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Ma présentation de doctorat qui synthétise l'essentiel de mon travail de recherche réalisé de 2009 à 2014.
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Soutenance de Thèse de Doctorat en Informatique
Thème
Vers une Ontologie de Référence
pour le Domaine de l’Enseignement Supérieur
HERO « Higher Education Reference Ontology »
Réalisée par: Ghomari Leila née Zemmouchi
Thèse Dirigée par: Dr. Ghomari Abdessamed Réda, MCA, ESI
23 Janvier 2014 Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 1 23/01/2014
Inventeur du: WWW, URIs, HTTP, HTML, Semantic Web, Linked Data initiative
Contexte de la Thèse : Le Web Sémantique
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 2 23/01/2014
Contexte: Qu’est-ce que le Web Sémantique ?
Semantic Web….Web of Data…Giant Global Graph…Web 3.0
"The Semantic Web is an extension of the current web in which information is given well-defined meaning, better enabling computers and people to work in cooperation."
[Tim berners lee & al., 2001]
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 3 23/01/2014
Contexte: Les Technologies du Web Sémantique
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 4 23/01/2014
Context: Semantic Web Layer Cake
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 5 23/01/2014
Un
e O
nto
log
ie e
st
un
e
Compréhensible
par la Machine
Concepts, propriétés
relations, fonctions,
contraintes, axiomes,
Sont définis explicitement
Connaissances
Consensuelles
Modèle Abstrait et une vue
simplifiée d’un phénomène
dans le monde qu’on veut
représenter
formelle Specification explicite partagée d’une conceptualisation
Contexte: Les Ontologies
23/01/2014 Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 6
Zemmouchi-Ghomari L., Ghomari A. R., “Terminologies versus Ontologies from the perspective of ontologists”, International Journal of Web Science, Vol. 1, N° 4, Inderscience Publisher, 2012.
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 7 23/01/2014
Problématique
Les ontologies fournissent : « une spécification explicite de la conceptualisation » [Gruber, 1993].
Le partage, la réutilisation et l’interopérabilité entre différents systèmes ou différentes communautés
Les ontologies décrivant le même domaine de connaissances foisonnent sur le web
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 8 23/01/2014
Les ontologies sont devenues, elles-mêmes, source d’hétérogénéité
Difficulté d’utilisation ou de réutilisation
Manque de standardisation et de référence
Problématique
[Euzenat, 2004]
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 9 23/01/2014
Definition
“ Domain Reference ontologies represent
knowledge about a particular part of the
world in a way that is independent from
specific objectives, through a theory of the
domain ” [Burgun, 2006]
Proposition: L’Ontologie de Référence
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 10 23/01/2014
Ontologie de
Référence
Déclare une
théorie sur un
domaine
particulier de la
réalité
Ontologie de
Fondement
Théories
indépendantes
du domaine
Comparaison de L’Ontologie de Référence avec …
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 11 23/01/2014
Ontologie de
Référence
Répond aux
besoins d’une
large
communauté
Couverture
maximale
Ontologie
d’Application
Répond aux
besoins d’une
communauté
spécifique
Couverture
Minimale
Comparaison de L’Ontologie de Référence avec …
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 12 23/01/2014
Ontologie de
Référence
Représente les
connaissances
d’une partie du
monde réel
indépendemment
d’objectifs
spécifiques
Core Ontologie
Définit les
concepts et les
relations
génériques et
communs relatifs
à un domaine.
Comparaison de L’Ontologie de Référence avec …
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 13 23/01/2014
Lightweight
Comparaison de L’Ontologie de Référence avec …
Application
Reference
Generic Core Domain Specificity
Purpose
Heavyweight
Reference
Ontology
Degree of
Restrictions
Foundational Ontology
Domain Ontology
Application Ontology
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 14 23/01/2014
A quoi sert une ontologie de référence ?
• Alignement des Ontologies: L’ontologie de Référence fournit un
contexte dans lequel seront alignées les ontologies appartenant au
même domaine de connaissances.
• Evaluation de l’Ontologie: l’ontologie de référence fournit le cadre qui
facilitera la comparaison entre plusieurs ontologies.
• Web Sémantique: le lien entre des ressources spécifiques du web sera
facilité par un cadre conceptuel commun dans le but de réaliser le
partage des connaissances dans un langage formel.
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 15 23/01/2014
Zemmouchi-Ghomari L., Ghomari A. R., “Reference Ontology”, International IEEE Conference on Signal-Image Technologies and Internet-Based System, Marrakech, Morocco, 2009.
Comment construire une ontologie de référence ?
Quelles sont les ontologies de référence les plus connues ?
A quoi sert une ontologie de référence ?
Qu’est-ce qu’une ontologie de référence ?
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 16 23/01/2014
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 17 23/01/2014
Etude du domaine de l’Enseignement Supérieur, à travers:
• L’Amérique: les Etats-Unis • L’Europe: l’Allemagne • L’Océanie: l’Australie • L’Afrique: l’Afrique du Sud • L’Asie: le Japon Axes d’étude:
• La Gouvernance: politique suivie, source d’autorité • Le Financement: sources de financement • L’Enseignement: Conditions d’admission, Programmes,
Diplômes, Rangs du personnel enseignant • La Recherche: politique de recherche, évaluation de la
recherche
Sources: Documents, sites web, classifications, ontologies
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 18 23/01/2014
Enseignement Supérieur En Amérique: Cas des Etats-Unis
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 19 23/01/2014
Enseignement Supérieur aux USA
Pas de Système National de l’ES
Un type d’établissement « the community college » qui dispense
des formations professionnelles de 2 ans, très prisé par les
étudiants
Gouvernance
Financement
Trois types d’établissements: public, privé à but lucratif et privé à but non lucratif
Les sources de financement: apport gouvernemental, frais
d’inscription payés par les étudiants, dons de particuliers et
revenus des services auxiliaires fournis par l’université.
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 20 23/01/2014
Catégorie Tenure/tenure-track
Nontenure track
Full time Assistant professor Associate professor
Professor
Lecturer Instructor
Professor of practice Researcher of practice
Part time Professor Emeritus
Adjunct professor Lecturer
Instructor
Diplôme Description
Le diplôme Associé délivré par « community college » au terme de 2 années d’étude au maximum
Le diplôme de Bachelor est le plus répandu des diplômes, obtenu au terme de 4 années d’étude
Le diplôme de Master c’est le diplôme de post graduation le plus répandu, ce type de diplôme peut être à caractère professionnel ou académique
Le diplôme de Doctorat le diplôme au rang académique le plus élevé
En
seig
nem
ent
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 21 23/01/2014
Enseignement Supérieur aux USA
Les universités ont réalisé 56% de la recherche fondamentale en entreprise [AAU, 2011]
60% du budget de la recherche est financé par les gouvernements
fédéraux [AAU, 2011]
Recherche
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 22 23/01/2014
Enseignement Supérieur En Europe: Cas de l’Allemagne
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 23 23/01/2014
Enseignement Supérieur en Allemagne
16 états fédéraux (Länder) légalement responsables de leurs propres systèmes d’enseignement supérieur
• Les universités, caractérisés par la grande variété de disciplines
• Les universités des sciences appliquées
• Les collèges des arts et de la musique
Gouvernance
Financement
le financement des universités est majoritairement de source publique, de l’ordre de 96% du budget des universités
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 24 23/01/2014
Enseignement Supérieur en Allemagne
A la fin de chaque semestre, les enseignants sont évalués par des conseils d’accréditation en utilisant des questionnaires portant sur la qualité des cours dispensés, le degré de satisfaction des étudiants par rapport aux objectifs fixés préalablement et à la charge horaire des cours
Enseignement
Recherche
Il existe des écoles doctorales dont l’accès passe par une sélection compétitive, la durée de formation varie de 3 à 4 ans
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 25 23/01/2014
Enseignement Supérieur En Océanie: Cas de l’Australie
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 26 23/01/2014
Enseignement Supérieur en Australie
Le ministère de l’éducation australien n’a aucun contrôle opérationnel direct sur les universités
Gouvernance
Financement
Les sources de financement: à partir des étudiants sous forme de prêts ou de bourses, des dons de particuliers, d’entreprises ou du Commonwealth ou à partir du gouvernement s’il s’agit d’un établissement public en plus des revenus des laboratoires de recherche
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 27 23/01/2014
Enseignement Supérieur en Australie
un classement national attribué à chaque étudiant appelé ATAR ou « Australian Tertiary Admission Rank », par exemple si un étudiant obtient un ATAR de 80 ceci veut dire qu’il est mieux classé que 80% des étudiants de son âge
Enseignement
Recherche
le financement public de la recherche est largement basé sur le nombre de publications, les académiciens sont perpétuellement sous pression d’où l’expression « Publish or Perish »
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 28 23/01/2014
Enseignement Supérieur En Afrique: Cas de l’Afrique du Sud
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 29 23/01/2014
Enseignement Supérieur en Afrique du Sud
• Les universités dépendent du département d’éducation
Gouvernance
Financement
Les sources de financement des universités proviennent du
gouvernement, des frais d’inscription payés par les étudiants,
des donations et des activités entrepreneuriales.
• Un large Mouvement de restructuration et de fusion de plusieurs universités depuis 2001.
• «Higher Education Quality Committee» est un organisme gouvernemental qui audite les universités et les évalue en fonction du «National Qualifications Framework», afin d’assurer la qualité au niveau de ces universités
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 30 23/01/2014
Enseignement Supérieur en Afrique du Sud
Les universités sud africaines ont une grande expérience en matière d’enseignement à distance [IEASA, 2012] puisque 35% du total des étudiants inscrits suivent des cours à distance
Enseignement
Recherche
La recherche en Afrique du sud est la plus diversifiée et la
plus importante de tout le continent Africain et cela en termes
de production scientifique
Un nombre croissant de centres de recherche d’excellence
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 31 23/01/2014
Enseignement Supérieur En Asie: Cas du Japon
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 32 23/01/2014
Enseignement Supérieur au Japon
Les universités sont totalement indépendantes du ministère de tutelle
Gouvernance
Financement
La majorité des universités sont autonomes en termes de budget
En 2011, 3.22 millions d’étudiants se sont inscrits dans plus de 1200 universités et collèges
Trois types d’universités : les universités nationales (137), les universités publiques locales (122) et les établissements privés (965)
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 33 23/01/2014
Enseignement Supérieur au Japon
Des agences certifiées évaluent les programmes et les
performances des établissement universitaires et les résultats
de ces évaluations sont rendues publiques
Enseignement
Recherche
Il existe un programme national de recherche qui a pour
objectif de faciliter le partage des ressources nécessaires aux
chercheurs ainsi que les échanges entre chercheurs
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 34 23/01/2014
Comparatif des différents Systèmes d’Enseignement Supérieur
En termes de Gouvernance
• Autonomie de l’université
• Evaluation par le biais d’organismes indépendants
• Application des méthodes de management pour la prise de décision
• Les types d’établissement dépendent du statut financier, la structure ou
encore, à vocation de recherche ou à vocation professionnelle
En termes d’Enseignement
• Internationalisation des programmes
• Système de crédits pour favoriser la mobilité des étudiants
• Quasi-unicité des diplômes délivrés
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 35 23/01/2014
Comparatif des différents Systèmes d’Enseignement Supérieur
En termes de Financement
Les sources de financement des universités sont diverses: fonds accordés par
le gouvernement, donations, frais payés par les étudiants eux-mêmes ou par
leurs parents, prêts et bourses des étudiants, revenus à partir des services
auxiliaires fournis par l’université.
En termes de Recherche
Les chercheurs sont évalués sur la base de leurs productions scientifiques.
Des facilitations en termes de collaboration entre chercheurs sont
concrétisées à travers des centres d’excellence et des projets communs
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 36 23/01/2014
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 37 23/01/2014
HERO Ontology: Higher Education Reference Ontology disponible aux adresses:
http://sourceforge.net/projects/heronto/?source=directory http://datahub.io/dataset/higher-education-reference-ontology (1ère mise en ligne: 08.02.2012)
Méthodologie d’ingénierie ontologique: la Méthodologie NeOn (Networked ontologies) [Suarez-Figueroa &
al, 2008] qui propose neuf (9) scenarios
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 38 23/01/2014
HERO Ontology: Higher Education Reference Ontology disponible aux adresses:
http://sourceforge.net/projects/heronto/?source=directory http://datahub.io/dataset/higher-education-reference-ontology (1ère mise en ligne: 08.02.2012)
Méthodologie d’ingénierie ontologique: la Méthodologie NeOn (Networked ontologies) [Suarez-Figueroa &
al, 2008] qui propose neuf (9) scenarios Scénarios Sélectionnés: • Développement à partir de zéro (scenario 1) • Réutilisation des ressources non ontologiques (scenario 2)
• Classifications (eg: Carnegie Classification) • Rapports Académiques, Sites Web d’Enseignement
Supérieur • Réutilisation des ressources ontologiques (scenario 3)
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 39 23/01/2014
Scénarios Retenus
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 40 23/01/2014
Démarche Adoptée
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 41 23/01/2014
Processus de Construction de l’ontologie
1. Spécification: Ontology Requirement Specification
Document (ORSD):
Objectifs, Domaine d’application, Langage d’Implémentation, Utilisateurs Finaux, Utilisations Possibles, Besoins de l’Ontologie: Technique des Questions de Compétence [Gruninger & Fox, 1995]
Six Catégories: [ACE, 2007]
– Enseignement et Recherche
– Etudiants
– Administration
– Diplômes et Programmes d’enseignement
– Finance
– Gouvernance
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 42 23/01/2014
University Domain
competency questions
CQ76. What is the role of the accreditation?
CQ77. Who are accreditors?
CQ55.How is organized the academic year?
CQ53. What high education degrees exist?
CQ73. What average size and duration have governing board ?
CQ74. What financial incomes have higher education institutions?
CQ41.Why universities are organized into departments?
CQ38.What roles and responsibilities have a dean?
CQ4. What is expected from university teachers?
CQ03. Must a university teacher be a researcher?
5. Finance
08CQs
3. Administration
14 CQs
1Faculty,
appointments
and research
area
27 CQs
6. Governance
11 CQs
4. Degrees and
Curriculum Program
33 CQs
2. Students and their life
15 CQs
CQ33.What higher education admission criteria are required?
CQ29.What is a campus?
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 43 23/01/2014
1. Spécification (suite): Extraction de termes pertinents à partir des questions de compétences et leurs réponses respectives Glossaire des termes (noms, adjectifs et verbes)
Processus de Construction de l’ontologie
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 44 23/01/2014
2. Conceptualisation: organisation des composants de l’ontologie en représentations intermédiaires (dictionnaire des données, hiérarchie de concepts, hiérarchie d’attributs et la table des relations)
Processus de Construction de l’ontologie
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 45 23/01/2014
3. Formalisation: restrictions sur les primitives de l’ontologie sont définies et l’ontologie est générée dans un langage formel via l’éditeur d’ontologie (NeOn Toolkit)
Processus de Construction de l’ontologie
<owl :Class rdf :about= »http://www.UniversityReferenceOntology.org/HERO#Laboratory »> <owl :equivalentClass> <owl :Restriction> <owl :onProperty rdf :resource= »http://www.UniversityReferenceOntology.org/HERO#Contains »/> <owl :onClass rdf :resource= »http://www.UniversityReferenceOntology.org/HERO#ResearchGroup »/> <owl :minQualifiedCardinalityrdf :datatype=http://www.w3.org/2001/XMLSchema#nonNegativeInteger
>1</owl:minQualifiedCardinality>
</owl:Restriction>
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 46 23/01/2014
Zemmouchi-Ghomari L., Ghomari A. R., “Towards a Reference Ontology for Higher Education Knowledge
Domain”, IRECOS, International Review on Computers and Software, Prise Worthy Prize, Vol. 8, N° 2, 2013
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 47 23/01/2014
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari
Evaluation de l’ontologie selon différentes perspectives
Evaluation
Fonctionnelle
Documentation
de l’ontologie Evaluation
Structurelle
Evaluation de la
satisfaction des
besoins
Evaluation par
les experts du
domaine
RAISONNEMENT vérification de la
consistance et de la
cohérence via des
raisonneurs logiques.
ANNOTATIONS
97 annotations
(définitions,
commentaires, labels)
Site web:
herontology.esi.dz
48 23/01/2014
Evaluation de l’ontologie par les Experts du Domaine Approche Proposée
L’Evaluation des utilisateurs, des développeurs et des experts des ontologies, telle que citée dans la littérature concerne: La vérification des ontologies, qui est destinée à détecter les erreurs de modélisation et les inconsistances. Alors que notre objectif est la validation de l’ontologie qui est destinée à mesurer le degré de correspondance de l’ontologie avec la partie de la réalité qu’elle doit représenter du point de vue des experts du domaine.
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 49 23/01/2014
Evaluation de l’ontologie par les Experts du Domaine Approche Proposée
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 50 23/01/2014
Phase 1: Dérivation du Questionnaire à partir de l’ontologie
Ontologie exprimée dans un langage web (RDF, OWL)
Questionnaire exprimé dans un langage naturel composé de quatre parties:
– Niveaux Hiérarchiques de l’ontologie (profondeur de l’ontologie)
– Axiomes
– Relations entre concepts
– Attributs Descriptifs des concepts
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 51 23/01/2014
Nous avons proposé les réponses possibles aux questions en se basant sur les principes de qualité des ontologies:
Clarté: l’ontologie est aisément compréhensible par les utilisateurs
Rectitude : la connaissance décrite par l’ontologie est encodée
avec des termes prédéfinis. Exactitude: les déclarations contenues dans l’ontologie sont
justes ou fausses Pertinence: l’ontologie satisfait les spécifications initiales ou
pas
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 52 23/01/2014
23/01/2014 Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 53
Critère Réponses Possibles
Localisation des réponses
Clarity (Clarté)
Not Clear
Classes validation Axioms validation Relations validation Attributes validation
Lawfulness (Rectitude)
Right but another term would be more appropriate
Relations validation
Relevant but used terms are not appropriate
Attributes validation
Accuracy (Exactitude)
Right Wrong
Classes validation Relations validation
Always Sometimes Never
Axioms validation
Relevance (Pertinence)
Relevant Not really relevant Not relevant at all
Attributes validation
Les Phases Suivantes de l’approche de validation
Phase 2: Agrégation des résultats du questionnaire est réalisée de façon
automatique par les modules de formulaire web de CMS: tel que drupal webform
Phase 3 et Phase 4 Analyse et Synthèse des résultas obtenus et la
mise à jour du questionnaire en fonction de ces derniers
Pour la phase 3, nous préconisons l’utilisation de la méthode DELPHI [Dalker & Helmer, 1963]: son rôle est de réaliser la convergence des opinions des experts concernant une thématique spécifique par l’utilisation d’un questionnaire.
Généralement, 3 itérations de mise à jour du questionnaire sont suffisants pour atteindre un consensus.
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 54 23/01/2014
Application de la phase 1 de l’approche sur l’ontologie HERO:
Nous avons dérivé un questionnaire composé de 100 questions à partir des éléments de l’ontologie et proposé un QCM dans l’espace réservé des réponses possibles en se basant sur les critères de qualité de l’ontologie.
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 55 23/01/2014
Phase 2: Résultats agrégés du Questionnaire
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 56 23/01/2014
Mise à jour de l’ontologie
Recommandation Action
Un étudiant peut être inscrit à la fois
dans les cursus de graduation et de post
graduation en même temps, alors que
nous avions déclaré dans l’ontologie que
les deux classes étaient incompatibles
(pas d’instances communes)
Suppression de l’axiome
d’incompatibilité entre « Undergarduate
Student » et « Graduate Student » car il
existe des étudiants qui chevauchent les
deux catégories
« Post Graduate Student » a été identifié
comme une classe manquante dans
l’ontologie
Ajout d’une classe : « Post Graduate »
qui est une sous classe de « Student »
Certains termes utilisés pour classes
n’ont pas fait l’unanimité auprès des
experts
Ajout de labels à certaines classes dans
le but d’élaguer toute ambiguité, tels
que : « Research Group » équivalent à
« Research Team » et “Technical
Report” equivalent à “Research Report”
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 57 23/01/2014
Zemmouchi-Ghomari L., Ghomari A. R., “A New Approach for Human Assessment of Ontologies”, the third
international conference of information systems and technologies, ICIST’2013, Tangier, Morocco, 2013.
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 58 23/01/2014
Transformation
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 59 23/01/2014
CNL
OWLPATH
PANTO
DEANNA
Ben Abacha & Zweigenbaum
Approach
Approches Automatiques d’interrogation des ressources web
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 60 23/01/2014
CNL
Ontology-based Controlled
Natural Language Editor
OWLPATH
OWL Ontology- guided query
editor
PANTO
Portable Natural Language
Interface to Ontologies
DEANNA
Deep Answers for Naturally
Asked Questions
Ben Abacha & Zweigenbaum
Approach
Translating Medical
Questions into SPARQL Queries
Limitations: Prérequis: Mapping entre les concepts des questions et les concepts des bases de connaissances interrogées Focus sur certains types de questions et sur certains domaines de connaissances Pas de consensus de la communauté spécialisée dans l’interrogation du web sur une seule approche
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 61 23/01/2014
Approche de traduction proposée Une variation de l’approche de Ben Abacha & Zweigenbaum
Pourquoi?
Comment ?
Spécifique au domaine médical
Limitée à un ensemble particulier de questions:
questions commençant par ”WH” Leur Approche Notre Approache
1. Identifer le type de la Question 1. Identifying QuestionType
2. Determiner les types des réponses attendues pour les questions commençant par WH
2. Determiner les réponses attendues
3. Construire les formes simplifiées et affirmatives des questions
4. Reconnaissance des Entités Medicales (traitement, maladie…)
3. Extraction des Entités
5. Extraction des Relations 4. Identifer les types d’entités des réponses et leurs localisations dans l’ontologie
6. Construction des Requêtes SPARQL
5. Construction des Requêtes SPARQL
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 62 23/01/2014
Phase I: Identifier les catégories des questions de compétence
en fonction des types de réponses attendues
a) Questions de Définitions: qui commencent par “What is/are” ou “What
does mean”
b) Questions Booléennes: les réponses “oui” ou “non”
c) Questions Factuelles: les réponses son des faits ou des informations
précises
d) Questions de Listes: les réponses sont des listes d’éléments
e) Questions Complexes: qui commencent par “How” ou “Why”
Approche Proposée de traduction des questions de compétence en requêtes SPARQL
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 63 23/01/2014
Phase I: Identifier les catégories des questions de
compétence en fonction des types de réponses attendues
CQs’ Categories
CQs’ Examples
Definition questions
CQ59.What is a Credit?
Yes/No questions
CQ3. Must a university teacher be a researcher?
Factual questions
CQ44. What average size and duration have governing
board?
List questions
CQ1. What are the possible academic ranks of a teacher?
Complex questions
CQ41.Why universities are organized into
departments?
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 64 23/01/2014
Phase II: Déterminer les réponses attendues (idéales)
Approche Proposée de traduction des questions de compétence en requêtes SPARQL
CQs’ Examples Corresponding Answers
CQ59.What is a Credit? Each course bears a specified number of credits. In general, the number of credits a course carries is determined
by the number of class hours the course meets each week. CQ3. Must a university
teacher be a researcher?
Nearly all faculty members are expected to engage in research.
CQ44. What average size and duration have governing board?
The average size of public boards is approximately 10 people and the average size among independent (private) institutions is 30. The length of board members’ terms varies from three
years to as long as 12 years. CQ1. What are the possible
academic ranks of a teacher?
Assistant Professor, Associate Professor, Full Professor, Professor Emeritus.
CQ41.Why universities are organized into departments?
The basic unit of academic organization in most institutions is the department (e.g., chemistry, political science). Every
department belongs to an academic field.
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 65 23/01/2014
Phase III: Extraire les Entités à partir des paires de
Questions/Réponses identifiées dans la phase II
Approche Proposée de traduction des questions de compétence en requêtes SPARQL
Extracted terms from CQs’
Extracted terms from Answers
CQ59.What is a Credit? Each course bears a specified number of credits. In general, the number of credits a course carries is
determined by the number of class hours the course meets each week.
CQ3. Must a university teacher be a researcher?
Nearly all faculty members are expected to engage in research.
CQ44. What average size and duration has governing
board?
The average size of public boards is approximately 10 people and the average size among independent (private)
institutions is 30. The length of board members’ terms varies from three years to as long as 12 years.
CQ1. What are the possible academic ranks of a
teacher?
Assistant Professor, Associate Professor, Full Professor, Professor Emeritus.
CQ41.Why universities are organized into departments?
The basic unit of academic organization in most institutions is the department (e.g., chemistry, political science). Every department belongs to an academic
field.
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 66 23/01/2014
Phase IV: Identifier les types d’entités des réponses (classe, propriété,
relation, annotation, axiome, instance) ainsi que la localisation de l’entité dans l’ontologie
Approche Proposée de traduction des questions de compétence en requêtes SPARQL
Entities’ Types Entities’ Locations in the ontology
Class: Course Data Property: CourseCreditsNumber
CourseCreditsNumber Domain Course
Classes: Teacher, Researcher Teacher SubClassOf Researcher Class: Governing Board Data Properties: Size, Duration
GoverningBoardSize Domain GoverningBoard GoverningBoardDuration Domain GoverningBoard
Class: Teacher Data Property: Rank, Assistant Professor, Associate Professor, Full Professor, Professor Emeritus
TeacherRank Domain Teacher AssistantProfessor SubPropertyOf TeacherRank AssociateProfessor SubPropertyOf TeacherRank FullProfessor SubPropertyOf TeacherRank ProfessorEmeritus SubPropertyOf TeacherRank
Classes: Higher Education Organization, Department
Department SubClassOf Faculty Faculty SubClassOf Role Role SubClassOf HigherEducationOrganization Department Definition
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 67 23/01/2014
Phase V: Construire les Requêtes SPARQL
Approche Proposée de traduction des questions de compétence en requêtes SPARQL
Competency Questions SPARQL Queries
CQ59.What is a Credit? SELECT ?comment WHERE { HERO:CourseCreditsNumber rdfs:comment ?comment }
CQ3. Must a university teacher be a researcher?
ASK {HERO:Teacher rdfs:subClassOf HERO:Researcher .}
CQ44. What average size and duration have governing board?
SELECT ?university ?size WHERE { ?university rdf:type HERO:HigherEducationOrganization; ?y rdfs:subClassOf ?university ; ?y HERO:GoverningBoardSize ?size }
SELECT ?university ?duration WHERE { ?university rdf:type HERO:HigherEducationOrganization ; ?y rdfs:subClassOf ?university ; ?y HERO:GoverningBoardDuration?duration }
CQ1. What are the possible academic ranks of a teacher?
SELECT ?a ?b ?c ?d WHERE {?a rdfs:subPropertyOf HERO:TeacherRank. ?b rdfs:subPropertyOf ?a . ?c rdfs:subPropertyOf ?b . ?d rdfs:subPropertyOf ?c .}
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 68 23/01/2014
Zemmouchi-Ghomari L., Ghomari A. R., “Translating Natural Language Competency Questions into SPARQL
Queries: a Case Study”, The First International Conference on Building and Exploring Web Based Environments,
Seville, Spain, 2013.
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 69 23/01/2014
L’Ontologie HERO verson du 25.06.2013
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 70 23/01/2014
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 71 23/01/2014
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 72 23/01/2014
Les Applications possibles de l’Ontologie de Référence dédié au domaine de l’Enseignement Supérieur
• Un outil de recherche
• Un instrument de profilage
• Un outil de classement mondial
• Une source pour dériver une ontologie d’application
les profils des utilisateurs potentiels
• Les institutions de l’Enseignement Supérieur
• Le domaine des Affaires (business) et de l’Industrie
• Les législateurs au niveau National et International
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 73 23/01/2014
CONCLUSION
Les Contributions dans le contexte de cette Thèse de Doctorat sont:
ETAT DE L’ART
Comparaison entre les ontologies et les terminologies
Description de l’ontologie de référence
INGENIERIE ONTOLOGIQUE
Construction d’une ontologie de référence dédiée au domaine de
l’Enseignement Supérieur
EVALUATION DES ONTOLOGIES
Proposition d’une approche pour la traduction des questions de
compétence de l’ontologie en requêtes SPARQL
Proposition d’une approche pour la validation des ontologies par les
experts du domaine
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 74 23/01/2014
CONCLUSION
L’ontologie HERO a été construite en fonction des principes rigoureux de
l’ingénierie ontologique
Toutefois, il ne s’agit pas encore d’une ontologie de référence dédié au
domaine de l’enseignement supérieur.
Plusieurs itérations d’évaluation sont nécessaires afin d’améliorer la
qualité de l’ontologie.
Un large consensus des experts du domaine n’a pas encore été atteint
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 75 23/01/2014
Perspectives
• Poursuivre l’évaluation de l’ontologie construite via:
• plus d’itérations avec les experts du domaine en suivant les orientations de la méthode Delphi
• d’autres questions de compétences
• Fournir un support semi automatique pour les approches de validation proposées, notamment: l’approche d’évaluation par les experts et l’approche d’évaluation par la technique des questions de compétence par:
• L’utilisation d’outils de traitement de la langue naturelle tel que: GATE dans le but d’extraire les termes des paires de questions de compétence et leurs réponses
• l’utilisation de systèmes automatiques d’alignement tel que: COMA 3.0 dans le but de réaliser la phase d’alignement
• Publication de l’ontologie selon les principes du « Linked Data »
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 76 23/01/2014
Perspectives
Quelques recommandations pour construire une ontologie de référence pour un domaine donné: • Privilégier la réutilisation des ressources disponibles
(ontologiques et non ontologiques). • Mettre l’accent sur la spécification (spécialement
l‘acquisition des connaissances) ainsi que l’évaluation (en fonction de différentes perspectives) dans le processus d’ingénierie ontologique.
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 77 23/01/2014
Références Bibliographiques
• [AAU, 2011] AAU, Association of American Universities, “University Research, understanding its role”, 2011
• [ACE, 2007] ACE, American Council on Education, “A brief guide to us higher education system”, 2007
• [Burgun, 2006] Burgun A., “Desiderata for domain reference ontologies in biomedicine”, Journal of Biomedical Information, Vol. 39, N° 3, 2006, pp. 307-313
• [Dalker & Helmer, 1963] Dalkey N. C., Helmer O., “An experimental application of the Delphi method to the use of experts”, Management Science, Vol. 9 N°3, 1963, pp. 458-467
• [Gruber,1993] Gruber T., “A translation approach to portable ontology specification”, Knowledge Acquisition Vol. 5, 1993, pp. 199-220
• [Gruninger & Fox, 1995] Gruninger M., Fox M. S., “Methodology for the design and evaluation of ontologies”, Workshop on Basic Ontological Issues in Knowledge Sharing, Montreal, Canada, 1995, pp. 6.1–6.10
• [IEASA, 2012] IEASA, the International Education Association of South Africa, “In leaps and bounds: Growing higher education in South Africa”, 2012
• [Suarez-Figueroa, 2008] Suarez-Figueroa M., Dellschaft K., Montiel-Ponsada E., Villazon-Terrazas B., Yufei Z., Agyado-Decea G, Garcia A., Fernandez-Lopez M., Gomez-Perez A., Espinoza, Sabou M., “NeOn Methodology for Building Contextualized Ontology Networks”, (NeOn Deliverable D5.4.1.), FP7 NeOn Project, 2008
• [Tim berners lee & al., 2001] Berners-Lee, T., Hendler, J., & Lassila, O. (2001, May). The Semantic Web. Scientific American 284, 34–43
Présentation Doctorat L. Zemmouchi-Ghomari 78 23/01/2014