Transcript ONTOLOGIJŲ APŽVALGA - VU Matematikos ir informatikos

ONTOLOGIJOS IR
SEMANTINIS
PASAULINIS TINKLAS
Saulius Maskeliūnas
Matematikos ir informatikos institutas
Akademijos 4, Vilnius 08663
.
MII
2
TURINYS (1)
ĮVADAS
(ontologijų apibrėžimas, sudėtingumo lygiai,
ontologijų rūšys ir kt.).
1. ONTOLOGIJŲ KŪRIMAS
(specifikavimo kalbos, kūrimo metodologijos ir
aplinkos, pavyzdžių bibliotekos Internete).
2. ONTOLOGIJŲ PANAUDOJIMAS INFORMACINĖSE
SISTEMOSE
3. ONTOLOGIJOS PASAULINIAME TINKE
MII
3
TURINYS (2)
4. TOLESNĖS SEMANTINIO PASAULINIO TINKLO
RAIDOS KRYPTYS:


Į paslaugas orientuota architektūra, pasaulinio tinklo
paslaugos  Semantinio pasaulinio tinklo paslaugos
(angl.: Service Oriented Architecture, Web Services 
Semantic Web Services)
Skaičiuojamieji tinklai (išskirstyti skaičiavimai kompiuterių
tinkluose) ir skaičiuojamosios pasaulinio tinklo paslaugos 
Semantiniai skaičiuojamieji tinklai
(angl.: Grid Computing, Grid Services  Semantic Grid)
IŠVADOS
MII
1. ĮVADAS
4
MII
5
Ontologijos termino istorija
• Filosofijoje terminas "ontologija" turi prasmę "būties
teorija", "visos tikrovės svarbiausių ypatybių
nagrinėjimas". Čia "ontologija" yra sinonimas terminui
"metafizika" (tai aptarinėjo ir Aristotelis IV a.pr.m.e.).
• Pats "ontologijos" terminas pirmą kartą panaudotas
XVII a.
• Maždaug nuo 1990 m. šis terminas pradėtas naudoti ir
Dirbtinio intelekto srityse, kalbant apie:
•
•
•
•
žinių bendrą naudojimą [sharing],
programinių agentų tarpusavio sąveiką,
visuotinai pripažįstamų [common sense] žinių atvaizdavimą,
natūralios kalbos apdorojimą
ir kt.
MII
6
Ontologijų apibrėžimas
• Ontologija - tai tam tikros srities sąvokų
visumos specifikavimas išreikštu pavidalu
[“explicit specification of a conceptualization”
T.R.Gruber 1993 m.].
• Ontologijos specifikuoja nagrinėjimo srities:
•
•
•
•
Sąvokas, esybių (daiktų bei reiškinių) tipus
Sąvokų hierarchijas,
esybių tipų tarpusavio sąryšius, priklausomybes
[Aksiomas, taisykles, dėsningumus apie esybių tipus
ir sąryšius]
[Pavyzdinius atvejus]
MII
Ontologijų sudėtingumo lygiai
• Deborah L. McGuinness. “Ontologies Come of Age”.
In: D. Fensel, J. Hendler, H. Lieberman, W. Wahlster (eds.)
The Semantic Web: Why, What, and How, MIT Press, 2001.
7
MII
8
Ontologijų sudėtingumo lygiai
•
•
•
•
Terminai
+ Terminų apibrėžimai;
+ Siauresnių/platesnių terminų sąryšiai;
+ Apibendrinimo (“IS_A”) sąryšiai:
neformalūs \ formalūs;
•
•
•
•
•
+ Formaliai nurodyti konkretūs atvejai;
+ Freimai (savybės);
+ Galimų reikšmių apribojimai;
+ Loginės sąlygos (suvaržymai, aksiomos);
+ Inversijos, nepersidengimo (“disjointness”),
visumos-dalies (“PART_OF”) sąryšiai ir kt.
(tęsinys)
MII
9
Ontologijų rūšys (pagal formalumą)
• Neformalios (pvz., terminų katalogai)
• Formalios
•
•
•
Aksiomatizuotos (pvz.: formalios mokslų teorijos,
taisyklių ir freimų rinkiniai ekspertinėse sistemose,
duomenų bazių koncepcinių schemų specifikacijos)
Prototipais paremtos (terminologinės)
Mišrios
MII
10
Ontologijų rūšys (pagal galią)
• “Lengvasvorės" ontologijos išreiškia:
•
•
•
•
sąvokas
elementarius tipus
sąvokų hierarchiją
sąryšius tarp sąvokų
• “Sunkiasvorės" ontologijos papildomai išreiškia:
•
•
•
•
kardinalumo apribojimus
sąryšių klasifikaciją
pakartotinius tvirtinimus
galimybes manipuliuoti aksiomomis ir semantika, naudojant
logikos formalizmus ir loginio išvedimo sistemas
MII
11
Ontologijų rūšys (pagal paskirtį)
• žinių vaizdavimo ontologijos;
• bendrosios ontologijos,
visuotinai naudojamų sąvokų ontologijos;
• aukščiausio lygio ontologijos,
meta-ontologijos;
• lingvistinės ontologijos;
• nagrinėjimo sričių ontologijos;
• užduočių ontologijos, metodų ontologijos,
taikomųjų programų ontologijos; ir kt.
MII
1. ONTOLOGIJŲ KŪRIMAS
12
MII
13
Ontologijų specifikavimo kalbos
• Tradicinės – CARIN, FLogic, LOOM, OCML,
Ontolingua
• Specializuotos – CycL (CyC ontologijai),
GRAIL (medicininei ontologijai GALEN),
NKRL (naratyvinių dokumentų semantiniam
kontekstui aprašyti)
• Skirtos pasauliniam tinklui – SHOE, XOL,
OML, RDF ir RDF Schema, OIL, DAML+OIL,
Web Ontology Language (OWL)
MII
CyC ontologijos apibrėžimų peržiūros
pavyzdys
http://opencyc251.homelinux.org:3603/cg?cb-start
14
MII
15
Web Ontology Language (OWL)
http://xml.coverpages.org/owl.html
• OWL yra Semantinio pasaulinio tinklo sudedamoji dalis;
ją kuria “W3C Web Ontology” darbo grupė
DAML+OIL ontologijų kalbos pagrindu
• 2002.03.08 išleidžiama pirma OWL reikalavimų
dokumento versija
• 2002.07.29 - 1.0 versijos juodraštiniai variantai:
•
•
•
OWL svarbiausių ypatybių aprašas (Feature Synopsis),
OWL abstrakčios sintaksės specifikacija
OWL semantikos specifikacija (Reference)
• 2002.11.08 išleidžiama pirma OWL vadovo (Guide)
versija
MII
16
Ontologijų kūrimo metodologijos
•
•
•
•
•
•
•
Cyc
Uschold’o ir King’o
Grüninger’io ir Fox’o
KACTUS
METHONTOLOGY
SENSUS
On-To-Knowledge [galutinė versija 1.0 – 2002.09.26] ;
projektas “Content-Driven Knowledge Management Tools
through Evolving Ontologies” (EU IST-1999-10132) ;
http://www.aifb.uni-karlsruhe.de/WBS/ysu/publications/OTK-D18_v1-0.pdf
MII
17
Ontologijų kūrimo aplinkos
•
•
•
•
•
•
Apollo
LinkFactory®
OILEd
OntoEdit
Ontolingua Server
OntoSaurus
•
•
•
•
•
OpenKnoME
Protégé-2000
SymOntoX
WebODE
WebOnto
Naujausia iš Stanfordo universitete sukurtų priemonių, skirta žinių įgijimui;
laisvai platinama, plačiai naudojama, lengvai išplečiama (iki 150 000 freimų),
suderinama su OKBC, eksportuoja HTML, XML, RDF Schemos, JDBC,
[artimiausioje ateityje ir DAML+OIL] formatais. http://protege.stanford.edu
MII
[Protégé-2000 + TMTab]  XML(XTM)  TMNav
18
MII
19
Automatinis ontologijų kūrimas
• Daugybės ontologijų sudarymo poreikis
• Ontologijų inžinerijos sudėtingumas ir
darbaimlumas
• Mašininio mokymosi panaudojimas ontologijų
kūrimui
• Ontologijų automatinis generavimas esamiems
informacijos ištekliams ("rekonstruojanti
inžinerija“, semantinis anotavimas)
MII
20
Ontologijų evoliucionavimas
• Pasaulis nuolat keičiasi
(naujos veiklos, naujos organizacijų struktūros,
nauji produktai ir paslaugos, …)
• Ontologijos turi atspindėti šiuos pokyčius
(naujos [ar nereikalingomis tampančios] sąvokos
ir sąryšiai, naujos sąvokų prasmės)
• Ontologijų palaikymo svarba
(taikomųjų programinių sistemų veikimo
kokybės priklausymas nuo naudojamų ontologijų
"šviežumo")
MII
21
Ontologijų bibliotekos Internete
• Ontolingua ontologijų serveris
http://www-ksl.stanford.edu/knowledgesharing/ontologies/index.html (statinė biblioteka),
http://www-ksl-svc.stanford.edu:5915/
• IEEE darbo grupės “Standartinės aukščiausios
ontologijos” tinklalapio nuorodų puslapis
http://ltsc.ieee.org/suo/refs.html
• DAML ontologijų biblioteka
http://www.daml.org/ontologies/ontologies.html
MII
2. ONTOLOGIJŲ PANAUDOJIMAS
INFORMACINĖSE SISTEMOSE
22
MII
23
Ontologijų naudojimo privalumai
• žinių struktūrizavimo palengvinimas naujose srityse
• bibliotekoje saugomų komponentų pakartotinas
naudojimas (išvengiant būtinumo kurti iš naujo)
• tarpusavio sąveikos tarp skirtingų komponentų
palengvinimas, išsiaiškinant atitikmenis tarp jų
naudojamų terminų
• intelektuali paieška apdorojant užklausas
(t.y., automatiškai apibendrinant užklausas,
surandant artimiausius dalinius atitikmenis)
MII
24
Esamos ontologijų taikymų sritys
• informacijos mokslas, bibliotekininkystė;
profesinės terminijos standartizavimas;
• [matematinė] lingvistika;
natūralios kalbos generavimas;
• ontologijomis pagrįsta programinių sistemų sąveika;
• duomenų bazių koncepcinės schemos,
koncepcinis modeliavimas;
• žinių inžinerija, žinių bazių sistemos;
• brokeriai bei kitókios informacijos paieškos
sistemos, pagrįstos ontologijomis;
• korporacinis žinių valdymas; …
MII
25
Pagrindinės ontologijų rūšys
Aukščiausio lygio
ontologijos
Taikomųjų sričių
ontologijos
Užduočių
ontologijos
Taikomųjų sistemų
ontologijos
N. Guarino. Formal Ontology and Information Systems.
In: N. Guarino (ed.), Formal Ontology in Information Systems.
Proceedings of FOIS’98, Trento, Italy, June 1998. IOS Press, pp. 3-15.
MII
26
Pagrindinės ontologijų rūšys (tęsinys)
• Aukščiausio lygio ontologijos (ALO) aprašo bendriausias
sąvokas (pvz. erdvė, laikas, objektas, įvykis, veiksmas, ir kt.),
nepriklausomas nuo konkrečios problemos ar srities.
• Taikomųjų sričių ontologijos aprašo konkrečių sričių
žodynus (pvz. medicina, automobiliai), specializuodamos
terminus, įvestus aukščiausio lygio ontologijose
• Užduočių ontologijos aprašo konkrečių užduočių ar veiklų
žodynus (irgi specializuojant ALO terminus).
• Taikymų ontologijos aprašo sąvokas, kurios yra tiek
taikomųjų sričių, tiek užduočių ontologijų specializacija.
Dažnai šios sąvokos atitinka roles kurias atlieka tam tikros
taikomosios srities esybės vykdydamos tam tikrą veiklą.
MII
27
Pagrindinės ontologijų rūšys (tęsinys)
Žinių vaizdavimo
meta-ontologijos
Aukščiausio lygio Lingvistinės
ontologijos
ontologijos
Taikomųjų sričių
ontologijos
Užduočių
ontologijos
Taikomųjų sistemų
ontologijos
MII
28
Žinių vaizdavimo meta-ontologijos
•
•
•
•
Pirmos eilės predikatų logika
Freimų logika
UML
Temų žemėlapiai
MII
29
Aukščiausio lygio ontologijos
• J.F.Sowa’os “Top Level Ontology”
http://users.bestweb.net/~sowa/ontology/toplevel.htm
•
•
•
•
•
N.Guarino grupės “Top Level of Particulars”
SUMO http://ontology.teknowledge.com/
SUO IFF Foundation Ontology http://suo.ieee.org/IFF/
WordNet top level ontology
Upper Cyc
http://www.cyc.com/cyc-2-1/cover.html
•
Apie 3 000 bendražmogiškų žinių sąvokų
•
Sąvokos grupuojamos į mikro teorijas
•
Naujausia atvira versija – Open Cyc v0.6b (2002.04.03)
http://www.opencyc.com/
MII
30
Lingvistinės ontologijos
• CoreLex, EDR Electronic Dictionary, Goi-Taikei (GT)
• Mikrokosmos
• The Generalized Upper Model
http://www.darmstadt.gmd.de/publish/komet/gen-um/newUM.html
• SENSUS
http://www.isi.edu/natural- language/projects/ONTOLOGIES.html
• WordNet http://www.cogsci.princeton.edu/~wn/
Turi 118 000 žodžių formų ir 90 000 žodžių reikšmių
•
Žodžiai kategorizuojami į daiktavardžius, veiksmažodžius,
būdvardžius, prieveiksmius
•
Išreiškiami semantiniai sąryšiai tarp žodžių reikšmių (sinonimai,
antonimai, IS_A, PART_OF sąryšiai)
• EuroWordNet http://www.illc.uva.nl/EuroWordNet/
•
MII
31
WordNet vizuali versija
http://www.visualthesaurus.com/
MII
32
WordNet vizuali versija
(sena versija)
http://www.visualthesaurus.com/classic/
MII
33
Pagrindinės ontologijų rūšys (tęsinys)
Žinių vaizdavimo
meta-ontologijos
Aukščiausio lygio Lingvistinės
ontologijos
ontologijos
Taikomųjų sričių
ontologijos
Užduočių
ontologijos
Taikomųjų sistemų
ontologijos
MII
Taikomųjų sričių ontologijos –
Įmonių ontologija (1)
Veikla
(Activity)
Organizacija
(Organisation)
Strategija
(Strategy)
Prekyba
(Marketing)
Laikas
(Time)
34
Veiklos specifikacija (Activity Specification), Vykdyti (Execute), Vykdoma veiklos specifikacija (Executed
Activity Specification), Pradžios momentas (T-Begin), Pabaigos momentas (T-End), Pradinės sąlygos (PreConditions), Pasekmė (Effect), Veikėjas (Doer), Veiklos dalis (Sub-Activity), Valdžia (Authority), Veiklos
valdytojas (Activity Owner), Įvykis (Event), Planas (Plan), Plano dalis (Sub-Plan), Planavimas (Planning),
Proceso specifikacija (Process Specification), Sugebėjimas (Capability), Įgūdis (Skill), Išteklius (Resource),
Išteklių paskirstymas (Resource Allocation), Išteklių pakaitalas (Resource Substitute).
Asmuo (Person), Įrenginys (Machine), Akcinė bendrovė (Corporation), Partnerystė (Partnership), Partneris
(Partner), Juridinė esybė (Legal Entity), Organizacijos padalinys (Organisational Unit), Valdyti (Manage),
Įgalioti (Delegate), Valdymo grandis (Management Link), Teisinė nuosavybė (Legal Ownership), Neteisinė
nuosavybė (Non-Legal Ownership), Nuosavybė (Ownership), Savininkas (Owner), Turtas (Asset), Sandėrio dalyvis (Stakeholder), Įdarbinimo sutartis (Employment Contract), Pajus (Share), Pajaus savininkas (Share Holder).
Tiklas (Purpose), Turėti tikslą (Hold Purpose), Numatomas tiklas (Intended Purpose), Strateginis tikslas (Strategic
Purpose), Siekis (Objective), Vizija(Vision), Pavedimas(Mission), Užduotis(Goal), Pagalbos siekis (Help Achieve),
Strategija (Strategy), Strateginis planavimas (Strategic Planning), Strateginis veiksmas (Strategic Action), Sprendimas (Decision), Prielaida (Assumption), Kritinė prielaida (Critical Assumption), Nekritinė prielaida (Non-Critical Assumption), Įtakos veiksnys (Influence Factor), Kritinis įtakos veiksnys (Critical Influence Factor), Nekritinis
įtakos veiksnys (Non-Critical Influence Factor), Kritinis sėkmės veiksnys (Critical Success Factor), Rizika (Risk).
Pardavimas (Sale), Galimas pardavimas (Potential Sale), Skirta pardavimui (For Sale), Siūlymas parduoti (Sale
Offer), Pardavėjas (Vendor), Faktinis pirkėjas (Actual Customer), Galimas pirkėjas (Potential Customer),
Pirkėjas (Customer), Perpardavėjas (Reseller), Prekė (Product), Kainos klausìmas (Asking Price), Pardavimo
kaina (Sale Price), Rinka (Market), Segmentavimo kintamasis (Segmentation Variable), Rinkos dalis (Market
Segment), Rinkos tyrimas (Market Research), Rūšies ženklas (Brand Image), Ypatybė (Feature), Poreikis (Need),
Rinkos poreikis (Market Need), Parama parduotant (Promotion), Konkurentas (Competitor).
Laiko linija (Time Line), Laiko intervalas (Time Interval), Laiko momentas (Time Point).
http://www.aiai.ed.ac.uk/project/enterprise/enterprise/ontology.html
MII
Taikomųjų sričių ontologijos –
Įmonių ontologija (2)
35
(Define-Class Legal-Entity (?X) "That which can enter into a
legal contract. For the purposes of the Enterprise Ontology,
this is equivalent to the union of Person, Corporation, and
Partnership."
:Iff-Def (And (Eo-Entity ?X)
(Or (Person ?X) (Corporation ?X) (Partnership ?X)))
:Axiom-Def (Partition Legal-Entity
(Setof Person Corporation Partnership)))
________________________________________________________________
(Define-Class Purpose (?Purpose) "a State-Of-Affairs that is
either
1) the Intended-Purpose of some Plan, or
2) in a Hold-Purpose relationship with some Actor"
:Iff-Def (And (State-Of-Affairs ?Purpose)
(Qua-Entity ?Purpose)
(Or (Exists (?Plan) (Intended-Purpose ?Plan ?Purpose))
(Exists (?Actor) (Hold-Purpose ?Actor ?Purpose)))))
MII
36
Pagrindinės ontologijų rūšys (tęsinys)
Žinių vaizdavimo
meta-ontologijos
Aukščiausio lygio Lingvistinės
ontologijos
ontologijos
Taikomųjų sričių
ontologijos
Užduočių
ontologijos
Taikomųjų sistemų
ontologijos
MII
Užduočių ontologijos –
Verslo procesų modeliavimo kalba
37
The Business Process Management Initiative
(http://www.bpmi.org/) :
• Business Process Modeling Language specification
(2002.11.13)
•
•
•
Verslo procesų modeliavimo kalba (BPML) yra verslo procesų ir juos
palaikančių esybių abstraktus modelis.
BPML apibrėžia formalų modelį abstraktiems ir vykdomiems procesams
išreikšti, apimantį visus įmonių verslo procesus
(tame tarpe įvairaus sudėtingumo veiklas, transakcijas bei jų kompensavimą,
duomenų valdymą, konkuravimą, išimčių apdorojimą ir operacinę semantiką).
BPML išreiškia ir gramatiką (XML schemos forma)
įgalinančią išsaugoti ir keistis apibrėžimais
heterogeninėse sistemose ir modeliavimo priemonėse.
• Business Process Modeling Notation 0.9 working draft
(’02.11.13)
MII
38
BPML specifikacijoje apibrėžti veiklų tipai
MII
39
BPML specifikacijoje apibrėžta
veiklų egzempliorių būsenų perėjimo diagrama
MII
40
Pagrindinės ontologijų rūšys (tęsinys)
Žinių vaizdavimo
meta-ontologijos
Aukščiausio lygio Lingvistinės
ontologijos
ontologijos
Taikomųjų sričių
ontologijos
Užduočių
ontologijos
Taikomųjų sistemų
ontologijos
Taikomųjų sistemų ontologijos –
Įmonių inžinerijos ontologija
MII
41
A.Čaplinskas, A.Lupeikienė, O.Vasilecas. Unified Enterprise engineering environment:
ontological point of view. In: BalticDB&IS*2002 proceedings, Kluwer, 2002, Fig.2:
Functional
entities
execute
Enterprise system aspects:
FUNCTION / ACTIVITY
Enterprise
Enterprise
System
Business
System
Business
Process
Basic
Process
INFORMATION
manipulates Business
Entity
Supporting
Process
models
Information
System
Information manipulates Business
Processing
Information
Process
Object
COMPUTERISATION
Business
Software
System
implements
Application
Program
represents
manipulates Software
Business
Object
MII
Konkrečios įmonės sistemos
pavyzdys: MII PSIS skyrius
42
• Įmonės sistemai „MII PSIS“ priklausančios verslo
sistemos:
•
Pagrindinė veikla:
• Mokslinė veikla
(pagrindinės temos ir papildomų temų vykdymas)
• Užsakomieji darbai
• Konferencijų organizavimas
•
Pagalbinė veikla:
• Doktorantų, magistrų ruošimas; Inventoriaus priežiūra ir kt.)
• Informacinė sistema (IS) – tai, kas yra arba
galėtų būti realizuota kaip kompiuterizuota IS.
MII
43
Verslo sistema „Mokslinė veikla“
Verslo sistemos
posistemiai
Informacinės
sistemos
Programinės sistemos
Informacijos
kaupimas,
Aptarimas,
Pristatymas
Publikacijos (esama
mokslinė inf.),
Diskusijos,
Seminaras,
Skelbimai,
Reikalavimai,
Nauja informacija
(turinti versijas,
tekstinė ir grafinė),
Darbuotojai
MS Office, Elektroninis paštas,
Paieškos Internete priemonės,
Publikacijų DB – tinklalapis,
Mokslininkų DB
Galimos ateityje:
Reikalavimų inžinerijos
programinės priemonės,
Skelbimų lenta, Kadrų DB,
Virtualios konferenc. įranga,
Interneto portalas, etc.
MII
44
Verslo sistema
„Konferencijų organizavimas“
Verslo sistemos
posistemiai
Informacinės
sistemos
Programinės sistemos
Konkrečios
rengiamos
konferencijos
Bendroji informacija, Konferencijos tinklalapis,
dalyviai, biudžetas,
MS Office,
naujienos
Elektroninis paštas,
Konferencijos dalyvių DB –
Dalyvių registravimo sistema
Galimos ateityje:
Straipsnių įteikimo ir
recenzavimo sistema,
Dokumentų DB,
Biudžeto sistema
MII
45
Pagalbinė verslo sistema
„Inventoriaus priežiūra“
Verslo sistemos
posistemiai
Informacinės
sistemos
Programinės sistemos
–
Žiniaraščiai
MS Word
Galimos ateityje:
Darbų srautų sistema,
Inventoriaus duomenų bazė
MII
3. ONTOLOGIJOS
PASAULINIAME TINKE
46
MII
47
Pasaulinio kompiuterių tinklo kartos
1. Pamatų padėjimas: HTML kalba derinyje su
HTTP ryšio protokolu (WWW) [praeitame
dešimtmetyje]
WWW – labai sėkminga technologija
(plg.: prieinamos informacijos kiekis,
tokios informacijos naudotojų kiekis),
tačiau WWW pagrinde yra skirta tik žmonėms
skaityti, o ne kompiuteriams automatiškai
naudoti.
MII
48
Pasaulinio kompiuterių tinklo kartos
1. Pamatų padėjimas: HTML kalba
derinyje su HTTP ryšio protokolu (WWW)
[praeitame dešimtmetyje]
2. Save aprašančių dokumentų naudojimas,
remiantis XML ir RDF kalbomis
[prieš kelis metus].
MII
49
XML ypatybės
• XML dokumentų prasmė yra intuityviai aiški
(dėka "semantinio" sužymėjimo, žymės yra
taikomųjų sričių vardai)
• Tačiau kompiuteriai intuicijos neturi
(t.y., žymių vardai patys savaime semantikos
nepateikia)
• DTD aprašuose objektai nesiskiria nuo sąryšių
• XML turi ne semantinį, o tik žemo lygio modelį
(t.y., medžio tipo vidinę struktūrą)
MII
50
RDF ir RDF-S ypatybės
RDF (t.y., WWW meta-duomenų vaizdavimo būdas):
• naudoja mažą modeliavimo konstrukcijų rinkinį;
• neatitinka taikymo srities žodyno.
RDF Schema :
• išplečia modeliavimo konstrukcijų rinkinį (klasėpoklasė-tipas, savybė-subsavybė, domenas-sfera);
• įgalina apibrėžti taikymo srities žodyną;
• organizuoja šį žodyną kaip apibendrinimų hierarchiją;
• tačiau RDF-S išreiškiamoji galia yra maža (be tiksliai
apibrėžiamos prasmės, be loginio išvedimo modelio).
MII
51
Pasaulinio kompiuterių tinklo kartos
1. Pamatų padėjimas: HTML kalba
derinyje su HTTP ryšio protokolu (WWW) [praeitame
dešimtmetyje]
2. Save aprašančių dokumentų naudojimas, remiantis
XML ir RDF kalbomis
[prieš kelis metus].
3. Semantinio pasaulinio tinklo
(angl.: "Semantic Web") kūrimo pradžia,
siekiant paruošti galimybę automatinei semantinei
kompiuterių tarpusavio sąveikai
MII
52
MII
53
Semantinio pasaulinio tinklo idėja
Tikslas: automatinė kompiuterių tarpusavio sąveika
bendrai priimtos terminijos pagrindu,
naudojant:
• ontologijų kalbas
• logikos formalizmus
• loginio išvedimo galimybes
W3C papildomi reikalavimai:
• realizuojama XML bazėje
• semantinius teiginius išreiškiančios
deklaratyvios kalbos turi būti RDF ir
RDF Schemos antstatu
MII
54
MII
55
Agentų žymėjimo kalba DAML
(http://www.daml.org/ , http://xml.coverpages.org/daml.html)
• Kuriama pagal JAV DARPA užsakymą
• Skirta:
•
•
semantinės informacijos vaizdavimui
kompiuteriams perskaitomu pavidalu
semantinės sąveikos tarp programinių agentų
užtikrinimui (vietoj šiuo metu naudojamos
XML sintaksinės sąveikos)
• Suderinama su esamomis ir ateities
Interneto technologijomis
MII
56
MII
57
Loginių samprotavimų realizavimas
•
•
•
•
•
•
•
Neprieštaringumo tikrinimas
Ryšių tarp ontologijų nustatymas
Išvestų (netikėtų) sąryšių tikrinimas
Ontologijų kūrimo pagalbinė priemonė
Didelėms ontologijoms
Kai ontologijos autorių yra daug
Ontologijų integravimui ir bendram
naudojimui
MII
58
Semantinio pasaulinio tinklo
taikymai
Ypač greitai auganti rinka:
• "Verslo su verslu sąveikos" (B2B) taikymai
• Agentais paremtos paslaugos
• Semantinio pasaulinio tinklo portalai
• Žinių valdymo sprendimai
MII
4. TOLESNĖS SEMANTINIO
PASAULINIO TINKLO RAIDOS
KRYPTYS
59
MII
60
ĮPOA apibrėžimai
1. A service oriented architecture (SOA) is one in which
all entities are services and any operation visible to
the architecture is the result of message exchange.
Service is an entity that provides
some capability to its clients by exchanging messages.
Operations are defined in terms of message exchanges.
I. Foster, C. Kessleman, S. Tueke “SOA” (Chapter 17 of “The Grid 2”)
2004.3.6 , http://www.cse.buffalo.edu/gridforce/SOAApril13.ppt
2. SOA, or Service-Oriented Architecture, is
an architecture comprising
2.1. loosely coupled services,
2.2. described by platform-agnostic interfaces
2.3. that can be discovered and invoked dynamically.
<soaprpc/> Frequently asked questions , http://www.soaprpc.com/faq.html#q11
MII
Į paslaugas orientuotos architektūros
supaprastinta schema
http://www.w3.org/TR/ws-arch/ , 2003.05.14
61
MII
62
Į paslaugas orientuota
architektūra (ĮPOA)
IT transformation to Service-Oriented architecture.
Bea White paper, 2004. http://www.bea.com
MII
63
Pasaulinio tinklo paslauga (angl. Web service)
Pasaulinio tinklo konsorciumas (W3C):
• Pasaulinio tinklo paslauga (PTP) yra programinė
sistema, identifikuojama universaliu resursų
identifikatoriumi (URI), kurios viešos sąsajos ir
įsipareigojimai apibrėžiami ir aprašomi su XML.
PTP apibrėžimą gali rasti kitos programinės
sistemos. Šios sistemos po to gali sąveikauti su PTP
(taip, kaip numato PTP apibrėžimas), naudojant
pranešimus, perduodamus Interneto protokolais.
http://www.w3.org/TR/ws-gloss/#webservice , 2003.05.14
MII
64
PTP funkcionavimo schema
UDDI
registras
Paslaugos
paieška
Paslaugos vartotojas
Nuoroda į aprašymą
WSDL
Nuoroda
į paslaugą
SOAP
XML pranešimai
Paslaugos
aprašymas
Pasaulinio
tinklo
paslauga
[ Systinet Corporation. Introduction to Web Services. White paper, 2002
http://www.systinet.com/resources/white_papers ]
MII
65
PTP architektūros
technologijų sluoksniai
Procesai
Radimas, agregavimas, choreografija
A
P
S
A
U
G
A
Aprašymai
Pasaulinio tinklo paslaugų aprašai (WSDL)
Pranešimai
SOAP išplėtimai
Patikimumas, koreliacija, transakcijos
V
A
L
D
Y
M
A
S
SOAP
Pagrindinės technologijos: XML, DTD, Schema
Ryšio priemonės (siuntimo protokolai)
HTTP, SMTP, FTP, JMS, IIOP, …
http://www.w3.org/TR/ws-arch/ , 2003.05.14
MII
PTP protokolai
L. Wilkes “The Web Services Protocol Stack”, CBDI Web Services Roadmap,
May 2004 http://roadmap.cbdiforum.com/reports/protocols/index.php
66
MII
PTP protokolus rekomenduojančios
ir rengiančios institucijos
• W3C (XML, XML-Signature, XML-Encryption,
SOAP, WSDL, …)
• OASIS (tik ‘E-Business’ tematikai: UDDI, WSBPL,
WSRF, WS-Notification, …)
• IBM + Microsoft + kt. (didelė „WS-…“ standartų grupė)
• Liberty Alliance [Sun, Oracle, mobile Co., …] (Federated identity)
• Globus Alliance + IBM + kt. (“Stateful Web Services”)
• WS-I [visi, net ir OMG]: interoperability (Basic, Security,
Messaging,… profiles; testing tools, sample Web Services WG)
67
EAA
(EIONET)
MII
Vandens
išteklių
valdymo
informacinė
sistema
(pagrįsta
pasaulinio
tinklo
paslaugomis)
RA AD
Monitoringo
taškai
AAA
RAAD
...
AM padaliniai
...
mė
gin
iai
mė
gin
ia
i
RAAD
laboratorijos
Liet.
Statistikos
Departam.
Vand.
DB
VIVIS portalas
AAA
laboratorija
Vandens
tiekėjai
Hy drologijos
monitoringo
taškai
LGT
Regioninės
stoty s
LHMT
Hymer
Jūros, etc.
monitoringo
taškai
Jūr.Ty r.C.
VIVIS
meta
DB
...
Internetas
68
MII
69
Semantinių PTP idėja (1)
Informacijos
radimo,
gavimo,
vaizdavimo,
interpretavimo,
palaikymo
problemiškumas
Statinis
pasaulinis
tinklas
Pasaulinis tinklas
(WWW)
URI, HTML, HTTP
Semantinis pasaulinis
tinklas
RDF, RDF(S), OWL
D. Fensel, Ch. Bussler. Semantic Web Enabled Web Services
http://nextwebgeneration.com/swsi/resources/wsmf.pdf
MII
70
Semantinių PTP (2)
Dinaminis
pasaulinis
tinklas
Pasaulinio tinklo
paslaugos
UDDI, WSDL, SOAP
Kompiuterių
skaičiuojamosios
galios
panaudojimas
Statinis
pasaulinis
tinklas
Pasaulinis tinklas
(WWW)
URI, HTML, HTTP
Semantinis pasaulinis
tinklas
RDF, RDF(S), OWL
D. Fensel, Ch. Bussler. Semantic Web Enabled Web Services
http://nextwebgeneration.com/swsi/resources/wsmf.pdf
MII
71
Semantinių PTP (3)
Pasaulinio tinklo naudojimas visu pajėgumu
Dinaminis
pasaulinis
tinklas
Pasaulinio tinklo
paslaugos
UDDI, WSDL, SOAP
Intelektualios
pasaulinio tinklo
paslaugos
Statinis
pasaulinis
tinklas
Pasaulinis tinklas
(WWW)
URI, HTML, HTTP
Semantinis pasaulinis
tinklas
RDF, RDF(S), OWL
D. Fensel, Ch. Bussler. Semantic Web Enabled Web Services,
http://nextwebgeneration.com/swsi/resources/wsmf.pdf
MII
SWSI’s SWS Language effort,
on top of Current WS Standards Stack
72
Wire Protocols
Description
W3C WS Choreograph Group
BPEL4WS (Microsoft, IBM, BEA)
WSCL (HP)BPML (Most but not Microsoft)
WSCI (Sun, BEA, Yahoo, …)
XLANG (Microsoft), WSFL (IBM), BPEL4WS
SOAP Blocks
Agreements
Automated Discovery
S
W
Discovery
Invocation
Interoperation
Deal Negotiation
Composition
Monitoring
Verification
SOAP/XMLP
Process
XML
WSDL Extensions
S
Categorization
HTTP/SMTP/BEEP
WSDL
L
Registry (UDDI)
TCP/IP
XML
Inspection
M. Kifer, D. Martin. Bringing Services to the Semantic Web
and Semantics to Web Services, Dec. 16, 2002
http://swsc.semanticweb.org/resources/swsc-lc-intro.ppt
MII
73
Skaičiuojamieji tinklai (angl.: Grid Computing)
• http://www.webopedia.com/TERM/g/grid_computing.html
Grid computing is a form of networking. Unlike
conventional networks that focus on communication among
devices, grid computing harnesses unused processing cycles
of all computers in a network for solving problems too
intensive for any stand-alone machine.
• http://whatis.techtarget.com/
Grid computing (or the use of a computational grid) is
applying the resources of many computers in a network to a
single problem at the same time - usually to a scientific or
technical problem that requires a great number of computer
processing cycles or access to large amounts of data.
MII
Atvirųjų standartų plėtra
T. Hey, G. Fox “The Future of the Grid - e-Science to e-Business”, 2003.03.28
CERNGridLectures5.ppt , http://www.globus.org
74
MII
Išskirstytų skaičiavimų globaliuose
tinkluose numatoma raida
T. Hey, G. Fox “The Future of the Grid - e-Science to e-Business”, 2003.03.28
CERNGridLectures5.ppt , http://www.globus.org
75
MII
76
SemPT ateities bendrasis kontekstas
GridComputing GridWebServ
Grid&SemW
WebServ
SemWebServ
Web
SemWeb
MII
77
SemPT ateities bendrasis kontekstas
...
GridComputing GridWebServ
WF
....
Grid&SemW
...
BPEL4WS
WebServ
SemWebServ
Web
SemWeb
MII
78
IŠVADOS
• Ontologijos (t.y., struktūrizuota, specializuota atskiroms
taikomosioms sritims ir pritaikyta bendram kompiuterizuotam
naudojimui terminija) šiuo metu tiesiog masiškai pradedamos
naudoti informacinėms sistemoms intelektualizuoti (informacijos
resursų aprašymui, informacijos indeksavimui pasauliniame
kompiuterių tinkle).
• Pasaulinis tinklas (WWW) palaipsniui pradeda peraugti į
semantinį pasaulinį tinklą (SPT, Semantic Web), kurio informaciją
galės “suprasti” (t.y., naudoti prasminiam loginiam išvedimui)
kompiuterinės programos.
• Ontologijų naudojimo svarba realizuojant SPT analogiška
kalbų mokėjimo svarbai žmonių tarpusavio bendravime.
Ačiū už dėmesį !