• Share
  • Email
  • Embed
  • Like
  • Save
  • Private Content
Dezvoltarea aplicațiilor Web (12/12): Inginerie ontologică: Alinierea ontologiilor. Şabloane de proiectare. Domenii de utilizare
 

Dezvoltarea aplicațiilor Web (12/12): Inginerie ontologică: Alinierea ontologiilor. Şabloane de proiectare. Domenii de utilizare

on

  • 418 views

Dezvoltarea aplicațiilor Web (12/12) — detalii la http://profs.info.uaic.ro/~busaco/teach/courses/wade/web-film.html

Dezvoltarea aplicațiilor Web (12/12) — detalii la http://profs.info.uaic.ro/~busaco/teach/courses/wade/web-film.html

Statistics

Views

Total Views
418
Views on SlideShare
418
Embed Views
0

Actions

Likes
0
Downloads
8
Comments
0

0 Embeds 0

No embeds

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

CC Attribution-NonCommercial-ShareAlike LicenseCC Attribution-NonCommercial-ShareAlike LicenseCC Attribution-NonCommercial-ShareAlike License

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

    Dezvoltarea aplicațiilor Web (12/12): Inginerie ontologică: Alinierea ontologiilor. Şabloane de proiectare. Domenii de utilizare Dezvoltarea aplicațiilor Web (12/12): Inginerie ontologică: Alinierea ontologiilor. Şabloane de proiectare. Domenii de utilizare Presentation Transcript

    • inginerie ontologică – partea II alinierea & fuziunea ontologiilor șabloane de proiectare, domenii de utilizare Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco Dezvoltarea aplicațiilor Web
    • /usr/games/fortune Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco “Este dificil să vezi un tablou atunci când ești în interiorul ramei.”
    • Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco Cum integrăm diferite ontologii descriind aceleași cunoștințe, dar prezentând definiții, puncte de vedere și noțiuni diferite?
    • existența unor ontologii diverse, modelând puncte de vedere diferite Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco realitate
    • Expresivitatea limbajului ontologii folosit versus complexitatea inferențelor ce pot fi efectuate Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco preliminarii
    • Aspecte de interes (Calvanese, Giacomo & Rodriguez-Muro, 2008): utilizarea construcțiilor ontologice oferite de OWL efectuarea de inferențe Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco preliminarii
    • Aspecte de interes (Calvanese, Giacomo & Rodriguez-Muro, 2008): recurgerea la volum mare de date (indivizi) (re)utilizare a unor baze de date Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco preliminarii
    • Aspecte de interes (Calvanese, Giacomo & Rodriguez-Muro, 2008): flexibilitate privind realizarea interogărilor limbaje de interogare – specifice (SPARQL) Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco preliminarii
    • Aspecte de interes (Calvanese, Giacomo & Rodriguez-Muro, 2008): realizarea de asocieri între date, păstrând sursele originare asocieri (mappings) – e.g., baze de date↔triplestores Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco preliminarii
    • Context: integrarea datelor – data integration data integration is the problem of providing unified and transparent access to a set of autonomous and heterogeneous sources Bernstein & Haas, Communications of the ACM, 2008 Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco preliminarii
    • Crearea corespondențelor dintre ontologii merging O1 mapping O2 O1 Om O2 articulation Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco necesități
    • Context: integrarea datelor scheme de baze de date (relaționale) specificații provenite din inteligența artificială Web (semantic) – RDF, JSON(-LD), OWL,… Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor
    • Motive ale existenței nepotrivirilor – mismatches conform (Noy, 2005) reprezentarea subiectivă a unui domeniu (lume, web) Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor exemplu: carte pentru copii despre animale vs. compendiu zoologic
    • Motive ale existenței nepotrivirilor – mismatches conform (Noy, 2005) existența diferitelor cerințe și workflow-uri privitoare la (tipuri de) aplicații software exemplificări: e-business vs. e-learning vs. e-entertainment, interacțiune convențională (desktop) vs. mediu mobil/TV Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor
    • Motive ale existenței nepotrivirilor – mismatches conform (Noy, 2005) folosirea altor convenții de reprezentare a cunoștințelor a se (re)vedea și cursul anterior Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor
    • Tipuri de nepotriviri la nivel… de limbaj ontologic Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor
    • Nepotriviri la nivel de limbaj diferențe de sintaxă, expresivitate sau semantică a limbajelor ontologice actuale Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor
    • Nepotriviri la nivel ontologic diferențe vizând structura semantică exemple: termeni diferiți definind același concept, același termen descriind mai multe concepte, convenții/paradigme de modelare eterogene, puncte de vedere diferite etc. Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor
    • www.aktors.org/ontology/ vs. ebiquity.umbc.edu/ontology/ scop: modelare de cunoștințe din domeniul academic periodice, publicații compuse vs. absolvenți, invitați Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor – exemplu
    • www.aktors.org/ontology/ vs. ebiquity.umbc.edu/ontology/ nume diferite pentru același concept: PhD-Student versus PhDStudent Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor – exemplu
    • www.aktors.org/ontology/ vs. ebiquity.umbc.edu/ontology/ specificare diferită a conceptelor: Publication – restricții privitoare la citări, referințe biblio. versus Publication – restricții referitoare la rezumat Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor – exemplu
    • www.aktors.org/ontology/ vs. ebiquity.umbc.edu/ontology/ convenții de modelare diferite: Journal (clasă) vs. journal (proprietate) Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor – exemplu
    • www.aktors.org/ontology/ vs. ebiquity.umbc.edu/ontology/ granularitate: Professor-In-Academia vs. adjunct, affiliated, associate,… Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor – exemplu
    • www.aktors.org/ontology/ vs. ebiquity.umbc.edu/ontology/ convenții de modelare și nivel de detaliere: Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor – exemplu proprietatea address compusă din alte fragmente de informație versus proprietatea address de tip șir de caractere (nestructurat)
    • Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor Problemă: date la intrare ontologii – exprimate prin entități discrete (tabele, XML, JSON, clase, proprietăți,…) –, trebuie determinate relațiile (e.g., echivalență, subsumare,…) care au loc între aceste entități
    • Problemă: ontology matching www.ontologymatching.org Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor
    • Pavel Shvaiko & Jérôme Euzenat Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco
    • Pavel Shvaiko & Jérôme Euzenat Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco
    • Reducerea eterogenității poate fi realizată în 2 pași Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor
    • Reducerea eterogenității poate fi realizată în 2 pași 1. potrivire (match) – determinarea alinierii la momentul proiectării sau (re)utilizării ontologiei Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor
    • Reducerea eterogenității poate fi realizată în 2 pași 2. procesarea alinierii fuzionare (merging), transformare etc. Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor
    • Corespondența între O1 și O2 〈 id, e1, e2, r 〉 id = identificator unic al corespondenței ei entitate din ontologia Oi (e.g., clasă,…), i=1,2 r = relație între e1 și e2 echivalență (=), disjuncție (⊥) etc. Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor
    • Alinierea (alignment) A între O1 și O2 este o mulțime de corespondențe peste O1 și O2 prezintă o anumită cardinalitate: 1 la 1, 1 la N etc. Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor
    • Alinierea (alignment) A între O1 și O2 este o mulțime de corespondențe peste O1 și O2 prezintă o anumită cardinalitate: 1 la 1, 1 la N etc. pot fi atașate meta-date adiționale: metoda de aliniere, data alinierii, proprietăți specifice,… Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor
    • Alinierile pot fi descrise semantic pe baza logicilor descrierii (Zimmermann, 2006) conform François Scharffe (2008) Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor
    • Alinierea (alignment) Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor
    • Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor: utilizare conform (Jérôme Euzenat & Pavel Shvaiko, 2007, 2013)
    • Patrimoniul cultural (cultural heritage) alinieri realizate în faza de proiectare a aplicațiilor de integrare a capodoperelor descrise via lexicoane precum Iconclass și Aria alinierile rezultate pot fi folosite și pentru a facilita căutările multicriteriale (faceted search) Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor: utilizare
    • Geografie computațională (geo-information) exemplu: planificarea urbană bazată pe terminologii din arii diverse (hidrologie, topografie) utilizate pentru a oferi rezultate de interes conform cererilor utilizatorului alinierile sunt (re)folosite la expandarea interogărilor Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor: utilizare
    • Medierea datelor în contextul serviciilor Web (Euzenat, Mocan & Scharffe, 2008) Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor: utilizare
    • Medierea datelor în contextul serviciilor Web (Euzenat, Mocan & Scharffe, 2008) alinierea ontologică este facilitată de WSMT (Web Service Modeling Toolkit) alinierile sunt exprimate via AML (Abstract Mapping Language) Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor: utilizare
    • Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor clasificarea tehnicilor de potrivire (Euzenat & Shvaiko, 2007, 2013)
    • Tehnici de potrivire la nivel de termeni pe baza șirurilor de caractere prefixul: net = network, pin = pinguin (?) sufixul: ID = PID, word = sword (?) distanța editării (numărul de operații de inserare, ștergere, substituție a caracterelor pentru transformarea unui termen în altul): EditDistance (NKN, Nikon) = 4 Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor
    • Tehnici de potrivire la nivel de termeni bazate pe limbaj procesarea entităților (tokenization) Hands-Free Kits → 〈 hands, free, kits 〉 analiza morfologică pentru găsirea tuturor formelor de bază (lemmalization): Kits → Kit eliminarea cuvintelor nerelevante: “a”, “the”, “by” etc. Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor
    • Tehnici de potrivire la nivel de termeni pe baza sensurilor – cazul WordNet hiponimie, meronimie: Brand ⊏ Name hipernimie, holonimie: Software ⊐ WebFramework sinonimie Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor antonimie sau relații de siblings: Microprocessors ⊥ PC Board
    • Tehnici de potrivire la nivel de termeni pe baza glossei – se folosește WordNet numărul acelorași cuvinte prezente în ambele glosse (texte) de intrare conduce la creșterea valorii de similaritate a termenilor Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor
    • Tehnici de potrivire la nivel de termeni pe baza glossei – se folosește WordNet exemplu: Maltese dog is a breed of toy dogs having a long straight silky white coat Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor Afghan hound is a tall graceful breed of hound with a long silky coat
    • Tehnici de potrivire la nivel de termeni pe baza glossei – se folosește WordNet pot fi adoptate API-uri/biblioteci/servicii specializate precum AlchemiAPI, Diffbot, Stemmer, Textalytics și altele Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor
    • Tehnici de potrivire la nivel structural pe baza taxonomiei potriviri ale drumurilor mărginite în graful ontologiilor (bounded path matching) Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor
    • Tehnici de potrivire la nivel structural pe baza taxonomiei reguli privitoare la super/sub-concepte e.g., dacă super-conceptele sunt similare, conceptele – copii ale acestora – sunt și ele similare Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor
    • Tehnici de potrivire la nivel structural bazate pe modele verificarea satisfiabilității (SAT) pe baza axiomelor: Axioms → rel (context1, context2) Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor
    • Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor
    • Tehnici de potrivire la nivel structural bazate pe modele – utilizarea logicilor descrierii Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor
    • Procesele de potrivire pot avea loc secvențial Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor
    • Procesele de potrivire se pot desfășura în paralel Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor
    • Remarcă: “Matching, however, requires explanations because mappings between terms are not always intuitively obvious to human users.” Pavel Shvaiko, 2005 Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco potrivirea ontologiilor
    • Procesul general: metodologie pentru crearea asocierilor – mappings (M. Ehrig, 2006) Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco alinierea ontologiilor
    • Date de intrare: două ontologii O1 și O2 eventual, pot fi puse la dispoziție asocieri cunoscute (realizate manual, semi-automat ori automat) Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco alinierea ontologiilor
    • Date de ieșire: o reprezentare a alinierilor tabel indicând relația alignO1,O2 suplimentar, se pot oferi și valori de încredere Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco alinierea ontologiilor
    • Pasul 1: feature engineering sunt selectate fragmente mici descriind entități de interes – reprezentând anumite semantici ulterior, aceste trăsături vor fi folosite pentru compararea ontologiilor Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco alinierea ontologiilor
    • Pasul 2: search step selection se caută candidați pentru aliniere se calculează similaritatea unor perechi de concepte (c1, c2), cu c1  O1, c2  O2 Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco alinierea ontologiilor
    • Pasul 2: search step selection se caută candidați pentru aliniere unele construcții pot fi ignorate de exemplu, se poate compara o1:car cu o2:automobile, dar nu cu o2:hasMotor Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco alinierea ontologiilor
    • Pasul 2: search step selection se caută candidați pentru aliniere suplimentar, se pot adopta strategii (euristici) de reducere a spațiului comparațiilor pentru ontologii largi Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco alinierea ontologiilor
    • Pasul 3: similarity computation pentru descrierile date ale 2 entități din spațiul de candidați ai alinierii, se indică o similaritate Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco alinierea ontologiilor
    • Pasul 3: similarity computation pentru descrierile date ale 2 entități din spațiul de candidați ai alinierii, se indică o similaritate măsura similarității poate fi dată de una sau mai multe caracteristici (trăsături, features) Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco alinierea ontologiilor
    • Pasul 3: similarity computation exemplu: simlabel(o1:car, o2:automobile) = simsynonym(“car”, “automobile”) = 1 Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco alinierea ontologiilor
    • Pasul 4: similarity aggregation pentru 2 entități, pot exista mai multe similarități, conform criteriilor considerate e.g., privind etichetele conceptelor sau relațiile cu alte entități Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco alinierea ontologiilor
    • Pasul 4: similarity aggregation pentru 2 entități, pot exista mai multe similarități, conform criteriilor considerate aceste valori se agregă într-o unică valoare de similaritate Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco alinierea ontologiilor
    • Pasul 4: similarity aggregation exemplu: (simlabel(o1:car, o2:automobile) + simsubconcepts(o1:car, o2:automobile) + siminstances(o1:car, o2:automobile)) / 3 = 0.5 combinarea acestor valori se realizează prin mai multe strategii Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco alinierea ontologiilor
    • Pasul 5: interpretation valorile de similaritate individuale și agregate sunt utilizate pentru alinierea entităților Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco alinierea ontologiilor
    • Pasul 5: interpretation valorile de similaritate individuale și agregate sunt utilizate pentru alinierea entităților aceste similarități vor fi interpretate (se aleg diverse criterii: prag limită, structură etc.) Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco alinierea ontologiilor
    • Pasul 5: interpretation la final, se oferă sau nu o schemă de aliniere a entităților considerate e.g., align(o1:car) =‘⊥’ nu s-a putut determina nici o aliniere convenabilă Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco alinierea ontologiilor
    • Pasul 6: iteration similaritatea e propagată în ontologii pe baza relațiilor între entități Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco alinierea ontologiilor
    • Pasul 6: iteration similaritatea e propagată în ontologii pe baza relațiilor între entități la fiecare interație, va fi recalculată similaritatea unei alinieri candidate pe baza similarității perechilor entităților vecine Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco alinierea ontologiilor
    • Pasul 6: iteration după realizarea unei interații, pot rezulta alte similarități Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco alinierea ontologiilor
    • Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco alinierea ontologiilor Pasul 6: iteration procesul se termină când nu se propun noi alinieri
    • Abordările avansate de aliniere utilizează: metode euristice – e.g., probabilistice metode bazate pe reguli tehnici de analiză structurală a grafurilor Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco alinierea ontologiilor
    • Abordările avansate de aliniere utilizează: Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco alinierea ontologiilor învățare automată: algoritmi bayesieni, rețele neuronale,… tehnici de raționament – e.g., theorem proving algoritmi combinați, cu implicarea expertului uman (user-driven composition)
    • Există mai mulți algoritmi propuși competiția anuală OAC – Ontology Alignment Contest (2004—2013) http://oaei.ontologymatching.org/ detalii în P. Shvaiko, J. Euzenat, “Ontology Matching: State of the Art and Future Challenges”, IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering (2013) http://disi.unitn.it/~p2p/RelatedWork/Matching/SurveyOMtkde_SE.pdf Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco alinierea ontologiilor
    • De asemenea, se pot folosi cunoștințe anterioare (background knowledge) WordNet ontologii de referință ale domeniului ontologii de nivel superior – e.g., DOLCE, SUMO, UMBEL resurse textuale on-line – i.e. Wikipedia (DBpedia) vocabulare/ontologii disponibile on-line Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco alinierea ontologiilor
    • Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco pentru două entități provenind din vocabularele AGROVOC și NAL (National Agricultural Library) se deduce automat că termenul Food este mai general decât Beef sistemul de efectuare a potrivirilor (matcher) a recurs la cunoștințe anterioare (background knowledge) disponibile pe Web
    • Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco procesele privind alinierea (Lambrix & Tan, 2005)
    • Merging ontology – algoritmul general: Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco fuziunea ontologiilor
    • SF (Similarity Flooding) Artemis (Analysis of Requirements: Tool Environment for Multiple Information Systems) Cupid COMA (Combination Of Matching Algorithms) NOM (Naive Ontology Mapping) QOM (Quick Ontology Mapping) OLA (OWL Lite Aligner) H-Match S-Match Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco implementări (inițiale)
    • procesul de potrivire – bazată pe 4 modele de potrivire – în sistemul H-Match (Castano et al., 2006) Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco implementari (initiale)
    • Fuziunea de ontologii ATOM (Automatic Target-driven Ontology Merging) Cadre de lucru (frameworks) – Alignment API, COMA++, MAFRA, PROMPT – extensie Protégé Sisteme de matching – textual sau general FOAM, OLA, Rondo etc. Meta-matching systems – APFEL, eTuner Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco implementări (mai recente)
    • arhitectura generală a framework-ului COMA++ 3.0 (S. Massmann et al., 2011) Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco implementari (actuale)
    • Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco vizualizarea alinierilor folosind COMA++ http://dbs.uni-leipzig.de/de/Research/coma.html
    • Implementări de referință (ontology matching systems): Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco implementări SAMBO – focalizat asupra potrivirii & fuziunii de ontologii biomedicale Falcon – utilizează divide-et-impera și algoritmi de clustering pentru alinieri de ontologii largi RiMOM – framework ce folosește strategii multiple conform unor algoritmi de decizie bayesiană
    • Implementări de referință (ontology matching systems): ASMOV (Automatic Semantic Matching of Ontologies with Verification) – scop: integrarea informațiilor din domeniul bioinformaticii AgreementMaker – include o multitudine de sisteme automate de potrivire, cu suport pentru extensii alte exemple: www.ontologymatching.org/projects.html Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco implementări
    • Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco modularizarea ontologiilor “Împrumutarea” entităților specificate de ontologii practică obișnuită în ingineria software facilitează dezvoltarea colaborativă a ontologiei exemple demonstrative: www.inf.unibz.it/~calvanese/teaching/2008-10-ISWC-tutorial-tones/
    • Matthew Horridge & Uli Sattler, 2008 Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco
    • Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco În cazul modelării cunoștințelor, s-ar putea recurge la șabloane de proiectare?
    • Clasificare (Suárez-Figueroa et al., 2007) NeOn-project.org logical ontology design patterns (LP) architectural patterns (AP) content design patterns (CP) Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco șabloane de proiectare
    • Logical ontology design patterns (LP) corespund contrucțiilor OWL, la nivel semantic Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco șabloane de proiectare
    • Architectural patterns (AP) “rețete” de modelare de structuri exprimate cu ajutorul LP care caracterizează ontologia în ansamblu Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco șabloane de proiectare
    • Content design patterns (CP) “rețete” de specificare a structurii conforme unui tip, exprimată printr-un vocabular specific (non-logic) referitor la un domeniu de interes Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco șabloane de proiectare
    • Logical ontology design patterns (LP) exemple: modelarea unei clase primitive, a relației subClassOf, a proprietăților funcționale de tip datatype, a unui individ etc. Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco șabloane de proiectare
    • Logical ontology design patterns (LP) Class (BusinessTask subClassOf Task) DatatypeProperty (name domain (Task) numele range (xsd:string) unui task ) Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco șabloane de proiectare
    • Logical ontology design patterns (LP) specificarea relațiilor N-are conform (Aldo Gangelmi, 2008) Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco șabloane de proiectare
    • Architectural patterns (AP) taxonomia ontologia simplă (lightweight) modularizarea ontologiilor … aspect de interes: controlul versiunilor Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco șabloane de proiectare
    • Architectural patterns (AP) Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco șabloane de proiectare
    • Architectural patterns (AP) proiectare (design) management al proiectului argumentare soluții de proiectare flux de activități colaborative funcționalități Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco șabloane de proiectare
    • Content patterns (CP) exemple: participation, description-situation, role-task, role-entity, collection-entity, simple part-whole relations, design-artifact pattern,… Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco șabloane de proiectare
    • Content patterns (CP): Role-Task Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco șabloane de proiectare
    • Content patterns (CP): Part-Whole relation nu există construcții specifice OWL, dar se poate recurge la unele facilități Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco șabloane de proiectare
    • Content patterns (CP): Part-Whole relation exemplificare: având specificate relațiile tranzitive Finger isPartOf Hand, Hand isPartOf Arm, Arm isPartOf Body se poate deduce Finger isPartOf Body Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco șabloane de proiectare
    • Content patterns (CP): kindOf relation probleme privitoare la relația kindOf: Hand is not kindOf Body însă, rănirea unui braț este kindOf rănirea unui trup idem, în situația conceptelor Motor și Automobil Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco șabloane de proiectare
    • Content patterns (CP): kindOf relation probleme privitoare la relația kindOf: Hand is not kindOf Body însă, rănirea unui braț este kindOf rănirea unui trup idem, în situația conceptelor Motor și Automobil oamenii se așteaptă să obțină ierarhii de tip partonomic Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco șabloane de proiectare
    • O altă clasificare – seria de evenimente Workshop on Ontology Patterns (2009—2013) www.ontologydesignpatterns.org la nivel logic (logical) arhitecturale (architectural) lexico-sintactice (lexico-syntactic) referitoare la continut reengineering Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco șabloane de proiectare
    • detalii la http://ontologydesignpatterns.org/wiki/OPTypes Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco Taxonomia șabloanelor de proiectare: Structural Logical Architectural Correspondence Re-engineering Alignment Content Reasoning Presentation Naming Annotation Lexico-Syntactic
    • Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco sabloane de proiectare Partition – șablon de proiectare de tip logic
    • Pot fi folosite și în cadrul alinierii de ontologii exemple: Attribute Transformation (String Operation, Value Conversion, Data Operation), Class to Attribute, Class Union, Equivalent Relation, Relation Negation, Inverse Relation etc. Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco șabloane de proiectare
    • Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco sabloane de proiectare Vocabulary Alignment Pattern: Subclass of an external Class (Thomas Riechert, 2012)
    • Specifice unor domenii de interes exemplificări: pentru business, se poate recurge la șabloanele Action, CommunicationEvent, Time indexed person role în cazul fluxurilor de lucru (workflow-uri), se pot folosi Reaction, Sequence, TaskExecution, Transition pescuit (fishery): GearSpecies, GearVessel, GearWaterArea Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco șabloane de proiectare
    • un șablon de modelare a hărților istorice (Eleni Gkadolou, 2013) Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco sabloane de proiectare
    • Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco Câteva exemple de utilizări pragmatice ale ontologiilor?
    • Domenii având cunoștințe modelate via ontologii (Ian Horrocks & Peter F. Patel-Schneider, 2011) agricultura AGROVOC (multilingual agricultural vocabulary), Fisheries ontology, Geopolitical ontology, OpenAGRIS etc. http://aims.fao.org/ Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco utilizare practică a ontologiilor
    • Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco
    • Domenii având cunoștințe modelate via ontologii (Ian Horrocks & Peter F. Patel-Schneider, 2011) biologie GO (Gene Ontology) BioPAX (Biological Pathways Exchange ontology) www.biopax.org Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco utilizare practică a ontologiilor
    • Domenii având cunoștințe modelate via ontologii (Ian Horrocks & Peter F. Patel-Schneider, 2011) biomedicină OBO – Open Biological and Biomedical Ontologies e.g., PRO (PRotein Ontology), Anatomical Entity Ontology, Common Anatomy Reference Ontology etc. www.bioontology.org www.obofoundry.org Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco utilizare practică a ontologiilor
    • detalii despre serviciul Web REST oferit: http://data.bioontology.org/documentation Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco utilizare practica a ontologiilor
    • Domenii având cunoștințe modelate via ontologii (Martin Hepp, 2012) comerț electronic GoodRelations, FAB (Food and Beverage Ontology), PTO (Product Types Ontology), TIO (Tickets Ontology),… http://purl.org/goodrelations/ www.productontology.org Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco utilizare practică a ontologiilor
    • Domenii având cunoștințe modelate via ontologii (Joost Breuker et al., 2009) legislație LKIF (Legal Knowledge Interchange Format), OPJK (Ontology of Professional Judicial Knowledge), IPROnto (Intellectual Property Rights Ontology) etc. https://github.com/RinkeHoekstra/lkif-core Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco utilizare practică a ontologiilor
    • modelarea conceptelor din legislația spaniolă (Oscar Corcho et al.) Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco utilizare practică a ontologiilor
    • Domenii având cunoștințe modelate via ontologii Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco utilizare practică a ontologiilor (Y. Raimond, P. Sinclair, N. Humfrey, M. Smethurst, 2009) mass-media PO (Programmes Ontology), MO (Music Ontology) folosite de BBC http://purl.org/ontology/po/ www.w3.org/2001/sw/sweo/public/UseCases/BBC/
    • Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ontologie modelând emisiunile difuzate de BBC
    • Domenii având cunoștințe modelate via ontologii (Antoine Isaac, 2012) cultură proiectul Europeana reutilizează vocabulare + ontologii via ontologia ORE (Object Reuse and Exchange) www.w3.org/2001/sw/sweo/public/UseCases/Europeana/ http://europeana.eu/ Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco utilizare practică a ontologiilor
    • Domenii având cunoștințe modelate via ontologii (Ian Horrocks & Peter F. Patel-Schneider, 2011) mediu ontologiile SWEET (Semantic Web for Earth and Environmental Terminology) http://sweet.jpl.nasa.gov/ontology/ Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco utilizare practică a ontologiilor
    • Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco
    • Domenii având cunoștințe modelate via ontologii (Joshua Shinavier, 2012; Oscar Corcho, 2013) preluarea datelor de la senzori constituirea așa-numitelor semantic sensor networks ce recurg la modele conceptuale – e.g., OntoSensor Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco utilizare practică a ontologiilor www.slideshare.net/joshsh/semantics-and-sensors www.slideshare.net/ocorcho/semantic-social-sensor-networks
    • Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco utilizare practică a ontologiilor
    • Domenii având cunoștințe modelate via ontologii (J. Breslin et al., 2011; Ș. Negru & S. Buraga, 2013) aplicații Web sociale FOAF, SIOC, PIMO (Personal Information MOdel), CommonTag, PersonasOnto,… www.semanticdesktop.org/ontologies/pimo/ http://blankdots.com/open/personasonto.html Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco utilizare practică a ontologiilor
    • Domenii având cunoștințe modelate via ontologii (Peter Mika & Thanh Tran, 2013) semantic Web search se bazează pe structura/înțelesul datelor și pe cunoștințe anterioare modelate explicit Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco utilizare practică a ontologiilor www.slideshare.net/thanhtran81/sem-tech2013-tutorial-22953164
    • Domenii având cunoștințe modelate via ontologii (Peter Mika & Thanh Tran, 2013) semantic Web search recurge la modele lingvistice + modele conceptuale consideră intențiile utilizatorului (query intent) Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco utilizare practică a ontologiilor
    • Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco utilizare practica a ontologiilor T. Tran & P. Mika, A Survey of Semantic Search Approaches https://t.co/Ucxws48z (2012)
    • Query Processing Keywords Web forms Natural language Formal language • IR-style matching & ranking • DB-style precise matching (queries) • KB-style matching & inferences • Query visualization • Document and data presentation Result Presentation • Summarization Query Refinement Knowledge Representation Semantic Models Resources Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco • • • Query Construction • Documents • Implicit feedback • Explicit feedback • Incentives Document Representation
    • Domenii având cunoștințe modelate via ontologii (Martin et al., 2008; Fensel et al., 2007) descrierea serviciilor Web scop: automatizarea descoperirii, selectării, invocării, compunerii și monitorizării execuției serviciilor Web OWL-S, WSMO (Web Services Modeling Ontology) www.daml.org/services/owl-s/ www.wsmo.org Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco utilizare practică a ontologiilor
    • Domenii având cunoștințe modelate via ontologii (Khalid Belhajjame et al., 2013) ingineria modelării cunoștințelor Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco utilizare practică a ontologiilor provenance of a resource = a record that describes entities and processes involved in producing and delivering or otherwise influencing that resource PROV (Provenance Ontology) – recomandare W3C (2013) http://www.w3.org/TR/prov-o/
    • Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco utilizare practică a ontologiilor pentru detalii, a se studia seria de prezentări de la http://www.w3.org/2001/sw/wiki/ESWC2013ProvTutorial
    • Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco Totuși, ce este Web-ul semantic?
    • Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco viziunea stratificată privitoare la Semantic Web (Tim Berners-Lee)
    • Mit: the semantic Web technology is Description Logic Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ce este web-ul semantic
    • Mit: the semantic Web technology is Description Logic OWL este doar un limbaj al Web-ului semantic aplicațiile (dezvoltatorii) care doresc să exprime diverse expresivități îl pot utiliza Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ce este web-ul semantic
    • Asigurarea interoperabilității Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ce este web-ul semantic o abordare pragmaticăfolosirea și altor limbaje via URI JSON-LD – linked data via JSON (proposed recommendation, W3C, noiembrie 2013) http://json-ld.org/ JSONiq – realizarea de interogări asupra datelor JSON www.jsoniq.org
    • Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ce este web-ul semantic Având un model ontologic (consistent), pot fi exprimate reguli referitoare la entitățile modelate
    • Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ce este web-ul semantic Având un model ontologic (consistent), pot fi exprimate reguli referitoare la entitățile modelate if condition then conclusion antecedent consecvent
    • Via reguli, pot fi deduse noi aspecte de interes e.g., dacă un membru al unei echipe e interesat de un limbaj de programare, atunci echipa în ansamblu e interesată de acel limbaj Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ce este web-ul semantic
    • Via reguli, pot fi deduse noi aspecte de interes e.g., dacă un membru al unei echipe e interesat de un limbaj de programare, atunci echipa în ansamblu e interesată de acel limbaj ?person interestedBy ?lang ?person member ?team ?team interestedBy ?lang Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ce este web-ul semantic
    • Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco reguli de la formule logice la reguli (Subrata Das, 2008)
    • RIF (Rule Interchange Format) suită de specificații W3C standardizate (2010, 2013) www.w3.org/2005/rules/ www.w3.org/TR/rif-overview Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ce este web-ul semantic
    • RIF (Rule Interchange Format) Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ce este web-ul semantic scop: asigurarea interoperabilității vizând specificarea regulilor și transferul între sisteme de reguli existente
    • RIF (Rule Interchange Format) limitarea raționamentelor (ipoteza lumilor deschise) prin reguli, se poate impune NAF – negation as failure “If Cristina isn’t known to have a brother, then assert she is brother-less.” Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ce este web-ul semantic
    • RIF (Rule Interchange Format) regulile pot fi utilizare și în cadrul medierilor ontologice la nivel de TBox și/sau ABox “If Alex knows Bogdan and Bogdan knows Carmen and Carmen hasFamilyMember Diana, then assert Diana canTrust Alex.” Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ce este web-ul semantic
    • Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco reguli – rif trăsături de bază (Core) și extensii: BLD (Basic Logic Dialect) + PRD (Production Rule Dialect)
    • RIF (Rule Interchange Format) RIF BLD – Basic Logic Dialect Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ce este web-ul semantic aserțiunile privind condițiile + concluziile sunt monotone valoarea de adevăr a predicatelor nu poate fi schimbată
    • RIF (Rule Interchange Format) RIF BLD – Basic Logic Dialect if Ana rel:childOf Bogdan and Bogdan rel:brotherOf Cosmin then Cosmin rel:uncleOf Ana Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ce este web-ul semantic
    • RIF (Rule Interchange Format) RIF PRD – Production Rule Dialect aserțiunile despre condiții + concluzii nu sunt monotone valoarea de adevăr a predicatelor poate fi modificată (similar situației de la limbajele de programare) Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ce este web-ul semantic
    • RIF (Rule Interchange Format) RIF PRD – Production Rule Dialect if customer.level = "premium" then customer.discount = 0.25 inițial: customer.discount = 0 Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ce este web-ul semantic
    • Studiu de caz (Amit Sheth) utilizarea ontologiilor și regulilor în contextul aplicațiilor financiare scop: automatizarea detectării inconsistențelor și neregulilor financiare Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ce este web-ul semantic
    • Studiu de caz (Amit Sheth) specificarea riguroasă a terminologiei din sistemul financiar integrarea datelor din surse multiple (semi)structurate managementul și evaluarea formulelor analitice asupra datelor financiare Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ce este web-ul semantic
    • Studiu de caz (Amit Sheth, 2006) pasul I: crearea ontologiei – financial domain ontology –, populată pe baza unor surse de încredere Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ce este web-ul semantic
    • Studiu de caz (Amit Sheth, 2006) pasul II: implementarea unor extractori software pentru eliminarea ambiguităților privind datele + deducerea relațiilor relevante dintre acestea Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ce este web-ul semantic
    • Studiu de caz (Amit Sheth, 2006) pasul III: dezvoltarea unui cadru de lucru pentru specificarea formulelor/regulilor și pentru interogarea cunoștințelor modelate ontologic Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ce este web-ul semantic
    • Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco
    • Studiu de caz (Q. Zhu et al., 2010) recurgerea la reguli pentru descoperirea informațiilor privitoare la medicamente Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ce este web-ul semantic scop: detectarea relațiilor între componentele medicamentelor și efecte biologice, în contextul diverselor afecțiuni
    • Studiu de caz (Q. Zhu et al., 2010) date preluate via servicii Web: PubChem Compound, Pubchem BioAssay, Drug Bank agregarea informațiilor se realizează folosind WENDI (Web Engine for Non-obvious Drug Information) procesare – inclusiv a regulilor – folosind Apache Jena http://jena.apache.org/ Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ce este web-ul semantic
    • Scenariu de recomandare de produse (S. Hawke, 2009) utilizatorul se află într-un magazin și dorește să cumpere un obiect Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ce este web-ul semantic folosind telefonul mobil scanează produsul și poate obține via sistem(e) de reguli descrise semantic prețul în alte magazine din vecinătate, caracteristici de interes – e.g., proveniență, componente, păreri, pericole/maniere de utilizare,… –, oferte ale producătorului, dacă prietenii îl dețin deja etc.
    • Mit: semantic Web is about public data Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ce este web-ul semantic
    • Mit: semantic Web is about public data tehnologiile Web-ului semantic se pot aplica și în cazul datelor la nivel personal, de grup, organizațional – inclusiv vizând mediile enterprise Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ce este web-ul semantic
    • Sabin Anca Paul Radu  d in ( p )  x; rel ( x, p )  din ( Anca)  4 Cristina analiza rețelelor sociale via teoria grafurilor Man dc:creator type author Sabin web.html type dc:title Person Dezvoltarea aplicatiilor Web creator subProperty Person subClass author Man model ontologic de la modelare formală la specificații ontologice adaptare după Fabien Gandon (2009) Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco Claudia
    • Mit: semantic Web is about public data …dar nu trebuie ignorate așteptările utilizatorilor Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ce este web-ul semantic acces public la informații/cunoștințe procesabile automat open knowledge open government, open culture, open science etc.
    • Alte mituri (Tim Berners-Lee) the semantic Web is about hand-annotated Web pages Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ce este web-ul semantic
    • Alte mituri (Tim Berners-Lee) the semantic Web is about hand-annotated Web pages such pages are interesting, but not the mainstay of semantic Web: too much trouble! Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ce este web-ul semantic
    • Alte mituri (Tim Berners-Lee) the semantic Web is mainly about content extracted from text Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ce este web-ul semantic
    • Alte mituri (Tim Berners-Lee) the semantic Web is mainly about content extracted from text it is primarily an interlingua for relational data and logic bridges will always be important Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ce este web-ul semantic
    • Alte mituri (Tim Berners-Lee) Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ce este web-ul semantic the semantic Web is about making one big ontology
    • Alte mituri (Tim Berners-Lee) Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ce este web-ul semantic the semantic Web is about making one big ontology the semantic Web is about a fractal mess of interconnected vocabularies/ontologies a se (re)vedea inițiativa Linked Open Data
    • Alte mituri (Tim Berners-Lee) the semantic Web ontologies must all be consistent Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ce este web-ul semantic
    • Alte mituri (Tim Berners-Lee) the semantic Web ontologies must all be consistent only the parts I am using together existența instrumentelor – teoretice și practice – de verificare formală + efectuare de raționamente Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ce este web-ul semantic
    • Diverse aspecte avute în vedere de Web-ul semantic pot fi aplicații pe scară largă (e.g., în cadrul cloud computing, în contextul big data) căutare, regăsire, reutilizare de date/cunoștințe data/relation/knowledge mining sisteme de recomandare (socială) „inteligentă” etc.  problematici avute în vedere de Web science Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco ce va fi web-ul semantic
    • Inginerie ontologică alinieri de ontologii, șabloane de proiectare, utilizări practice, perspective Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco rezumat
    • Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco episodul viitor: evaluarea proiectului (P) luni, 27 ianuarie, 09:00 – C401
    • Mult succes! Dr. Sabin Buragawww.purl.org/net/busaco 