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Il semantic WebIl semantic Web
UNIVERSITA’ DI CAMERINOCorso di laurea in Informatica
Barbara [email protected]
Anno Accademico 2006-07
Laboratorio Informatico in Database Turistici
Barbara Re 2
Agenda
L’idea del Semantic Web La piramide del Semantic Web Metadati RDF Estrazione di metadati
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Barbara Re 3
Un sogno per il Web
“Ho un sogno per il Web … ed esso è diviso in due parti. Nella prima parte, il Web diventa un mezzo
molto più potente per la collaborazione tra le persone. Ho sempre immaginato lo spazio delle
informazioni come qualcosa cui chiunque potesse avere accesso immediato ed intuitivo, e non solo di consultarlo, ma di crearlo. […] Inoltre, il sogno della
comunicazione tra le persone, attraverso la condivisione della conoscenza, deve essere
possibile per gruppi di ogni dimensione, interagenti elettronicamente con la facilità con la quale essi
comunicano di persona”
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Barbara Re 4
Il sogno continua
“Nella seconda parte del sogno, le collaborazioni si estendono ai computer. Le macchine diventano
capaci di analizzare tutti i dati sul Web – il contenuto, i link e le transazioni tra le persone ed i
computer. Un “Web Semantico”, che dovrebbe rendere questo possibile, deve ancora emergere, ma quando lo farà, i meccanismi quotidiani del commercio, della burocrazia, e delle nostre vite
quotidiane saranno gestiti da macchine che interagiscono con macchine, lasciando agli umani il
compito di fornire l’ispirazione e l’intuizione. “
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Barbara Re 5
Dal Web di ieri a quello di domani
L’evoluzione che a portato il Web dalla sua concezione iniziale all’architettura attuale assegna un ruolo fondamentale all’XML ed individua nel Semantic Web la nuova frontiera di sviluppo
Due chiavi di letturaLa separazione del contenuto dalla presentazioneIl passaggio dall’interazione uomo-Web all’interazione macchina macchina
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Barbara Re 6
L’idea del Semantic Web
“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, James Hendler, Ora Lassila
L’idea è inserire sul Web informazioni leggibili ed al tempo stesso comprensibili dalle macchine
Viene permessa l’introduzone di servizi intelligenti come search agents, information filters, ed information brokers
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Barbara Re 7
Perchè il Semantic Web?
Ad oggi il WWW supporta principalemente l’human browsing
Esso è leggibile ma non comprensibile dalle macchine
La difficoltà di automatizzare ogni cosa nel Web è causata dall’enorme volume di informazioni in esso disponibili
Si necessita di programmi che sono capaci di interpretare le informazioni dando loro un significato ben definito dando così la possibilità a computer e persone di lavorare insieme in cooperazione
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Barbara Re 8
Sfide del Semantic Web
Sviluppare un ambiente software che consente ad ogni utente di fare il miglior uso possibile delle risorse disponibili
Supportare standard, tecnologie e politiche che devono essere disegnate perchè le macchine possano capire dal Web
Definire un linguaggio che può esprimere informazioni e relazioni tra le informazioni
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Barbara Re 9
Alcune precisazioni
Per chiarezza di terminologia, va ricordato che la filosofia di base del Web è quella di uno spazio informativo universale, navigabile, con un mapping da URI (Uniform Resource Identifier) alle risorse
Nel contesto del Semantic Web, il termine semantico assume la valenza di "elaborabile dalla macchina" e non intende fare riferimento alla semantica del linguaggio naturale e alle tecniche di intelligenza artificiale
Il Semantic Web è, come l’ XML, un ambiente dichiarativo, in cui si specifica il significato dei dati, e non il modo in cui si intende utilizzarli
La semantica dei dati consiste nelle informazioni utili perché la macchina possa utilizzarli nel modo corretto, eventualmente convertendoli
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Barbara Re 10
Un mondo di asserzioni
Semantic Web è visto come la riformulazione del Web odierno in un insieme di asserzioni semantiche
La conoscenza è espressa attraverso un insieme di asserzioni
Le asserzioni sono affermazioni descrittive dei legami che esistono tra una cosa ed un’altra
Gran parte della conoscenza umana può essere descritta mediante espressioni simili a queste
“Giorgio ha una madre, Marta” “Marta è la madre di Giorgio”“Il prodotto #4521 ha un prezzo, €19.95”“Luca ha una città di residenza, Torino”“Gli stati uniti hanno un presidente George W. Bush”
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Web Semantico si compone di tre livelli fondamentali
i dati
i metadati o annotazioni riportano questi dati ai concetti di uno schema
nello schema (o ontologia) si esprimono le relazioni fra concetti, che diventano classi di dati relative ad un dominio
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Fino al …. Semantic Web
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La piramide del Semantic Web
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URIs e Unicode
Gli URI (Universal Resource Identifiers) sono identificatori per risorse di ogni tipo – dagli schemi alle persone
Componenti essenziali di questo livello, gli URI possono essere metadati
EsempiISBN (International Standard Book Numbers) in campo librario Social Security numbers nel contesto del Web
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XML + NS + XML Schema
eXtensible Markup Language (XML) e il più recente XML Schema facilitano la creazione, l’uso e l’interoperabilità sintattica dei vocaboli dei metadati
L’interoperabilità semantica tra questi è invece assicurata dai NS (NameSpace) i quali sono identificati e localizzati tramite URI
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RDF e RDF Schema
La famiglia dei linguaggi RDF fa da supporto per l’interoperabilità a livello semantico
Gli sviluppi dell’RDF costituiscono il linguaggio base del Web, consentendo agli agenti di effettuare le inferenze logiche di cui necessitano per svolgere i loro compiti
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Vocabolario delle Ontologie
Le ontologie sono sistemi di metadati (riferiti a specifici vocabolari)
Il livello Ontology rappresenta il centro di creazione dei metadati di cui il Semantic Web ha bisogno
E’ qui che le descrizioni, sia semplici sia complesse insieme ai loro schemi di classificazione, sono create e registrate
Avendo a disposizione tali informazioni gli agenti possono “intelligentemente” interpretare i dati, eseguire inferenze, e svolgere le loro operazioni
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Logica
Noi effettuiamo continuamente inferenze nella nostra vita quotidiana
Per esempio se N denota il numero di messaggi non letti nella nostra casella di posta elettronica, allora se il messaggio è formattato in grassetto, il messaggio fa parte degli N non lettiQuesta inferenza è basata sulla prova fornita dalla diversa formattazione
Il livello logico lavora con il medesimo principio base attraverso la logica elementare dei predicati (First Order Predicate Logic)
Un agente può derivare una conclusione logica (o ragionamento) nel corso di esecuzione di uno dei suoi task basandosi essenzialmente su “fatti”, messi a disposizione da metadati codificati in maniera semantica
Naturalmente la capacità logica del Semantic Web non si esaurisce a trarre conclusioni da una serie di ipotesi
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Livello logico
Responsabilità:InferenzaRegole al top dell’ontologia
Tecnologie (standard)RuleML + OWL = OWLRules
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Prove e Fiducia
Gli ultimi due livelli orizzontali, costruiti al di sopra del livello logico, lo completano fornendo i concetti di prova e fiducia (trust)
Una prova fornisce una validazione di un fatto slegandosi dall’attività di inferenza
La fiducia introduce il concetto di integrità della prova
Il funzionamento di questi due livelli è fortemente dipendente dall’accuratezza della preparazione dei metadati e dall’affidabilità delle fonti
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Livello di prova e fiducia
ResponsabilitàRisoluzione dei conflittiWeb of Trust
Tecnologie (standard)Nessuno standard
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Firme Digitali
Il livello delle firme digitali si posiziona in verticale a partire dal livello dell’RDF fino al livello delle prove
In pratica, i progressi nel settore della sicurezza consentono di garantire la validità di metadati e schemi, utilizzati dagli agenti per svolgere i “ragionamenti”
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L’organizzazione delle pagine web attualmente
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Barbara Re 24
Organizzazione delle pagine con collegamenti semantici
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Barbara Re 25
Web e Semantic Web a confronto
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Barbara Re 26
Semantic Web: parte di un’architettura complessa
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Barbara Re 27
Ci sono domande?