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

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

2 Na Linha do Tempo ARPANET BITNET NSFNET INTERNET World Wide Web Web Web Social Web Web Semântica Web Web Ubíqua Fontes: Hobbes Internet Timeline - Radar Networks Representação e Raciocínio 2

3 A Evolução Tecnológica 05 - Representação e Raciocínio 3

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

5 A Web Hoje O tamanho da Web Indexada 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 Representação e Raciocínio 5

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

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 7

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

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

10 Uma Web em Camadas 05 - Representação e Raciocínio 10

11 Onde estamos agora? 05 - Representação e Raciocínio 11 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 12 Padrão de codificação de caracteres Em substituição ao ASCII (8 bits – 256 caracteres) 16 bits ( caracteres) Símbolos de linguagens internacionais Símbolos matemáticos Símbolos financeiros Outros símbolos especiais Cerca de símbolos usados combinações livres para uso customizado

13 URI / IRI 05 - Representação e Raciocínio 13 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 14 É uma linguagem de marcação, como HTML Ambas são baseadas em tags Minha Página 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 aplicações específicas

15 Comparando HTML e XML HTML Context-Dependent Reasoning por V. Marek e M. Truszczynski Springer 1993 ISBN XML Context-Dependent Reasoning V. Marek M. Truszczynski Springer 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) … Representação e Raciocínio

17 Namespaces Identificadores podem ter mais de um significado Os namespaces contextualizam identificadores Os identificadores são únicos dentro de um namespace Maçãs Bananas Mesa de Jantar Representação e Raciocínio

18 RDF: Resource Description Framework 05 - Representação e Raciocínio 18 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 05 - Representação e Raciocínio 19 Homer Simpson

20 RDF Schema 05 - Representação e Raciocínio 20 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 21 O RDFS não fornece ainda todos os detalhes necessários para descrever recursos: Não possui restrições de domínio ou escopos específicos. Não possui restrições de existência ou cardinalidade. Não possui propriedades transitivas, inversas ou simétricas. Mesmo assim: Tornou-se um padrão de fato para a Web Semântica Possui suficiente potencial de expressividade Permite obter estruturas de informação sem ambiguidades.

22 Ontologias 05 - Representação e Raciocínio 22 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 23 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 24

25 SPARQL 05 - Representação e Raciocínio 25 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 26

27 RIF: Rule Interchange Format 05 - Representação e Raciocínio 27 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

28 Lógica Unificadora 05 - Representação e Raciocínio 28 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 29 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 30 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 31 Após a informação desejada ser obtida, é necessário determinar a sua autenticidade 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 32 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 33 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 Representação e Raciocínio 34 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


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