Ferramentas da Web Semântica Aplicadas à Gestão do Conhecimento Ligado ao Linux

Ferramentas da Web Semântica Aplicadas à Gestão do Conhecimento Ligado ao Linux Guillaume Barreau UFBA gui@im.ufba.br

Motivação Em 10 anos, a Web revolucionou o nosso conceito de informação: – Crescimento exponencial foi possível pela simplicidade do html/http – Vitima do seu próprio sucesso: • 5 milhões de terabytes gerados em 2002 800Mb/pessoa • de que serve esta informação se ela não é acessível na hora certa? – Por enquanto a única pergunta que você pode fazer a uma motor de busca é : • “Que paginas contem estas palavras?“ – Possibilidade de definir perguntas de mais alto nível: • Qual é a população do Irã? • Ache tutoriais de java que sejam adequados para alguem que já programa em python

Motivação (2) Outra revolução dos anos 90: Linux e o software livre Muita informação disponível Experiência pessoal configurando Linux – Quem busca (muito), encontra – Ideal seria poder perguntar: • “Quero todos as soluções ao problema X na instalação do hardware Y” … e melhor ainda • “Ordene estas soluções em função da similaridade com a configuração do meu sistema”

Estrutura da palestra Motivação Visão geral de Web Semântica (W3C) Conceitos chaves da Web Semântica (W3C) – Metadados – XML e XML schema – URIs – RDF – Ontologias Conclusão

O que é a Web Semântica? A Web Semântica é uma extensão da Web atual – a informação passa a ser estruturada de forma que permite uma melhor cooperação entre computadores e pessoas. Web Atual Web Atual Web Semântica Web Semântica A informação só pode ser A informação só pode ser A informação esta estruturada de A informação esta estruturada de apresentada na tela para tal forma que máquinas possam a tal forma que máquinas possam a apresentada na tela para leitura por um humano. “entender” e usa-la de algum jeito “entender” e usa-la de algum jeito leitura por um humano.

O que é a Web Semântica? (2) Web Semântica documentos compreensíveis por máquinas – uma inteligência artificial mágica que, de repente, vai permitir que as máquinas entendam as elucubrações humanas? Não! Deve se apoiar na habilidade de uma máquina resolver problemas bem definidos, usando dados bem definidos. – Mais trabalho na elaboração dos dados – Esforços de padronização

Como criar a Web Semântica (2) Para que os dados sejam bem definidos, devem ser colocados em contexto pela adição de metadados. Metadados contêm a “semântica” dos dados aos quais se referem – graças a eles podemos esperar que o computador saiba o que fazer com o dado

O que são metadados? metadados? São dados. Mas são dados que fazem referencia a outros dados – dados sobre dados São destinados ao consumo por máquinas.

Exemplo de metadados (1) 5353 1234 5678 5353 O dado acima anotado num pedaço de papel fica sem sentido até para um humano

Exemplo de metadados (2) Um computador não sabe restabelecer contexto de forma implícita O papel do metadado é dar informação a máquina sobre o contexto de uma forma que ela possa usar: Número de cartão de crédito de Maria 5252 1234 5678 5353 Azevedo

Metadados em Html <html> Metadado <head> <title>Meu CV</title> </head> <body> <h1>Meu CV</h1> Não é Metadado <h2>Dados para contato</h2> … </body> </html>

Metadados em Html A grande maioria dos tags em html define a aparência do documento. – Orientam o computador sobre como representar o conteúdo na tela. Não dão nenhum auxílio sobre o sentido/finalidade do conteúdo. Alguns tags na seção <head> fazem este papel de metadado – Mas são pouco e mal usados – E têm um poder limitado

XML em 3 minutos um documento XML é um arquivo texto estruturado em blocos delimitados por pares de tags: – <nome> … </nome> – <preço> … </preço> Estes blocos podem conter outros blocos ou podem conter dados não-estruturados (texto) Todo tag tem que ser fechado pelo tag correspondente Um tag pode conter outro(s) completamente mas não: <nome> <preço> </nome> </preço>

XML: exemplo <?xml version=\"1.0\"?> <Encomenda> <Cliente> Encomenda < PrimeiroNome >Luiz</PrimeiroNome> < UltimoNome >Silva</ UltimoNome > </Cliente> <Preco>3</Preco> <Moeda>Reais</Moeda> Preço Moeda </Encomenda> Cliente PrimeiroNome UltimoNome

XML vs. HTML vs. Estrutura geral: – Ambos usam pares de tags para marcar inicio e fim de blocos. Tags possíveis: – HTML tem um conjunto de tags predefinido – XML permite que você crie seus próprios tags Finalidade: – HTML define o aspecto visual do documento – XML revela a estrutura lógica interna do documento estruturando este em forma hierárquica. Cada ponto desta hierarquia é endereçável.

XML Schema XML Schema permite restrições adicionais sobre um documento: – define os tags que são válidos – define regras de validade para o conteúdo de cada tag • O tag <festa> deve conter – exatamente um tag <local> – 10 ou mais tags <convidado> • O tag <convidado> deve conter – exatamente um tag <nome> – ou um tag <telefone_fixo> ou um tag <telefone_cel> … Define uma estrutura de dados

Da para fazer a Web Semântica só com XML? Isto é como uma maquina enxerga uma pagina web escrita em qualquer linguagem natural

XML ajuda XML permite que o texto seja balisado/estruturado por sinais faceis de interpretar por um computador (os tags) <nome> <contatos> <cv> <formacao> <experiencia>

Mas não resolve porque … os tags sao enxergados assim pelo computador < ναµε > <εδυχατιον> <Χς> <ωορκ> <πριϖατε>

XML Schema ajuda um pouco mais ναµε < name > ναµε < name > <εδυχατιον> < education> <εδυχατιον> < education> Χς < CV > <ωορκ> < work> Χς < CV > <ωορκ> < work> <πριϖατε> < private > <πριϖατε> < private > < Χς > <πριϖατε> … ja que identificam as partes correspondentes de documentos de uma determinada classe

Mas podem existir variações de esquemas Outra pessoa usa tags diferentes para um CV <name> <contatos> <curiculo> <titulacao> <trabalhos>

XML e XML Schema definem a sintaxe de um documento <ναµε> <εδυχατιον> <Χς> <ωορκ> <πριϖατε> Mas não define a semântica Mas não define a semântica

Sintaxe vs Semântica Sintaticamente correta mas com semântica anômala: – Idéias verdes e descoloridas dormem furiosamente (Noam Chomsky) – Ela chegou durante uma hora

Sentido por conexão O sentido se estabelece através de relações entre as coisas Só podemos definir formalmente o sentido de uma palavra usando outras palavras URLs é a cola que mantém a Web atual junta Web Semântica usa como cola algo mais geral: URIs

URIs Uniform Resource Identifier Generalização do conceito de URL E uma forma globalizada de dar um nome para as coisas Uma URL ou um endereço email são únicos Podem fazer o papel de chave primaria

URIs (2) Uma URL dá acesso a um recurso pela Internet (um documento, uma imagem, uma musica, …) Uma URI não garante que haja algo interessante na outra ponta do link Ela pode ser simplesmente uma forma de se referir a algo que só pode existir fora da Internet – por exemplo: http://www.topicmaps.org/xtm/1.0/language.xtm#de e usado para se referir a língua portuguesa

Resource Description Framework (RDF) serve para representar metadados sobre recursos da web: – titulo, autor e ultima modificação de uma pagina Web – copyright e informação sobre a licença de uso de uma foto na Web mas pode ser usado também para representar informações sobre coisas que: – podem ser identificadas pela Web – não podem ser obtidas pela Web por exemplo, para adicionar informações sobre itens que podem ser comprados numa loja on-line (preço, disponibilidade,…) ou sobre pessoas (email,interesses,…)

RDF RDF permite construir enunciados do tipo: – sujeito S tem o valor V para a propriedade P – triplas (P,S,V) • S é o recurso, P e V juntos descrevem S Um exemplo: – (autor,http://www.example.org/index.html,Pedro)

RDF com URIs RDF usa URIs para diminuir a ambigüidade – (autor,http://www.abc.org/index.html,Pedro) http://purl.org/DC#Creator http://purl.org/DC#Creator http://www.abc.org/prof/pedro http://www.abc.org/prof/pedro

Representação em grafo http://www.abc.org/index.html http://www.abc.org/index.html http://purl.org/DC#Creator http://purl.org/DC#Creator http://www.abc.org/prof/pedro/ http://www.abc.org/prof/pedro/

DCMI (Dublin Core Metadata Initiative) Initiative) Title Type Creator Format Subject Identifier Description Source Publisher Language Contributor Relation Date Coverage Rights

Dublin Core Exemplo de uso do Dublin Core <? xml version=\"1.0\" ?> <RDF xmlns = http://w3.org/TR/1999/PR-rdf-syntax-19990105# xmlns:DC = \"http://purl.org/DC#\"> <Description about = \"http://dstc.com.au/report.html\"> <DC:Title>The Future of Metadata</DC:Title> <DC:Creator>Jacky Crystal </DC:Creator> <DC:Date>1998-01-01 </DC:Date> <DC:Subject>Metadata, RDF, Dublin Core</DC:Subject> </Description> </RDF>

O projeto FOAF (Friend OF A (Friend Friend) Friend) Objetivo: criar uma web interpretável por máquinas de homepages que descrevam: – pessoas – as relações entre elas – as coisas que elas criam e fazem

Elementos do FOAF FOAF Basics Personal Info Projects and Groups Agent weblog Project Person knows Organization name interest Group nick currentProject member title pastProject membershipClass homepage plan fundedBy mbox based_near theme mbox_sha1sum workplaceHomepage img workInfoHomepage depiction schoolHomepage surname topic_interest family_name publications givenname dnaChecksum firstName

Exemplo de arquivo FOAF <rdf:RDF xmlns:rdf=\"http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#\" xmlns:foaf=\"http://xmlns.com/foaf/0.1/\"> <foaf:Person> <foaf:name>Edd Dumbill</foaf:name> <foaf:mbox rdf:resource=\"mailto:edd@xml.com\" /> <foaf:nick>edd</foaf:nick> <foaf:workplacehomepage rdf:resource=\"http://xml.com/\" /> <foaf:depiction rdf:resource=\"http://heddley.com/edd-shoulders.jpg\" /> </foaf:Person> </rdf:RDF>

Dublin Core e FOAF

Uma falha do RDF RDF usa como sujeitos: – recursos da web • web pages, imagens, … – coisas que podem ser identificadas na web mas que não estão na web: • ex: um produto usando uma url que descreva o produto Mas em certos casos, haverá ambigüidade: – enunciado rdf onde a pagina web que dá as especificações de um produto – o enunciado se refere à pagina ou ao produto?

Ontologias Logica Logica Ontologias Ontologias RDF RDF XML + XML Schema Unicode URI

O que é uma ontologia? Em filosofia, ontologia é o estudo dos tipos de coisas que existem – Tentativas por Aristóteles de classificar as coisas do mundo “Onto” vem de uma palavra grega que significa existência, ser

O que é uma ontologia? (2) Uma ontologia define, para uma determinada área de conhecimento, – os termos básicos – as relações entre os termos desta área – as regras para combinar termos em relações de forma definir extensões do vocabulário

O que é uma ontologia? (3) tuder(98) Uma especificação explicita e formal de uma conceitualização compartilhada Manipulavel Conhecimento por maquina concensual Conceitos, propriedades, Um modelo abstrato funções, axiomas de algum fenomeno são definidos do mundo explicitamente

Por que desenvolver uma ontologia? Para compartilhar uma compreensão da estrutura de certo tipo de informação entre pessoas e agentes de software Para permitir a reciclagem do conhecimento em um domínio Para explicitar suposições/hipóteses feitas sobre um domínio Para analisar o conhecimento de um domínio

Elementos de uma ontologia Conceitos (classes) e suas hierarquias Propriedades dos conceitos (slots/atributos) Restrições sobre as propriedades (tipo, cardinalidade, domínio) Relações entre conceitos (disjunto, equivalência) Instancias

Etapas da construção de uma ontologia Domínio: geografia Aplicação: agente planificador de rotas Possíveis perguntas: – Qual é a distancia entre duas cidades? – Que tipo de conexão existe entre duas cidades? – Em que país se encontra uma cidade? – Quantas fronteiras são atravessadas?

Enumeração dos termos Enumeração importantes cidade capital Conexao_por_terra país fronteira estrada conexao_por_trem conexao_maritima moeda conexao_area conexao

Definição de classes e da Definição hierarquia de classes

Definição de slots Definição ponto_inicio ElementoGeografico Conexao ponto_final Pais tem_capital Cidade faz_fronteira_com e_capital_de Capital • cardinalidade do slot Ex: faz_fronteira_com multiplo, ponto_inicio unico • tipo de valor do slot Ex: faz_fronteira_com Pais

Questões relacionadas com Questões slots - slot inverso (redundante, mas explicito) tem_capital Pais Capital e_capital_de -slots simetricos Ex. A faz_fronteira_com B B faz_fronteira_com A -slots transitivos A.conexao(B) B.conexao(C) A.conexao(C)

Ferramentas para ontologias: Protégé

Camadas da Web Semântica Logica Logica Ontologias Ontologias RDF RDF XML + XML Schema Unicode URI

Conclusão a Web Semântica é uma tentativa de construir um edifício complexo que permita que os computadores nos auxiliem melhor no uso e na filtragem da informação Objetivo ambicioso Esforço na produção de metadados Padronização de vocabulários Massa critica necessaria Formalismos complexos vão ser necessárias boas ferramentas para auxiliar na criação destes metadados

Enquanto isso, na Nasa …

Outras Webs Outras Webs Antes do coquetel Antes do coquetel sao estudadas sao estudadas estimulante ((benzedrine) estimulante benzedrine) cafeina cafeina soniferos soniferos LSD LSD maconha maconha mescalina mescalina

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