peningkatan daya saing pengrajin industri kecil rumah

Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi IX
Program Studi MMT-ITS, Surabaya 14 Pebruari 2009
CASE TOOL UNTUK PEMODELAN SEMANTIK DATA
DALAM WEB ONTOLOGY LAGUANGE (OWL)
Catur Bawa1), Daniel Siahaan2)
Jurusan Teknik Informatika Fakultas Teknologi Informasi Institut Teknologi Sepuluh
Nopember Surabaya
[email protected], [email protected]
ABSTRAK
Semantic web merupakan teknologi yang menyediakan infrastruktur untuk
pertukaran informasi dari berbagai resource yang digabungkan berdasarkan pemaknaan
(meaning) yang dikandung dalam informasi tersebut dan hubungan antara pemaknaan
suatu informasi dengan pemaknaan informasi lainnya. Saat ini, notasi grafis dalam
Semantic Web sudah diperkenalkan untuk memodelkan suatu tata bahasa, namun belum
ada tools berbasiskan notasi grafis untuk memodelkan data model dalam penyusunan
sintaks dari OWL.
Penelitian ini ditujukan untuk merancang dan membangun suatu aturan
pemodelan grafis OWL dan Case Tool-nya yang dapat digunakan perancang untuk
memodelkan tata bahasa yang dapat memberikan semantic meaning pada suatu konten.
Hasil dari penelitian ini adalah suatu Case Tool yang menggunakan aturan
pemodelan grafis OWL yang telah diujicobakan menggunakan beberapa skenario
ujicoba. Pertama, proses transformasi dari dokumen teks OWL ke OWL graph untuk
menguji kesamaan konten dari kedua dokumen. Kedua, proses transformasi dari
dokumen OWL graph ke dokumen teks OWL untuk menguji kepatuhan terhadap aturan
penulisan OWL (Rekomendasi W3C). Ketiga, proses transformasi data model berbasis
OWL graph ke dalam SQL Spatial, yaitu Oracle Spatial, menggunakan data sintesis
untuk menguji kesamaan dari hasil serangkaian query. Dari hasil ujicoba tersebut, dapat
disimpulkan bahwa Case Tool yang dibuat, telah memberikan kontribusi terhadap
tingkat keberhasilan proses desain data model dalam OWL.
Kata Kunci : Case Tool , Data Model, Notasi Grafis, Semantic web
PENDAHULUAN
World Wide Web, atau lebih dikenal dengan dunia internet, yang selanjutnya
disebut WWW adalah kumpulan dari database yang sangat besar, yang berisi data-data
yang tidak memiliki struktur dan keterkaitan antara satu dengan yang lain. Dengan
keberadaan data tersebut manusia dapat secara mudah untuk mengumpulkan fakta,
menciptakan asosiasi, mendapatkan informasi. Sebab manusia dapat mengerti makna
dari informasi yang disajikan ini karena ia memiliki pengetahuan dalam bentuk tata
bahasa dan kosakata yang bisa digunakan untuk memproses arti atau semantik dari kata
yang tertulis dalam web. Tetapi dengan terus bertambahnya berbagai web dengan
konten yang bermacam-macam tersebut manusia akan mengalami kesulitan dalan
memilih informasi yang diinginkan.
Jika masih menggunakan metode tradisional maka pencarian informasi dalam
dunia Internet tersebut akan menemukan kesulitan, seperti perbedaan skema untuk
struktur informasi tersebut dan juga perbedaan bahasa yang digunakan. Kalau
diperhatikan dengan seksama, dalam pencarian sebuah informasi dengan menggunakan
mesin pencari (search engine) masih dijumpai ketidak-cocokan antara informasi yang
diinginkan dengan informasi yang didapatkan.
Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi IX
Program Studi MMT-ITS, Surabaya 14 Pebruari 2009
Semantik Web diperkenalkan untuk mencoba menyelesaikan masalah tersebut.
Semantic Web memungkinkan dilakukannya pendataan terhadap data yang sangat besar
tersebut, mendeskripsikan informasi yang dikandungnya dan memberikan semantic
meaning bagi data-data tersebut. Dengan hal ini, mesin akan dapat mengerti dan dapat
melakukan pemrosesan terhadap data dan mengubahnya menjadi informasi bagi manusia
dan layanan terhadap berbagai aplikasi.
Dengan tujuan agar mesin dapat mengolah informasi yang ada, saat ini website
mulai disjikan dalam format XML,RDF (Resource Description Framework) RDFS (RDF
Schema)dan OWL (Web Ontology Laguange).
OWL adalah bahasa yang digunakan untuk merepresentasikan makna suatu
obyek dan bagaimana relasi antara obyek tersebut. OWL menggunakan kemampuan RDF
untuk memodelkan informasi dari sekumpulan data. Sedangkan data model merupakan
suatu tata bahasa yang digunakan untuk mengartikan sekumpulan data untuk menjadi
suatu informasi.
SEMANTIK WEB
Semantic web merupakan teknologi yang menyediakan infrastruktur untuk
pertukaran informasi dari berbagai resource yang digabungkan berdasarkan pemaknaan
(meaning) yang dikandung dalam informasi tersebut dan hubungan antara pemaknaan
suatu informasi dengan pemaknaan informasi lainn ya. Dalam semantic web terdapat
semantics, yang menghubungkan sekumpulan data sehingga memiliki arti yang
memungkinkan terjadinya pertukaran informasi. Semantics dapat diartikan juga sebagai
suatu tata bahasa yang memodelkan sekumpulan data dalam suatu domain informasi
tertentu. Sedangkan dalam web yang kita kenal sekarang, yang terjadi hanya pertukaran
data.
Semantic Web Bukan Artificial Intelligence
Konsep "dokumen yang dapat dipahami oleh mesin" (machine-understandable
documents) bukan berarti memasukkan Artificial Intelligence ke dalam mesin sehingga
mesin mampu memahami bahasa manusia secara menyeluruh. Konsep ini hanya
menandakan kemampuan mesin untuk memecahkan well-defined problems
(permasalahan yang telah ditentukan) dengan cara melakukan well-defined operations
(operasi untuk memecahkan masalah yang juga telah ditentukan) yang tersedia. Singkat
kata, daripada meminta mesin untuk memahami komunikasi manusia, manusialah yang
diminta keterlibatannya lebih jauh. [7]
Semantic Web Dan Relational Database
Data model pada Semantic Web sangat erat kaitannya dengan model dari
relational database. Sebuah relational database terdiri dari tabel, di mana satu tabel
terdiri dari beberapa baris. Tiap baris terdiri dari beberapa kolom.
Didalam sebuah database terdapat berbagai pemahaman mengenai struktur data
itu sendiri, dalam RDBMS field dikenal sebagai sebuah kolom yang berisikan data.
Sedangkan dalam ontology kolom dikenal dengan nama class.
Ontology
Ontology merupakan suatu teori tentang makna dari suatu objek, property dari
suatu objek, serta relasi objek tersebut yang mungkin terjadi pada suatu domain
pengetahuan. Pada tinjauan filsafat, ontology adalah studi tentang sesuatu yang ada.
Selain itu ontology adalah sebuah konsep yang secara sistematik menjelaskan tentang
segala sesuatu yang ada atau nyata. Dalam bidang Artificial Intelligence (AI) ontology
ISBN : 978-979-99735-7-3
C-11-2
Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi IX
Program Studi MMT-ITS, Surabaya 14 Pebruari 2009
memiliki dua pengertian yang berkaitan. Pertama ontology merupakan kosakata
representasi yang sering dikhususkan untuk domain atau subjek pembahasan tertentu.
Kedua, sebagai suatu body of knowledge untuk menjelaskan suatu bahasan tertentu.
Bahasa Ontology
Untuk dapat digunakan, sebuah ontology harus diekspresikan dalam notasi yang
nyata. Sebuah bahasa ontology adalah sebuah bahasa formal dari sebuah pengembangan
ontology. Beberapa komponen yang menjadi struktur ontology, ntara lain:
 XML (Extensible Markup Langguage)
Menyediakan sintaksis untuk output dokumen terstruktur, tetapi belum
dipaksakan untuk dokumen XML menggunakan semantic constrains.
 XML Schema
Bahasa untuk pembatasan struktur dari dokumen XML.
 RDF (Resource Description Framework)
Model data untuk objek (‘resources’) dan relasi diantaranya, menyediakan
semantic yang sederhana untuk model data tersebut, dan data model ini dapat
disajikan dalam sintaksis XML.

RDF Schema
Adalah kosakata untuk menjelaskan properties dan classes dari sumber RDF,
dengan sebuah semantics untuk hirarki penyamarataan dari properties dan classes.
 OWL (Ontology Web Langguage)
Menambahkan beberapa kosakata untuk menjelaskan properties dan classes,
antara lain : relasi antara classes (misalkan disjointness), kardinalitas (misalkan ‘tepat
satu’), equality, berbagai tipe dari properties, karakteristik dari properties (misalkan
symmetry), menyebutkan satu persatu classes.
Notasi Yang Digunakan Dalam OWL Graph
Notasi yang digunakan dalam case tool menggunakan referensi dari paper [2].
Gambar.1 adalah notasi visual yang digunakan. Gambar 1a. merupakan notasi Literal,
Gambar 1.b merupakan notasi Resource, dan Gambar 1.c adalah notasi untuk property.
Literal
R
X
(a)
(b)
(c)
Gambar 1. Notasi dalam OWL Graph
Notasi Literal mendefinisikan suatu harga string atau integer dari suatu data model.
Notasi Ressource merupakan segala sesuatu yang dapat diidentifikasi.
Notasi Property merupakan relasi dari object Notasi Grafis, dimana X dapat berupa :
r
= rdfs:range d
= rdfs:domain t
= rdf:type
METODA
Blok Diagram
Gambar.2 merupakan blok diagram system yang dibuat, dimulai dengan seorang
domain expert. Domain expert mendesai data model berbasiskan URI, menggunakan
toolbox berupa templete beberapa notasi grafis.
ISBN : 978-979-99735-7-3
C-11-3
Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi IX
Program Studi MMT-ITS, Surabaya 14 Pebruari 2009
Dalam mendesain data model domain expert mendapatkan bantuan dari sistem
yang mempunyai beberapa aturan (rules) OWL graph. Desain data model ini berupa
notasi grafis dengan relasi - relasi (edges) yang menghubungkan notasi grafis (nodes)
tersebut.
Setelah proses pembuatan data model yang dilakukan oleh domain expert, maka
proses selanjutnya adalah mengkonversinya kedalam bentuk file OWL. File OWL inilah
yang digunakan dalam pemberian semantic meaning dari suatu resource.
Gambar 2. Blok Diagram Sistem
Penyusunan Rules untuk Case Tool OWL Graph
OWL Rules adalah aturan-aturan yang digunakan dalam proses transformasi dari
dokumen OWL hingga menjadi OWL graph, membentuk dokumen OWL, dan
digunakan dalam proses validasi dari data model yang dibuat oleh perancang, sehingga
data model tersebut dapat memberikan semantic meaning pada suatu content web secara
visual (grafis).
Uji Coba dan Evaluasi Pengembangan Sistem yang dibuat
Pengujian Rule dalam OWL Graph
Gambar 3. berikut ini merupakan tahapan pengujian yang dilakukan untuk
mengetahui kebenaran dari rule dalam OWL Graph yang telah dibuat. Dimulai dengan
membuka suatu dokumen OWL yang diambil dari OWL Guide yang sesuai dengan
rekomendasi dari W3C (W3C Recommendation).[6]
ISBN : 978-979-99735-7-3
C-11-4
Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi IX
Program Studi MMT-ITS, Surabaya 14 Pebruari 2009
Gambar 3. Langkah Pengujian Rule dalam OWL Graph
Pengujian dengan Data Sintesa
Gambar 4. Langkah Pengujian dengan Data Sintesis
Pengujian dengan data sintesis seperti pada Gambar 4. dilakukan untuk
mengetahui kebenaran rules dan fungsi Case Tool dalam pembuatan data model dengan
melakukan
ujicoba
perbandingan
antara
rancangan
ER-Diagram
yang
diimplementasikan pada database MS-Access kemudian dibuat data model dari ERDiagram tersebut ditranformasi ke Ntriples kemudian diimplementasikan pada database
Spatial Oracle.
ISBN : 978-979-99735-7-3
C-11-5
Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi IX
Program Studi MMT-ITS, Surabaya 14 Pebruari 2009
HASIL DAN DISKUSI
Proses Transformasi dari Dokumen OWL Ke Grafik OWL
Berikut ini merupakan uji coba dan hasil dari transformasi dari Dokumen OWL
ke Grafik OWL menggunakan fasilitas Open File pada Case Tool. Dokumen OWL yang
digunakan adalah Dokumen OWL yang dihasilkan oleh Case Tool berbasiskan text
(Protege) yang digunakan sebagai referensi dalam penelitian ini.
Gambar 5. Hasil Transformasi dari Dokumen OWL ke Data Model
Tabel.1 merupakan analisa hasil ujicoba transformasi dari OWL graph yang
telah dilakukan untuk membuat dokumen OWL/XML. (tidah seluruh dokumen
ditampilkan)
Tabel 1. Analisa Hasil Transformasi dari RDF Graph Ke Dokumen RDF
Dokumen Sumber
<owl:Class
rdf:about="http://www.w3.org/2002/07/owl#
ibu">
<rdfs:isDefinedBy
rdf:resource="http://www.w3.org/2002/07/o
wl"/>
<rdfs:label
rdf:datatype="http://www.w3.org/2001/XMLS
chema#string"
>ibu</rdfs:label>
<rdfs:subClassOf>
<owl:Class
rdf:about="http://www.w3.org/2002/07/owl#
orang_tua"/>
</rdfs:subClassOf>
</owl:Class>
Dokumen Hasil Transformasi
<owl:Class
rdf:about="http://www.w3.org/2002/07/owl#i
bu">
<rdfs:isDefinedBy
rdf:resource="http://www.w3.org/2002/07/ow
l#"/>
<rdfs:label>ibu</rdfs:label>
<rdfs:subClassOf
rdf:resource="http://www.w3.org/2002/07/ow
l#orang_tua"/>
</owl:Class>
<owl:Class
rdf:about="http://www.w3.org/2002/07/owl#
anak_lakilaki">
<rdfs:label
rdf:datatype="http://www.w3.org/2001/XMLS
chema#string"
>anak_lakilaki</rdfs:label>
<rdfs:isDefinedBy
rdf:resource="http://www.w3.org/2002/07/o
wl"/>
</owl:Class>
<owl:Class
rdf:about="http://www.w3.org/2002/07/owl#a
nak_lakilaki">
<rdfs:isDefinedBy
rdf:resource="http://www.w3.org/2002/07/ow
l#"/>
<rdfs:label>anak_lakilaki</rdfs:label>
</owl:Class>
ISBN : 978-979-99735-7-3
C-11-6
Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi IX
Program Studi MMT-ITS, Surabaya 14 Pebruari 2009
Dari Tabel 1. dibandingkan (kolom sebelah kiri merupakan dokumen sumber
sedangkan kolom sebelah kanan merupakan dokumen hasil transformasi), maka pada
dokumen sumber, Class ibu merupakan subClass dari orang_tua, demikian juga dengan
dokumen hasil transformasinya. Class ibu merupakan subClass dari orang_tua.
Sehingga dapat dikatakan, bahwa content antara dokumen sumber dan hasil
transformasi adalah sama, dan dapat diterima (diujicobakan) pada editor text referensi.
Perbedaan yang mungkin muncul pada dokumen hasil transformasi adalah pada
urutan penyebutan class dan atribut pada suatu object data model. Namun hal seperti ini
tidak menjadi masalah, sebab salah satu sifat dokumen OWL/XML adalah tidak
mementingkan urut-urutan penyebutan dari object data model ataupun atribut dari
object data model tersebut.
Hasil Ujicoba Query dan Analisa Menggunakan Data Sintesis
Ujicoba dengan melakukan Query terhadap dua jenis database telah dilakukan,
yang pertama dilakukan pengujian terhadap database MS-Access dan yang kedua
terhadap Oracle 11
Berikut ini Query yang dilakukan pada database Access :
Mencari Pegawai Yang Menjabat Kepala
SELECT Pegawai.Nama, Pegawai.NIP, Pegawai.Gaji, departemen.Jabatan
FROM Pegawai INNER JOIN departemen ON Pegawai.NIP = departemen.NIP
WHERE (((departemen.Jabatan)="kepala"));
Hasil:
Berikut ini Query yang dilakukan pada oracle spatial :
Mencari Pegawai Yang Menjabat Kepala
SELECT p kepala
FROM TABLE(SDO_RDF_MATCH(
'(?p rdf:type pnb:Pegawai)(?p owl:memiliki_jabatan ay:Kepala)',
SDO_RDF_Models('Departemen'), null,
SDO_RDF_Aliases(SDO_RDF_Alias('pnb','http://www.pnb.ac.id/politeknik/'),SDO_R
DF_Alias('owl','http://www.w3.org/2002/07/owl#')), null));
Hasil:
KEPALA
----------------------------------------------http://www.pnb.ac.id/politeknik/Budi
http://www.pnb.ac.id/politeknik/Jony
2 rows selected
Query yang dilakukan terhadap dua database yang berbeda terdapat perbedaan
dan persamaan. Persamaannya adalah hasil query pada masing-masing database adalah
sama. Sedangkan perbedaannya adalah, pada database MS-Access dihasilkan suatu
records data dari suatu database yang merupakan hasil Query tertentu, sedangkan hasil
ISBN : 978-979-99735-7-3
C-11-7
Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi IX
Program Studi MMT-ITS, Surabaya 14 Pebruari 2009
Query pada database Oracle 11g dihasilkan suatu informasi tertentu dalam format
URIref. Informasi yang dihasilkan dari Query tersebut sangat tergantung pada data
model dan instance dari data model yang dibuat.
KESIMPULAN
Dalam uji coba yang telah dilakukan, baik dalam proses transformasi dari
dokumen OWL ke OWL graph ataupun dari OWL graph ke dokumen OWL, terbukti
bahwa case tool ini menghasilkan dokumen yang sama kontennya dengan aslinya, dan
sesuai dengan rekomendasi dari W3C Recommendation maupun sesuai dengan rules
yang ada dalam Oracle 11g. Hal ini menandakan kebenaran dari desain rules OWL
graph yang dilakukan dalam penelitian ini.
Dengan Case Tool berbasiskan OWL graph ini dapat memberikan kontribusi
nyata terhadap pemodelan data dalam OWL, sehingga dapat digunakan dalam
mendesain data model dalam Semantic Web Search Engine yang sesuai dengan
rekomendasi dari W3C (W3C Recommendation).
DAFTAR PUSTAKA
Aditya Prapanca, Case Tool For Data Modeling In Resource Description Framework,
Informatic Departement Faculty of Information Technology, Sepuluh Nopember
Institute of Technology, Surabaya, 2007
Daniel Siahaan, Graphical Notation For Semantic Web Language, ICTS 2006
Informatic Departement Faculty of Information Technology, Sepuluh Nopember
Institute of Technology, Surabaya, 2006
Balani Naveen, The future of the Web is Semantic, IBM developerWorks
Oktober 2005
Protege, Stanford University, http://protege.stanford.edu (2 Maret 2008)
OWL Web Ontology Language Reference, http://www.w3.org/TR/2003/CR-owl-ref20030818/ (2 Maret 2008)
W3C
Recommendation
OWL
Web
Ontology
Language
Guide, http://www.w3.org/TR/2004/REC-owl-guide-20040210/(2 Maret 2008)
Tim Berners-Lee, What the Semantic Web can Represent, 1998
ISBN : 978-979-99735-7-3
C-11-8