05. Representação e Raciocínio Aplicações na Web Semântica

1. 05. Representação e RaciocínioAplicações na Web Semântica Luiz A M Palazzo Universidade Católica de Pelotas Centro Politécnico Abril de 2010

2. Na Linha do Tempo 1970 - ARPANET 1980 - BITNET  NSFNET  INTERNET 1990 - World Wide Web 2000 - Web 2.0 - Web Social 2010 - Web 3.0 - Web Semântica 2020 - Web 4.0 - Web Ubíqua Fontes: Hobbes Internet Timeline - http://www.zakon.org/robert/internet/timeline/ Radar Networks - http://www.radarnetworks.com/ 05 - Representação e Raciocínio

3. A Evolução Tecnológica 05 - Representação e Raciocínio

4. Outra Visão a Longo Prazo 05 - Representação e Raciocínio

5. A Web Hoje • O tamanho da WebIndexada é estimado em mais de 57 bilhões de páginas (WorldWideWebSize.com, abril de 2010) • A maior parte é dirigida ao consumo humano: • Mesmo o conteúdo gerado automaticamente a partir de bases de dados é usualmente apresentado sem a estrutura original da base de dados. • Alguns usos típicos da Web hoje: • Pesquisar e utilizar informação, • Buscar e entrar em contato com outras pessoas, • Pesquisar recursos, produtos e lojas on-line, • Adquirir produtos e serviços. 05 - Representação e Raciocínio

6. A Web 2.0 • Uma Web social • Participativa • Exemplos: • Google Apps • Wikipedia • Blogging • Second Life • Tags (folksonomias) 05 - Representação e Raciocínio

7. A Web Semântica Uma Web de dados (descritos por metadados) Capaz de ser entendida por humanos e máquinas simultaneamente Gradualmente incorporada à Web Sintática Permitindo a realização de inferências sobre o seu conteúdo Oferecendo suporte a aplicações inteligentes e inovadoras 05 - Representação e Raciocínio

8. Uma Web de Dados! 05 - Representação e Raciocínio

9. A Proposta Original Scientific American Magazine, maio de 2001 05 - Representação e Raciocínio

10. Uma Web em Camadas 05 - Representação e Raciocínio

11. Onde estamos agora? 05 - Representação e Raciocínio Ainda... em construção Novos modelos estão gradualmente sendo propostos, testados e aceitos Baseia-se em conceitos fundamentais sobre o relacionamento semântico entre as linguagens de cada camada As camadas mais baixas estão mais consolidadas As últimas camadas (Lógica, Prova,Confiança) estão ainda em fase de pesquisa

12. O Nível Léxico: UNICODE 05 - Representação e Raciocínio • Padrão de codificação de caracteres • Em substituição ao ASCII (8 bits – 256 caracteres) • 16 bits (65.536 caracteres) • Símbolos de linguagens internacionais • Símbolos matemáticos • Símbolos financeiros • Outros símbolos especiais • Cerca de 49.000 símbolos usados • 16.000 combinações livres para uso customizado

13. URI / IRI 05 - Representação e Raciocínio • URI: Uniform Resource Identifier • IRI: Internationalized URI • Superconjunto de: • URL (Uniform Resource Location) • URN (Uniform Resource Name) • URC (Uniform Resource Classification) • Elemento básico da estrutura a partir do qual os demais componentes são construídos

14. XML: eXtensible Markup Language 05 - Representação e Raciocínio É uma linguagem de marcação, como HTML Ambas são baseadas em tags <titulo> Minha Página </titulo> Mas, HTML é voltada para a formatação, enquanto que XML tenta capturar a estrutura da informação XML também permite a criação de novas tags para atender aplicaçõesespecíficas

15. Comparando HTML e XML HTML <h2>Context-Dependent Reasoning</h2> <i>por <b>V. Marek</b> e <b>M. Truszczynski</b></i><br> Springer 1993<br> ISBN 0387976892 XML <livro> <título>Context-Dependent Reasoning</título> <autor>V. Marek</autor> <autor>M. Truszczynski</autor> <editora>Springer</editora> <ano>1993</ano> <ISBN>0387976892</ISBN> </livro> 05 - Representação e Raciocínio

16. Vocabulários XML • Aplicações para a Web devem concordar em um vocabulário comum (nomes de tags) para se comunicar e colaborar. • As comunidades e setores empresariais estão definindo seus vocabulários especializados: • Matemática (MathML) • Bioinformática (BSML) • Recursos Humanos (HRML) • Recursos na Web (Dublin Core) • Pessoas (FOAF) • … 05 - Representação e Raciocínio

17. Namespaces • Identificadores podem ter mais de um significado • Os namespaces contextualizam identificadores • Os identificadores são únicos dentro de um namespace • <h:mesaxmlns:h="http://www.w3.org/TR/html4/"> <h:tr> <h:td>Maçãs</h:td> <h:td>Bananas</h:td> </h:tr> </h:mesa> • <f:mesa xmlns:f="http://www. ... /mobilia"> <f:nome>Mesa de Jantar</f:nome> <f:largura>160</f:largura> <f:comprimento>240</f: comprimento> </f:mesa> 05 - Representação e Raciocínio

18. RDF: Resource Description Framework 05 - Representação e Raciocínio Representação de metadados Acessível por máquinas Significado codificado em triplas Recurso (1) tem propriedade (2)que tem valor (3) Recurso: qualquer objeto do mundo real descrito de forma única por um URI Propriedade: aspectos específicos que caracterizam e descrevem um recurso Declarações: associações entre um recurso específico, uma propriedade qualquer e o valor dessa propriedade, para esse recurso.

19. RDF: Com a Sintaxe do XML <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:mydomain="http://www.mydomain.org/my-rdf-ns"> <rdf:Description rdf:about="http://www.cit.gu.edu.au/~db"> <mydomain:site-owner> Homer Simpson </mydomain:site-owner> </rdf:Description> </rdf:RDF> 05 - Representação e Raciocínio

20. RDF Schema 05 - Representação e Raciocínio • RDF Schema (RDFS) é um modelo de tipos de dados simples que permite a criação de classes e propriedades. • Principais conceitos: • Recurso (rdfs:Resource) • Classe (rdfs:Class) • Propriedade (rdf:Property)

21. RDF Schema (RDFS) 05 - Representação e Raciocínio • O RDFS nãoforneceaindatodososdetalhesnecessários para descreverrecursos: • Nãopossuirestrições de domínioouescoposespecíficos. • Nãopossuirestrições de existênciaoucardinalidade. • Nãopossuipropriedadestransitivas, inversasousimétricas. • Mesmoassim: • Tornou-se um padrão de fato para a Web Semântica • Possuisuficientepotencial de expressividade • Permite obter estruturas de informação sem ambiguidades.

22. Ontologias 05 - Representação e Raciocínio São especificações formais compartilhadas dos conceitos de um determinado domínio Vem da filosofia (estudo do ser) e foram incorporadas pela Ciência da Computação, especialmente nas áreas de Inteligência Artificial e Representação do Conhecimento Constituem o núcleo da Web Semântica, que não pode ser construída sem elas.

23. OWL: Web Ontology Language 05 - Representação e Raciocínio • Padrão desenvolvido pelo W3C para a representação de ontologias para a Web Semântica • Baseia-se no modelo da orientação a objetos com elevada expressividade semântica herdando a mesma sintaxe de XML/RDF • Apresenta-se em três versões, voltadas para diferentes aplicações: • Lite • DL (Description Logics) • Full

24. OWL: Web Ontology Language 05 - Representação e Raciocínio

25. SPARQL 05 - Representação e Raciocínio • É uma linguagem de consulta para os padrões de grafos RDF/RDFS • Está para a Web Semântica assim como SQL está para as bases de dados relacionais • Formada por: • Padrões de consulta • Protocolo para uso com HTTP • Formato XML para saída dos resultados • É um padrão W3C desde janeiro de 2008

26. SPARQL 05 - Representação e Raciocínio

27. RIF: Rule Interchange Format 05 - Representação e Raciocínio GIF, KIF... RIF Proposta de um formato padronizado para o compartilhamento de regras entre diferentes comunidades: empresariais, acadêmicas etc. Tecnologia em desenvolvimento por um grupo de trabalho no W3C http://www.w3.org/2005/rules/wiki/RIF_Working_Group

28. Lógica Unificadora 05 - Representação e Raciocínio Representação unificada de expressões SPARQL, RIF e ontologias (descritas em OWL) O objetivo é oferecer um framework único para possibilitar a combinação dos elementos das camadas inferiores Abordagens ainda em estudo incluem lógica modal para a caracterização de ações, lógicas auto-epistêmicas, lógicas de descrição, entre outras

29. Prova 05 - Representação e Raciocínio • Mecanismos de inferência devem ser especificados para o uso das regras previamente definidas • Validação de informações com uso de agentes: • Software executado sem controle humano direto ou supervisáo constante para cumprir objetivos definidos por um usuário • Coletam, filtram e processam informações na Web, eventualmente com o auxílio de outros agentes

30. Criptografia 05 - Representação e Raciocínio Transversalmente às diversas camadas da Web Semântica, muitas vezes é necessário garantir a segurança e privacidade das informações. Com esta finalidade, mecanismos de criptografia são integrados às camadas, especialmente em aplicações mais sensíveis. Por exemplo, com o emprego de dupla chave (pública/privada).

31. Confiança 05 - Representação e Raciocínio Após a informação desejada ser obtida, é necessário determinar a suaautenticidade Entidades confiáveis podem ser definidas (p.ex: bibliotecas virtuais, agências de autentificação, etc.) Declarações de confiabilidade podem ser verificadas se houver confirmação de outra entidade (também confiável) Por exemplo, pode-se acreditar que alguém é funcionário de uma loja se a loja também afirma que a pessoa é um funcionário e a loja pertence a uma lista de entidades confiáveis

32. Interface do Usuário 05 - Representação e Raciocínio Uma das metas da Web Semântica é a personalização da interface do usuário em suas aplicações. Para isso é necessário modelar as preferências, necessidades e interesses de cada usuário Contribuem para essa meta o desenvolvimento (semi-)automatizado de ontologias pessoais com o uso de vocabulários controlados como o Dublin Core e o FOAF

33. Aplicações 05 - Representação e Raciocínio Gerenciamento de Conteúdo Business Intelligence Interfaces Colaborativos Comunicação entre Comunidades Virtuais Gerenciamento de Dados Multi e Hipermídia Educação formal e continuada etc.

34. Em resumo... 05 - Representação e Raciocínio • A Web Semântica é hoje uma realidade • Grande progresso realizado desde a proposta original de 2001 • Muitas aplicações já estão disponíveis e o número continua aumentando • Crescente suporte oferecido pela iniciativa privada e o setor governamental • O desenvolvimento continua • É fácil participar: muitas ferramentas livres estão disponíveis • Novas linguagens e técnicas começam a atingir uma massa crítica • Os próximos passos são instigantes: • O “efeito rede”: conexão dos recursos da WS com os demais • As oportunidades de pesquisa e desenvolvimento continuam em alta