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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


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”


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. “


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


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


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


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


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


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”


Barbara Re 11

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


Barbara Re 12

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


Barbara Re 15

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


Barbara Re 16

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”


Barbara Re 23

L’organizzazione delle pagine web attualmente


Barbara Re 24

Organizzazione delle pagine con collegamenti semantici


Barbara Re 25

Web e Semantic Web a confronto


Barbara Re 26

Semantic Web: parte di un’architettura complessa


Barbara Re 27

Ci sono domande?

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