Il semantic Web

1. Il semantic Web UNIVERSITA’ DI CAMERINO Corso di laurea in Informatica Barbara Re barbara.re@unicam.it Anno Accademico 2006-07

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 lettura • La separazione del contenuto dalla presentazione • Il 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 Barbara Re

13. La piramide del Semantic Web Barbara Re

14. 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 • Esempi • ISBN (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 Barbara Re

17. 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 Barbara Re

18. 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 letti • Questa 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 Barbara Re

19. Livello logico • Responsabilità: • Inferenza • Regole al top dell’ontologia • Tecnologie (standard) • RuleML + OWL = OWLRules Barbara Re

20. 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 Barbara Re

21. Livello di prova e fiducia • Responsabilità • Risoluzione dei conflitti • Web of Trust • Tecnologie (standard) • Nessuno standard Barbara Re

22. 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? Barbara Re