Transcript Wykłady 1-2

Inteligentne
Systemy
Informacyjne
Krzysztof Juszczyszyn
[email protected]
www.ii.pwr.wroc.pl/~juszczyszyn
Semantic Web
-Ogólna koncepcja - koniec lat 90., wynik prac World Wide Web
Consortium (W3C, Tim Berners-Lee i in.)
-„Semantic” = „wzbogacona o informacje o znaczeniu danych”
(metadane)
- w dalszym etapie o możliwość definiowania zestawów reguł
umożliwiających automatyczne wnioskowanie
-wymagane języki reprezentacji metadanych
Por. World Wide Web Consortium (www.w3c.org)
Semantic Web – architektura
XML
Reprezentacja struktury metadanych przy pomocy zdefiniowanych
przez użytkownika znaczników. Nie ma możliwości definiowania relacji
między używanymi terminami. Łatwe przetwarzanie maszynowe i
kontrola poprawności dokumentu.
<książka>
książka
<autor> ... </author>
<rozdział> ...
autor
\
rozdział
<sekcja> ... </sekcja>
/
<sekcja> ... </sekcja>
sekcja
</rozdział>
</książka>
/
RDF
Model danych RDF składający się z trzech elementów:
1.Zasoby (Resources) – dokumenty, elementy stron, serwisy, usługi...nawet
obiekty fizyczne.
2. Własności (Properties) – są to aspekty, cechy obiektów oraz relacje do
innego obiektu.
3.Wyrażenia (ang. Statements) – czyli trójki obiekt-atrybut -wartość
1. <? xml version="1.0" ?>
2. <RDF xmlns:s= http://mój_opis.org/schema#>
4.
<Description about = ”http://www.site.com/moje.html" >
5.
<s:Autor>Karina</s:Autor>
6.
<s:Język>polski</s:Język>
7.
</Description>
8. </RDF>
RDFS
OWL
Ontology Web Language = OWL
Ontologia: w sztucznej inteligencji (def.) – jawna, formalna
specyfikacja konceptualizacji wybranej domeny.
 Dział SI poświęcony nie „jak?” ale „co?”
...a potocznie: (poszerzony) słownik, zawierający koncepty
(klasy), relacje między nimi, ich instancje, aksjomaty
logiczne oraz reguły wnioskowania.
 Opisy zasobów, usług, podmiotów zdefiniowane w OWL i
możliwe do przetwarzania przez autonomicznie działające
oprogramowanie.
OWL
Web Ontology Language = OWL
Ontologia: w sztucznej inteligencji (def.) – jawna, formalna specyfikacja
konceptualizacji wybranej domeny.
...a potocznie: (poszerzony) słownik, zawierający koncepty (klasy),
relacje między nimi, ich instancje, aksjomaty logiczne oraz reguły
wnioskowania.
 Wszystko zdefiniowane w OWL i możliwe do przetwarzania przez
autonomicznie działające oprogramowanie.
... jawna, formalna
specyfikacja konceptualizacji
wybranej domeny.
Projekt nr SPORZL-2.3A-2-12-030/0047, współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego Unii Europejskiej
Ushold M., A semantic continuum on the semantic web
The Knowledge Engineering Review, 17(1), 87–91. 2002
Ontologie w zastosowaniach...
Zarządzanie ontologiami
Ontology-related research challenges:
• Ontology merging
• Ontology alignment
• Ontology versioning
O1
O1
O1
O3
O2
O2
O2
MERGING
ALIGNMENT
Semantic Web – architektura
Od OWL „w górę” – brak
rekomendacji W3C
(standardów), spodziewany
rozwój dowolnych technik z
zakresu automatycznego
wnioskowania,
oprogramowania agentowego,
WebMining, ....
...a także security & trust
management
Semantic Web – cechy środowiska
-Metadane różnego pochodzenia (autorskie, generowane
automatycznie, negocjowane...)
-Rozproszone podejście do funkcji bezpieczeństwa (szczególnie w
aspekcie trust oraz reputation)
-Dynamiczna kompozycja danych i usług
-Niespotykana dotąd autonomia oprogramowania
-Otwartość na znane i rozwijane techniki AI, Data Mining...
 Zmiany w architekturze sieci informatycznych (WWW –
sieć informacyjna) są równie rewolucyjne - GRID
WWW AD 2020...?
Pytania:
-Rola Network Science w najbliższych latach?
-Wpływ na funkcjonowanie sieci informacyjnych?
-Wpływ na przemiany ekonomiczne i społeczne?
-Polityka UE?
-Ogólne trendy...?
Projekt nr SPORZL-2.3A-2-12-030/0047, współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego Unii Europejskiej
Rozwój widziany jako fale innowacji
Projekt nr SPORZL-2.3A-2-12-030/0047, współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego Unii Europejskiej
SemanticWave
Nieunikniony rosnący udział technologii sieciowych i semantycznych.
Powody:
-Skala współczesnych systemów informacyjnych i informatycznych
-Złożoność i heterogeniczność
-Koszty utrzymania i administracji (do 70% budżetów IT!)
-Wiedza – dawniej u pracownika, teraz także w systemie.
Projekt nr SPORZL-2.3A-2-12-030/0047, współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego Unii Europejskiej
SemanticWave – rola technologii
Projekt nr SPORZL-2.3A-2-12-030/0047, współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego Unii Europejskiej
SemanticWave – inwestycje (1)
Projekt nr SPORZL-2.3A-2-12-030/0047, współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego Unii Europejskiej
SemanticWave – inwestycje -USA (2)
Projekt nr SPORZL-2.3A-2-12-030/0047, współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego Unii Europejskiej
Rozwój oprogramowania
Usługi...
Ewolucja architektur oprogramowania
• Podstawowe architektury
oprogramowania:
–
–
–
–
Architektura
Architektura
Architektura
Architektura
monolityczna
klient-serwer
trójwarstwowa
zorientowana na usługi
Architektura monolityczna
• Cechy charakterystyczne:
– brak modularności aplikacji
– ‘samowystarczalność’ – niezależność od innych
aplikacji
– aplikacja odpowiada za realizację wszystkich
niezbędnych kroków w celu udostępnienia
pożądanej funkcjonalności, a nie za realizację
konkretnego zadania
Architektura klient-serwer
• Cechy charakterystyczne:
– każdy proces/komputer odgrywa jedną z ról klienta lub serwera
– rozwiązanie skalowalne
Web
Server
Print
Server
Directory Database
Server
Server
File
Server
Mail
Server
Architektura klient-serwer (c.d.)
– strona serwera zazwyczaj ma większe
wymagania (np. odpowiednie zasoby
sprzętowe)
– strona klienta prostsza, o mniejszych
wymaganiach
– klient realizuje zadania w oparciu o dane i
usługi z serwera,
– klient może zlecać realizację złożonych zadań
serwerowi
Architektura trójwarstwowa
• Cechy charakterystyczne:
– rodzaj architektury klient-serwer
– wyróżnia się trzy warstwy:
• interfejs użytkownika,
• warstwę aplikacji,
• dostęp i przechowywanie danych
– stanowią one odrębne moduły, które są
utrzymywane i rozwijane niezależnie, często
w oparciu o różne platformy sprzętowe i
programowe
Architektura zorientowana na usługi
• Service Oriented Architecture – SOA
– Koncepcja budowania rozproszonych
systemów, które dostarczają funkcjonalność
jako usługi, zarówno dla użytkownika
końcowego jak i do innych usług
Cele SOA
• Szybciej odpowiadać na zmiany po stronie
biznesu
• Móc działać w heterogenicznym
środowisku
• Dostarczać rozwiązania szerokiej gamie
odbiorców nie powtarzając
funkcjonalności
• Integrować systemy i dane
Zalety SOA
•
•
•
•
•
•
Możliwość stopniowego rozwoju
Większa elastyczność
Ponowne użycie – niższe koszty
Możliwość zróżnicowania dostawców
Oparcie na otwartych standardach
Wsparcie dla federacyjności
Podstawowe pojęcia SOA
• Usługa w SOA
– mapowanie zidentyfikowanych w trakcie
analizy procesów biznesowych funkcji
– może być definiowana na różnym poziomie
szczegółowości
fine-grained <–> coarse-grained
w zależności od charakterystyki procesu
biznesowego
Podstawowe pojęcia SOA(c.d.)
• Usługa w SOA
– posiada dobrze zdefiniowany interfejs
umożliwiający:
• publikację,
• odnajdywanie,
• wywołanie.
– może być publikowana wewnętrznie
(wewnątrz organizacji) lub udostępniana na
zewnątrz
– może być komponowana z innych usług
Podstawowe pojęcia SOA
• Podmioty w ramach SOA mogą występować w jednej
bądź obu następujących rolach:
– Konsument (Service Consumer)
• Aplikacja, moduł programowy lub inna usługa która żąda
wywołania usługi
• Inicjuje proces wyszukiwania usługi w rejestrze, tworzy
powiązanie z usługą przez usługi transportowe a następnie ją
wywołuje
• Konsument korzysta z usługi na zasadach określonych przez
udostępniony interfejs.
– Dostawca usługi (Service Provider)
• Element dostępny poprzez sieć teleinformatyczną, który
akceptuje i realizuje żądania konsumentów
• Publikuje usługi w rejestrze oraz definiuje ich interfejs
Podstawowe pojęcia SOA
• tekst slajdu
• tekst slajdu
• tekst slajdu
Cloud computing
Paradygmat obliczeniowy w którym zakładamy
realizacje zadań przy pomocy usług dostępnych
w środowisku sieciowym.
Urządzenie dostępowe (typowo: cienki klient)
pozwala na korzystanie z „chmury” (cloud)
usług.
Zdolności obliczeniowe chmury daleko
przekraczają możliwości klienta.
Pierwsze przykłady: tranzycja programy
pocztowe  mail via WWW
Usługi SOKU – Service Oriented
Knowledge Utilities
Usługa SOKU:
 Skojarzona jest z semantycznym opisem w postaci
metadanych, wystarczającym do jej automatycznego
wywołania w zadanym celu.
 Podlega kompozycji z innymi usługami.
 Jest (częściowo) autonomiczna i korzysta w
mechanizmów podejmowania decyzji.
 Wykorzystuje semantycznie opisane zasoby =
przetwarza, produkuje, wykorzystuje wiedzę.
Usługi SOKU - pojęcie
Gotowa do użytku usługa z spełniająca
zadane miary jakości, funkcjonalności i
zaufania, dopasowana do oczekiwań
odbiorcy
Service-oriented
Knowledge
Utility
Semantyczny opis usług
Semantyczny opis dostarczanej lub
przetwarzanej informacji oraz możliwości
personalizacji
Usługi SOKU - działanie
Usługi SOKU – języki opisu
XML
RDF
Resource Description
Framework
OWL
Ontology Web Language
OWL-S
Ontology Web Language for
Services
Usługi SOKU – języki opisu – OWL-S