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

Transcrição

1 Ferramentas da Web Semântica Aplicadas à Gestão do Conhecimento Ligado ao Linux Guillaume Barreau UFBA

2 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 Mb/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

3 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

4 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

5 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 Semântica A informação só só pode ser ser apresentada na na tela tela para para leitura por por um um humano. A informação esta esta estruturada de de tal tal forma que que máquinas possam a entender e usa-la de de algum jeito jeito

6 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

7 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

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

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

10 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 Azevedo

11 Metadados em Html <html> <head> <title>meu CV</title> </head> <body> <h1>meu CV</h1> <h2>dados para contato</h2> </body> </html> Metadado Não é Metadado

12 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

13 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>

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

15 XML vs.. HTML 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.

16 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

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

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

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

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

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

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

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

24 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

25 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 são únicos Podem fazer o papel de chave primaria

26 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: e usado para se referir a língua portuguesa

27 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 ( ,interesses, )

28 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,

29 RDF com URIs RDF usa URIs para diminuir a ambigüidade (autor,

30 Representação em grafo

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

32 Dublin Core Exemplo de uso do Dublin Core <? xml version="1.0"?> <RDF xmlns = xmlns:dc = " <Description about = " <DC:Title>The Future of Metadata</DC:Title> <DC:Creator>Jacky Crystal </DC:Creator> <DC:Date> </DC:Date> <DC:Subject>Metadata, RDF, Dublin Core</DC:Subject> </Description> </RDF>

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

34 Elementos do FOAF FOAF Basics Agent Person name nick title homepage mbox mbox_sha1sum img depiction surname family_name givenname firstname Personal Info weblog knows interest currentproject pastproject plan based_near workplacehomepage workinfohomepage schoolhomepage topic_interest publications dnachecksum Projects and Groups Project Organization Group member membershipclass fundedby theme

35 Exemplo de arquivo FOAF <rdf:rdf xmlns:rdf=" xmlns:foaf=" <foaf:person> <foaf:name>edd Dumbill</foaf:name> <foaf:mbox /> <foaf:nick>edd</foaf:nick> <foaf:workplacehomepage rdf:resource=" /> <foaf:depiction rdf:resource=" /> </foaf:person> </rdf:rdf>

36 Dublin Core e FOAF

37 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?

38 Ontologias Ontologias RDF XML + XML Schema Logica Unicode URI

39 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

40 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

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

42 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

43 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

44 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?

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

46 Definição o de classes e da hierarquia de classes

47 Definição o de slots ElementoGeografico ponto_inicio ponto_final Conexao 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

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

49 Ferramentas para ontologias: Protégé

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

51 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

52 Enquanto isso, na Nasa

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