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Anno Accademico 2012 – 2013
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Prof.ssa Linda Giuva

Prof. Maurizio Caminito
Lezione 9a

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9a. Il web semantico

  1. 1. WEB SEMANTICO: Ontologie e RDF Sapienza Università di Roma Anno Accademico 2012 – 2013Informatica per gli Archivi e le Biblioteche Prof.ssa Linda Giuva Prof. Maurizio Caminito LEZIONE 9a 1
  2. 2. Il Web Semantico ha una architettura a livelliIl Web Semantico è un sistema controllato di organizzazione di dati.Adotta una serie di standard: Al livello superiore si pone il livello ontologico. Una ontologia descrive le relazioni tra i tipi di elementi• lo standard URI (Uniform Resource Identifiers), per la definizione univoca di indirizzi Internet• l’RDF (Resource Description Framework) e RDF Schema, che costituiscono il linguaggio per descrivere le risorse e i loro tipi (derivano da XML). 2
  3. 3. La piramide del WEB SEMANTICOL’architettura del Web Semantico si compone di vari livelli:• i dati• i metadati• i concetti che esprimono le relazioni fra i dati• un linguaggio che descriva la struttura dei dati 3
  4. 4. L’architettura del WEB SEMANTICO E’ importante lo schema utilizzato per archiviare le informazioni. Lo schema RDF è un insieme di regole sullorganizzazione dei dati. Definisce relazioni fra i dati. I metadati devono mappare i dati rispetto a classi, o concetti, di questo schema. In questo modo si hanno strutture in grado di descrivere e automatizzare i collegamenti esistenti fra i dati. Il Web Semantico è, come lXML, un ambiente dichiarativo, in cui si specifica il significato dei dati.La semantica dei dati consiste nel dare alla macchina delle informazioni utili in modo che essa possa utilizzare i dati nel modo corretto. 4
  5. 5. Gli standard del WEB SEMANTICO Il consorzio W3C  ha prodotto una serie di standard per descriver e organizzare i metadati semantici: l’RDF e l’OWL. 5
  6. 6. Il Web Semantico e i livelli di controlloPrevede dei livelli di controllo e validazione interna:• Adotta la firma digitale• Prevede un livello di “proof”• Porta ad un risultato univoco e credibile (livello “trust”) 6
  7. 7. WEB SEMANTICOIl Web Semantico ha una architettura a livelli 3  7
  8. 8. URI: il primo mattoneL’architettura del Web Semantico si basa su una pila ditecnologie, primo concetto delle quali è il fatto che inrete è possibile assegnare un riferimento univoco – URI- a qualsiasi cosa.Anche una persona può essere rappresentata tramitel’indirizzo della sua pagina web o quello della suacasella di posta elettronica (o un quadro può essererappresentato da una foto o dalla documentazionepubblicata sul sito del museo che lo conserva). 8
  9. 9. MEMO: cos’è l’URIURI è acronimo di Uniform Resource Identifier: un indirizzo che, in forma compatta, consente di identificare una qualsiasi risposta come una pagina web, un documento, unimmagine, un indirizzo e- mail e così via. Gli URI sono definiti utilizzando una specifica sintassi, facente riferimento alluso di differenti protocolli. URL (Uniform Resource Locator) e URN (Uniform Resource Name) possono essere considerati sottoinsiemi di URI. 9
  10. 10. L’ONTOLOGIA• ONTOLOGIA in filosofia: si riferisce alla struttura, all’essenza e alle proprietà dell’ESSERE (ontos + logos), di ciò che esiste.• ONTOLOGIA in informatica: una descrizione formale di un insieme di concetti e delle relazioni che intercorrono tra essi. 10
  11. 11. Ontologia: alcune definizioni 1Un’ONTOLOGIA è una struttura datigerarchica che contiene tutte le entitàrilevanti, le relazioni esistenti fra di esse, leregole, gli assiomi ed i vincoli specifici deldominio. 11
  12. 12. Ontologia: alcune definizioni 2“L’ontologia e’ come un vocabolario (tassonomia) diconcetti, che rappresenta un determinato dominio diinteresse, dotato di un insieme di relazioni tra i concettistessi che consentono di capire come sono legati fraloro” [Josephson&other, 99]«Un’ontologia e’ una collezione di frasi che definisconole relazioni tra concetti e specificano le regole logiche»[Tim Berners-Lee, 99] 12
  13. 13. WEB SEMANTICO: un esempio di applicazione di ontologieSi può fare una ricerca del tipo: quali sono… le aziende (soggetto) che hanno come servizio (predicato) la fornitura di scarpe (oggetto)?N.B. Questa query è diversa da quella che si potrebbe fare ad un motore di ricerca, a cui si propongono le tre parole: azienda, servizio e scarpe, ma senza mai esprimere il legame fra di essi. Da qui derivano appunto le imprecisioni dei motori di ricerca. 13
  14. 14. WEB SEMANTICO: le Ontologie ONTOLOGIE (descritte con l’OWL Web Ontology Language) sono collezioni di informazioni. I più comuni tipi di ontologia per il Web:• tassonomia (definisce classi e sottoclassi di oggetti)• regole di inferenza (definisce relazioni tra di entità) 14
  15. 15. ONTOLOGIE: Proprieta’ e attributiEs.: FAMIGLIA Rappresentare le relazioni esistenti tra le classi del dominio (es. “le MADRI sono GENITORI”, “i GENITORI hanno figli che sono PERSONE”…) FEMMINA PERSONA ha_figli DONNA GENITORE (1,n) is_a MADRE PADRE 15
  16. 16. Elementi delle ontologieIl contenuto di un’ontologia è rappresentato da: Un insieme di classi (concetti – astrazioni del mondo reale). Un insieme di relazioni (tra 2 classi); un esempio è la relazione IS_A Un insieme di assiomi Un insieme di individui 16
  17. 17. Ontologie: metodologia per la loro “costruzione”Steps [1] Determinare il dominio e lo scopo dell’ontologia Elencare i termini principali dell’ontologia Definire le classi e la gerarchia tra le classi Definire le proprietà delle classi Definire vincoli sulle proprietà Creare le istanze[1]Noy, McGuinness, “Ontology Development 101: A Guide to Creating Your First Ontology ”,2001 17
  18. 18. Creare una ontologiaEs.: creare una ontologia del mondo universitario.Supporre che l’ontologia verrà utilizzata da unasegreteria didattica, per tener traccia dei corsi, deiprofessori che insegnano i corsi e degli studenti che liseguono. Devono essere quindi rappresentate le entitàpiù importanti del mondo (personale docente,professori, professori ordinari, professori associati,ricercatori, studenti, corsi, …) e le relazioni cheintercorrono tra di essi 18
  19. 19. Il WEB SEMANTICO e l’ONTOLOGIA “Star Wars” 19
  20. 20. WEB SEMANTICO Linguaggi di gestione delle ontologiePrincipali linguaggi formali per la definizione di ontologie, per supportare il ragionamento su di esse ed interrogarle:OWL (Web Ontology Language) è un linguaggio di markupper rappresentare esplicitamente ontologie(semantica formale di termini e relazioni tra i termini).RDF produce specifiche di contenuto grazie alle triple (soggetto-predicato-oggetto) 20
  21. 21. OWL: Web Ontology Language Il Web Ontology Language (OWL) è un linguaggio di markup per rappresentare esplicitamente le ontologie(ovvero il significato dei termini e relazioni tra i termini). Lobiettivo è supportare l’elaborazione automatica delcontenuto delle informazioni dei documenti scritti in OWL 21OWL è un linguaggio di rappresentazione della conoscenza
  22. 22. Principali caratteristiche di OWLClassisubClassOf, intersectionOf, unionOf, complementOf,enumeration, equivalence, disjointProprietàsymmetric, transitive, functional, inverse Functionalrange, domain, subPropertyOf, inverseOf,equivalentPropertyAffermazioni sulle istanzesameIndividualAs, differentFrom, AllDifferent 22
  23. 23. WEB SEMANTICO: la struttura dei dati lo standard Resource Description Framework (RDF) è una struttura organizzativa dei dati che standardizza la definizione di relazioni tra informazioni 23
  24. 24. WEB SEMANTICO: cos’è l’RDF RDF ovvero Resource Description FrameworkRDF (Resource Description Framework) è uno standard proposto dal W3Ccome set di linguaggi dichiarativi basato su sintassi XML ed adatto a descriverela struttura di una parte della realtà.Per realtà intendiamo qualsiasi risorsa sia possibile identificare sulla rete conun indirizzo univoco, mentre per descrizione indichiamo linsieme delleproprietà, degli attributi e delle relazioni con altre realtà.RDF è lo strumento base per la codifica, lo scambio e il riutilizzo di metadatistrutturati, e consente linteroperabilità tra applicazioni che si scambianosul Web informazioni machine-understandable. 24
  25. 25. RDF Resource Description Framework Uno schema per definire l’informazione.RDF fornisce la tecnologia per esprimere ilsignificato di termini e concetti in una forma chei computer possono elaborare. RDF utilizza illinguaggio XML per la sua sintassi e gli URI per lespecifiche entità, concetti, proprietà e relazioni. 25
  26. 26. Le “triple” RDFL’RDF è un linguaggio che rappresenta delle relazioni.La rappresentazione più semplice di una relazione èdata dalla “tripla” soggetto/predicato/oggetto. Ciò cherende speciale le triple RDF è che ogni loro elemento èassociato a un URI. 26
  27. 27. WEB SEMANTICO. Il modello RDFRDF (Resource Description Framework) e RDF Schemacostituiscono il modello più utile per descrivere le risorse e iloro tipi nel web semantico.Un RDF-based data model è più idoneo ad esprimere certitipi di rappresentazione della conoscenza di quanto non losiano il modello relazionale ed altri modelli ontologici. 27
  28. 28. I tre principi dell’RDFIl Resource Description Framework (RDF) è un framework per la descrizione della conoscenza sul web. Esso è stato specificatamente creato per la descrizione dei metadati relativi alle risorse. RDF è sostanzialmente un modello formale di dati dotato di sintassi di interscambio, un sistema di schemi di tipo ed un linguaggio d’interrogazioneL’RDF si basa su tre principi chiave:• Qualunque cosa può essere identificata da un URI (Universal Resource Identifier)• The least power: utilizzare il linguaggio meno espressivo per definire qualunque cosa• Qualunque cosa può dire qualunque cosa su qualunque cosa 28
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