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Web Semántica Juan Carlos Dürsteler

De qué hablaremos Qué es la web semántica Conceptos Semántica Metadatos Ontología Representación del conocimiento Lenguajes de representación RDF Mapas Temáticos Lógica Motores de inferencia Métodos de resolución de problemas Tecnologías Editores Reggie Webonto Protégé Posibilidades de la tecnología

Qué es la Web Semántica Web actual Datos sólo accesibles(?) por humanos Web Semántica Información en vez de datos Accesible a humanos Accesible a máquinas. Leyendo los datos Interpretando los datos

Conceptos y Estructura Fundamental La Web semántica se basa en dos puntos fundamentales La descripción del significado La manipulación automática de estas descripciones La descripción del significado se articula con Semántica MetaDatos Ontologías La manipulación se efectúa mediante Lógica Motores de inferencia

Semántica Tradicionalmente Estudio del significado de los términos lingüísticos En este contexto Dotación de de significado interpretable por parte de las máquinas XML (eXtended Markup Language) Standard emergente para el intercambio de datos en la web XML no añade semántica al HTML (des de un punto de vista computacional) Ello implica metadatos y ontologías

Metadatos Son datos que describen otros datos En este contexto Datos que describen recursos de la Web. La distinción entre datos y metadatos es relativa Depende de la aplicación. Les metadatos de una aplicación pueden ser los datos que maneja otra aplicación.

Ontología Es un conjunto de términos relaciones entre los términos que describen un dominio de aplicación concreto Objetivo Creación de un diccionario de términos compartidos y comprensibles para diferentes aplicaciones y/o comunidades que permita la interoperabilidad compartir información y conocimiento entre ellas Especificación de una conceptualización

Representación del Conocimiento Los metadatos y las ontologías forman parte del campo de la representación del conocimiento Un campo muy prometedor pero que todavía no ha conseguido desplegarse ampliamente Para representar el conocimiento contenido en las bases de datos se necesita: la definición de la semántica (ontologías) un conjunto de reglas lógicas motores de inferencia

Lenguajes de Representación Para describir la semántica se requiere un lenguaje apropiado (llamado lenguaje de representación) Tienden a estar basados en XML Existe un abanico relativamente amplio OML (Ontology Markup Language) XOL (Ontology Exchange Language) SHOE una extensión de HTML RDF y RDFS impulsados peor el W3C consortium Mapas Temáticos (Topic Maps) estándar ISO RDF y Topic Maps son los más comunes

RDF Permite la descripción y el procesamiento de metadatos No hace ninguna suposición sobre el dominio o campo de aplicación No define ninguna semántica a priori Tiene la capacidad de describir metadatos de cualquier dominio Sintaxis y estructura similar a la de los lenguajes orientados a objetos Clases y subclases

RDF Les clases y subclases se disponen en una jerarquía. Les subclases pueden heredar propiedades de les clases Es posible la herencia múltiple, que permite La mezcla de diferentes esquemas semánticos Que los agentes enfrentados con una semántica desconocida la puedan trazar hasta encontrar elementos comunes a partir de los cuales deducir el resto Un conjunto de clases que definen un dominio o aplicación se llama esquema

RDF: Modelo Describe parejas de nombre y valores de una propiedad determinada Tres tipos de objetos Recurso: cualquier objeto se describe con un URI Propiedad: característica, atributo, relación o aspecto que describe un recurso Sentencia: el conjunto de un recurso determinado una propiedad con un nombre y un valor asociado al recurso

RDF: Recurso Recurso: cualquier objeto Una Web entera Una página web Una casa. Sean de la naturaleza que sean se describe con un URI URI (Universal Resource Identifier) abstracto URL Localizador, una dirección concreta. URN Nombre, permite cambiar la dirección y aún así encontrarla

RDF: Propiedad Propiedad: característica, atributo, relación o aspecto que describe un recurso Cada propiedad tiene Significado Define sus valores posibles Define los tipos de recurso a los que es aplicable Define la relación con otras propiedades

RDF: Sentencia Sentencia: el conjunto de un recurso determinado una propiedad con un nombre un valor asociado al recurso Cada elemento de la sentencia se llama Sujeto: el recurso Predicado: el nombre de la propiedad Objeto: el valor de la propiedad

RDF Sintaxis básica El modelo define el marco abstracto Se requiere una sintaxis concreta RDF usa XML como a lenguaje de base También requiere la “XML namespace facility” para asociar cada propiedad con el esquema que la define La estructura de clases aparece en el esquema

RDF Sintaxis básica Ejemplo Dürsteler es el creador de la web http://www.infovis.net Sujeto: http://www.infovis.net (recurso) Predicado: creador (propiedad, tiene un creador) Objeto: Dürsteler (el valor de la propiedad) En forma de grafo http :// www . infovis . net / Dürsteler creador

RDF Sintaxis básica Ejemplo <?xml version="1.0"?> <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:s="http://description.org/schema/"> <rdf:Description about="http://www.infovis.net"> <s:Creador>Dursteler</s:Creador> </rdf:Description> </rdf:RDF> http :// www . infovis . net / Dürsteler creador

RDF Sintaxis básica serializada [1] RDF ::= ['< rdf :RDF>'] description* ['</ rdf :RDF>'] [2] description ::= '< rdf :Description' idAboutAttr? '>' propertyElt* '</ rdf :Description>' [3] idAboutAttr ::= idAttr | aboutAttr [4] aboutAttr ::= 'about="' URI-reference '"' [5] idAttr ::= 'ID="' IDsymbol '"' [6] propertyElt ::= '<' propName '>' value '</' propName '>' | '<' propName resourceAttr '/>' [7] propName ::= Qname [8] value ::= description | string [9] resourceAttr ::= 'resource="' URI-reference '"' [10] Qname ::= [ NSprefix ':' ] name [11] URI-reference ::= string, interpreted para [URI] [12] IDsymbol ::= (any legal XML Name symbol) [13] name ::= (any legal XML name symbol) [14] NSprefix ::= (any legal XML namáspace prefix) [15] string ::= (any XML texto, with "<", ">", and "&" escaped)

RDF Sintaxis abreviada Ejemplo <?xml version="1.0"?> <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:s="http://description.org/schema/"> <rdf:Description about="http://www.infovis.net"> <s:Creador>Dursteler</s:Creador> </rdf:Description> </rdf:RDF> Abreviadamente < rdf :RDF> < rdf :Description about=http: ://www.infovis.net " s :Creador="Dursteler" /> </ rdf :RDF>

Esquemas El modelo proporciona una sintaxis que opera con unos objetos genéricos vacíos de semántica El modelo no proporciona ningún mecanismo para declarar las propiedades definir las relaciones entre propiedades y recursos El esquema es el que se encarga de ello El esquema RDF proporciona información sobre la interpretación de las sentencias de RDF

Esquemas Es una colección de recursos que se pueden utilizar para a describir propiedades de otros recursos que definen vocabularios específicos de una aplicación El esquema define una jerarquía de clases, propiedades con restricciones sobre las propiedades como dominio, rango de aplicación, etc.

Mapas Temáticos (Topic Maps) Standard ISO 13250 Arrancan de las dificultades del grupo de Davenport para mezclar índices de diferentes conjuntos de documentos electrónicos. Idea: Los índices son conformes al modelo de la estructura del conocimiento que indexan. Pero los modelos son implícitos Solución: explicitar los modelos En el fondo es otra manera de caracterizar metadatos

Mapas Temáticos (Conceptos básicos) Tema (topic) Cualquier cosa Ocurrencias Aquello que es relevante para al tema Asociación Las relaciones entre temas.

Mapas Temáticos (Tema) Tema (topic) El elemento al que se hace referencia (cualquier cosa). El recurso de RDF Tipo (type) la categoría a la que pertenece. Clase en RDF Nombre El nombre que se le da Ejemplo Beethoven es el nombre de un tema de tipo compositores

Mapas Temáticos (Ocurrencia ) Ocurrencia: los recursos al que el tema está ligado (se utilizan apuntadores) Rol (un mnemónico) Tipo (una referencia a un tema que caracteriza más la relevancia de la ocurrencia Ejemplo “ La vida de Beethoven” (http:www…) es una ocurrencia del tema Beethoven de la categoría compositores

Mapas Temáticos (Asociación ) Asociación Elementos de enlace que describen la relación entre dos o más temas Tipo: una referencia a un tema que caracteriza más la relevancia de la asociación (escrito_para, contenido_a…) Rol: el papel que juega cada tema de la asociación. Ejemplo: Velázquez pintó “Las Meninas” Velázquez rol de pintor, “Las Meninas” rol de pintura Temas; pintores y pinturas tipo de asociación: pintado_para

Mapas Temáticos (IFS ) Identidades Permiten a dos mapas temáticos identificar elementos comunes aunque se llamen diferente Facetas Propiedades que permiten establecer consultas y filtros (lenguaje, nivel de seguridad...) Contexto (Scope) theme: un miembro del conjunto de temas (topics) que se utilizan para especificar un contexto

Lógica y Motores de Inferencia La forma de extraer nuevos conocimientos a partir de los existentes. Motor de inferencia Extrae conclusiones a partir de un conjunto de reglas un conjunto de premisas o axiomas 2 aproximaciones Motores de inferencia basados en diferentes ordenes de lógicas Métodos de resolución de problemas Algoritmos especializado que infieren dentro de sistemas expertos soluciones Ad-hoc

Editores de metadatos La creación de ontologías no es una tarea trivial Para facilitarla aparecen los editores de Metadatos Los más interesantes (que hemos encontrado) son Reggie Muy sencillo Webonto Más completo. Por Internet. Colaborativo. Protégé Muy completo. Escrito en Java. Código fuente disponible.

Editores (Reggie) HTML 3.2 estándar, HTML 4.0 estándar, RDF y RDF abreviado. Utiliza un fichero de esquema predefinido Dublin core, GILS, EdNA, IMS, etc. Es un applet de Java Se utiliza a través de la web No puedes copiar y pegar entre applets Algunos cortafuegos impiden su uso. El editor tiene una serie de campos a los que el fichero de esquema da la semántica Tiene muchos idiomas predefinidos

Editores (Reggie) http://metadata.net/dstc/

Editores (Reggie) <?xml version = "1.0"?> <RDF xmlns = "http://www.w3.org/TR/1999/REC-rdf-syntax-19990222#" xmlns:DC = "http://metadata.net/dstc/DC-10-EN/#" xmlns:EDNA = "http://metadata.net/dstc/EDNA/#"> <Description xml:lang="en"> <DC:Identifier xml:lang="ca"> Prova </DC:Identifier> <DC:Title xml:lang="ca"> Aquest es el titol </DC:Title> <DC:Description xml:lang="ca"> Prova, nomes es una temptativa d’utilitzar Reggie </DC:Description> <DC:Subject xml:lang="ca"> Web Semantica </DC:Subject> </Description> </RDF>

Editores (Webonto) Editor a través de la web Applet de Java Permite compartir ontologías Editarlas colaborativamente No tiene ningún coste Se ha de pedir un identificador y palabra de paso. Permite ver las clases de forma gráfica Permite la edición de métodos de resolución de problemas

Editores (Webonto) http://riverside.open.ac.uk:3000/webonto

Editores (Protégé) Mucho más desarrollado Gratuito y se puede utilizar sin coste Permite editar ontologías esquema RDF texto ASCII base de datos JDBC Creado en la Universidad de Stanford. Basado en un modelo de conocimiento compatible con OKBC (Open Knowledge Base Connectivity) Una lista de correo muy activa

Editores (Protégé) Permite: Edición de ontologías Creación de herramientas de adquisición de conocimiento mediante formularios relacionados con las ontologías descritas Creación de bases de conocimiento mediante la entrada de instancias particulares de los datos de la ontología Ejecución de aplicaciones que operen sobre la base de conocimiento Tiene una colección interesante de Plug-ins

Editores (Protégé) Interfaz: Bastante sencilla y comprensible Se basa en Clases y sus dependencias jerárquicas Slots Definición atributos de cada clase Forms Creación de formularios Instances Entrada de datos concretos en las fichas anteriores Queries Consulta la base de datos de conocimiento

Editores (Protégé) http://protege.stanford.edu/

Conclusiones Posibilidades Recuperación de información mejorando las posibilidades de los motores de cerca Catalogación para describir el contenido y las relaciones entre los contenidos de una pagina o sede web, una Intranet, o una biblioteca entera Los agentes de software inteligentes se pueden beneficiar de RDF para encontrar y "entender" más fácilmente el significado de la información que procesan y detectar el nivel de relevancia. Calificación de contenidos . Para facilitar la valoración del contenido de artículos, páginas web, etc. Para describir los derechos de propiedad de las páginas web, para expresar las preferencias de privacidad de un usuario, las políticas de privacidad de una sede Web Para facilitar la seguridad al comercio electrónico unido con las firmas digitales.

Conclusiones ¿Que podemos decir? La Web Semántica es aún una visión que ha comenzado a caminar pero aún tiene mucho camino por delante Comienzan a haber herramientas apropiadas y estándares emergentes Les posibilidades que tiene justifican al menos no perder de vista este tema Algunas empresas comienzan a utilizarla Está bastante ligada a XML Está fuertemente impulsada por Tim Berners-Lee

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