar ontologías OWL, previamente clasificadas, en una base de datos NoSQL. Este proceso de materialización permite el almacenamiento distribuido de datos RDF aprovechando la distribución inherente de los nodos de la base de datos NoSQL. Además, esta propuesta supone el primer paso hacia un enfoque novedoso para el razonamiento OWL escalable, que permite, por tanto, el razonamiento escalable sobre Linked Data. Para validar nuestra propuesta, hemos desarrollado un prototipo de una herramienta que almacena una ontología OWL en una base de datos Cassandra siguiendo nuestro enfoque. Finalmente, presentamos nuestra estrategia de razonamiento para computar el cierre transitivo de la ontología OWL utilizando esta base de datos Cassandra.