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Ontologias e Web Semântica Charles Alberton Herdt Dyson Pereira Junior Maurício Edgar Stivanello.

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1 Ontologias e Web Semântica Charles Alberton Herdt Dyson Pereira Junior Maurício Edgar Stivanello

2 Roteiro Introdução Ontologias Web Semântica

3 Roteiro Introdução Ontologias Web Semântica

4 Introdução Cenário Atual Internet introduz um problema de manipulação de informação: Possui grande volume de informações não estruturadas ou pouco estruturadas; Alguns dos grandes problemas são: Consulta: encontrar o que se deseja Integração: integrar informações de várias fontes Interpretação: extrair significado das páginas Comunicação: interconectar sistemas

5 O modelo atual de busca não é preciso, pela falta de semântica; O grande volume de informações não estruturadas agrava a situação; Problema de precisão, pois é baseado em links e palavras chave Introdução Cenário Atual - Consultas

6

7 Introdução Cenário Atual - Integração Integração de Informações: O site A tem descrição de produtos de software; O site B tem preços de material de computação; Problema: Combinar produtos e preços; Dificuldade Como integrar tais informações?

8 Humanos extraem significado com facilidade; Para as máquinas não é tão fácil; Como é possível extrair informações sem conhecer de antemão o formato utilizado na criação das páginas? Introdução Cenário Atual - Interpretação

9 Nome Foto

10 A extração de informações somente é possível para um conjunto de páginas com formato bem conhecido ( através de wrappers ); Ex: Coleta de títulos e preço de vendas em um site de comércio eletrônico; Introdução Cenário Atual - Interpretação

11 Como interconectar sistemas que falam da mesma coisa mas com linguagens diferentes? Introdução Cenário Atual - Comunicação

12 Resumindo: O conteúdo pode ser lido, mas é difícil de ser processado pela máquina; É difícil automatizar processos; Solução: A solução seria descrever os dados contidos na Web e representá-los de forma conveniente... Introdução Cenário Atual

13 Introdução Cenário Atual - Solução... A IA forneceu alternativas para resolver problemas de manipulação de informação na Internet; Resurge o paradigma declarativo lógico para a resolução dos problemas surgidos com a Internet;

14 Introdução Cenário Atual - Solução... Como captar a semântica do conteúdo das páginas da web? Dotar os sistemas de inteligência e autonomia; Fazer com que as páginas possuam uma semântica clara e definida. As ontologias representam um papel fundamental em ambas as soluções.

15 Roteiro Introdução Ontologias Web Semântica

16 Ontologias Introdução É possível representar conhecimento através de formalismos orientados a classes e relações: Frames; Redes Semânticas; Lógicas de restrição; Estes formalismos fundamentam a representação do conhecimento em ontologias.

17 Ontologias Definição Uma especificação explícita e formal de uma conceitualização compartilhada Por Especificação explícita: definições de conceitos, relações Por formal: compreensível para agentes e sistemas Por conceitualização: se trata de um modelo abstrado de uma área de conhecimento Por compartilhado: conhecimento consensual

18 Ontologias Classificação das Ontologias Tipos de Ontologias: de Representação; Gerais; Centrais; de Domínio; de Aplicação.

19 Ontologias KSE – Knowledge Sharing Effort Até anos 90, Ontologias estavam isoladas. Percebido então os benefícios da reutilização; KSE criado para prover meios de reutilização do conhecimento; Como resultado, encontram-se disponíveis várias ontologias e ferramentas.

20 Ontologias Ferramentas para manuseio Ferramentas KSE (KQML, KIF, Editor de Frames, OKBC, Chimaera, Servidor, Repositório); Protégé-2000; Ferramentas KAON e Ontoprise.

21 Ontologias Engenharia de Ontologias Princípios de construção de Ontologias: Clareza; Legibilidade; Coerência; Extensibilidade; Mínima codificação; Mínimo compromisso ontológico.

22 Ontologias Criação ontologia geográfica em 7 passos Passo 1: Determinar o domínio e o escopo da ontologia; Domínio: Geografia Aplicação: Planificador de rotas Perguntas possíveis: - Qual é a distância entre duas cidades? - Que tipo de conexão existe entre duas cidades? - Em que país se encontra uma cidade? - Quantas fronteiras são atravessadas?

23 Ontologias Criação ontologia geográfica em 7 passos Passo 2: Reutilizar ontologias existentes; Verificar se é possível utilizar ou estender alguma das ontologias existentes. Existem várias fontes disponíveis: - Ontolingua Ontology Library ( ; - DAML Ontology Library ( ;

24 Ontologias Criação ontologia geográfica em 7 passos Passo 3: Levantar termos importantes; Termos importantes para o problema de planificação de rotas: Conexão por terra cidade capital fronteira conexão estradaEstado

25 Ontologias Criação ontologia geográfica em 7 passos Passo 4: Definir classes e sua hierarquia; Selecionar do passo 3 somente os objetos, definindo sua hierarquia:

26 Ontologias Criação ontologia geográfica em 7 passos Passo 5: Definir propriedades das classes; Selecionar do passo 3 as propriedades e atribuir às classes:

27 Ontologias Criação ontologia geográfica em 7 passos Passo 6: Definir restrições das propriedades; - Tipo de propriedade; - Valores permitidos; - Cardinalidade; - Tipos de relacionamentos.

28 Ontologias Criação ontologia geográfica em 7 passos Inverso Simétrico Transitivo Passo 6: Definir restrições das propriedades;

29 Ontologias Criação ontologia geográfica em 7 passos Passo 7: Instanciar as classes, criando a base de conhecimento.

30 Roteiro Introdução Ontologias Web Semântica

31 Evolução da Web atual; Definição W3C: É a idéia de se ter dados na web definidos e ligados de maneira tal que possam ser usados por máquinas não só com o objetivo de apresentação, mas para automação, integração e reuso de dados entre aplicações. Idealizada por Tim Berners-Lee; Web Semântica Introdução

32 Web Semântica Web Atual X Web Semântica

33 Web Semântica Camadas da proposta W3C Berners Lee, T. et al., The Semantic Web. [2001]

34 UNICODE Garante o uso padronizado do mesmo conjunto de caracteres; URI – Identificador Universal de Recursos Provê uma forma unívoca de identificação e localização de recursos; Ex: URL – documentos, imagens, músicas, etc; – pessoas; Web Semântica Camada Unicode - URI

35 XML – Extensible Markup Language escolhida como a linguagem de programação para Web Semântica Função: Auto-descrição das informações (metadados) Padronizar a publicação e troca de dados entre aplicações Web Web Semântica Camada XML + XMLS

36 Metadados: Auto-descrição das informações ? Web Semântica Camada XML + XMLS Número do cartão de crédito do João da Silva

37 Web Semântica Camada XML + XMLS Metadados Aparência HTML Marcadores de metadados insuficientes; Não possui criação de novos marcadores; Preocupação apenas com apresentação;

38 Web Semântica Camada XML + XMLS XML Criação de marcadores; Blocos endereçáveis; Organização hierárquica;

39 Web Semântica Camada XML + XMLS XML Schema Permite restrições sobre um documento: Define os marcadores válidos; Define regras de validade para o conteúdo de cada bloco: O marcador deve conter Exatamente um marcador ; 2 ou mais marcadores ; O marcador deve conter Exatamente um marcador Define uma estrutura de dados

40 Web Semântica Camada XML + XMLS HTMLXML XMLS

41 Temos sintaxe, mas não semântica; Sentido: O sentido se estabelece através de relações entre as coisas; Só podemos definir formalmente o sentido de uma palavra com outras palavras; Web Semântica Camada RDF – Sentido por conexão

42 RDF – Resource Description Framework É um modelo de dados para referenciar objetos e como eles estão relacionados; Representado usando a sintaxe XML; Descreve os recursos através de declarações; Web Semântica Camada RDF

43 Declarações são triplas(sujeito,predicado,objeto): Recurso tem propriedades que têm valores; Web Semântica Camada RDF Recurso Propriedade Valor Declaração

44 Declarações RDF podem ser vistas como grafos direcionados e rotulados: Web Semântica Camada RDF autor editora Vida dos Dinossauros título

45 Descrição RDF: Web Semântica Camada RDF

46 RDF Schema: Criação de um modelo para recursos de determinada categoria; Utiliza o conceito de classes da OO; Web Semântica Camada RDFS

47 Classe RDFS:

48 Web Semântica Camada RDFS RDFS não fornece detalhes suficientes para descrever recursos: Não possuiu restrições de existência ou cardinalidade. Não possui propriedades transitivas, inversas ou simétricas.

49 Adiciona mais vocabulário para descrever propriedades e classes: Relações entre classes; Cardinalidade; Igualdade; Tipagem mais rica de propriedades; Caracteristicas de propriedades; Web Semântica Camada Ontologia

50 OWL – Web Ontology Language Web Semântica Camada Ontologia

51 Ainda não tomaram corpo: Lógica: especificação de regras que atuam sobre instâncias e recursos; Prova: executa as regras da camada lógica (mecanismos de inferência); Validação: avalia se a prova está correta ou não (verificação de autenticidade e resolução de contradições). Web Semântica Camadas Lógica, Prova e Validação

52 A WS é uma tentativa ambiciosa de construir uma estrutura complexa que permita que os computadores nos auxiliem na manipulação da informação; Esforço na produção de metadados; Padronização de vocabulários; Massa crítica; Formalismos complexos (demanda para boas ferramentas); Web Semântica Conclusão

53 Freitas, Frederico Luiz Gonçalves: Ontologias e a Web Semântica. Acessado em 20/08/2006. Disponível em onto.doc.http://www.das.ufsc.br/~gb/pg-ia/tu- onto.doc Barreau, Guillaume: Ferramentas de Web Semântica aplicadas à gestão de conhecimento ligado ao linux. Acessado em 20/08/2006. Disponível em e_barreau.pdf#search=%22%22guillaume%20barreau%22%20web%20se m%C3%A2ntica%22 e_barreau.pdf#search=%22%22guillaume%20barreau%22%20web%20se m%C3%A2ntica%22 W3C World Wide Web. Acessado em 20/08/2006. Postal disponível em Web Semântica Referências


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