Anlamsal Web, Anlamsal Web Dilleri ve Araçları

Anlamsal Web, Anlamsal Web Dilleri

ve Araçları

Doç. Dr. Selim Akyokuş

Bilgisayar Mühendisliği Bölümü

Doğuş Üniversitesi

2 Anlamsal WebAnlamsal Web - - Selim AkyokuşSelim Akyokuş

Gündem

Anlamsal Web Nedir? Ontolojiler Anlamsal Web Uygulamaları Anlamsal Web Modeli ve Mimarisi Anlamsal Web Dilleri

– RDF, RDFS– DAML + OIL– OWL

Anlamsal Web Araçları Sonuç


Bugünkü Web

Bugün web ortamı milyonlarca kişinin kullandığı global bir iletişim ortamını oluşturmaktadır.

Web kullanıcıları web ortamındaki bilgilere URI adreslerini belirterek, tarama yaparak ve ilgili bağlaçları izleyerek kolayca erişmektedir.

Web ortamının sağladığı kolaylık bugünkü web’in çok büyük çapta yaygınlaşmasının en önemli nedenidir.

Bununla beraber, şu anda web içeriğine temel oluşturan bir çok yapıya bakıldığında bu yapıların insanların okuması, anlaması ve kullanımı için tasarlanmış ve geliştirilmiş olduğu görülür.

Mevcut web alt yapısında sunulan içeriğin bilgisayarca-okunur ve bilgisayarca-anlaşılabilir olması çok zordur.

Mevcut web ortamındaki içeriğin bilgisayarlarca (programlar ve yazılım ajanları) okunur ve anlaşılabilir olması için yeni bir modele gereksinim vardır.


Anlamsal Web Nedir?

Anlamsal web kavramı, bugünkü web’in temelini oluşturan URI, HTTP ve HTML gibi yapılarını tasarlayan ve bulan kişi olan Tim Berners-Lee tarafından öne sürülmüş ve mevcut web ortamının geliştirilerek tam potansiyel kullanımı için web’in gelecek adımı olarak düşünülmektedir

Anlamsal web yeni ve ayrı bir web olmayıp, bilgilere iyi tanımlanmış anlamların verildiği, bilgisayarların ve insanların birlikte çalışmalarına imkan veren bugünkü web’in bir uzantısıdır. - T. Berners-Lee, J. Hendler, O. Lassila

Anlamsal web’teki temel amaç iyi tanımlanmış ve bağlantılandırılmış olan bilgilerin ve servislerin web ortamında kolay bir şekilde bilgisayarca-okunabilir ve bilgisayarca-anlaşılabilir olmasını sağlayacak standartların ve teknolojilerin geliştirilmesidir.


Ontoloji Nedir?

Ontolojiler anlamsal web’in gerçekleştirilmesinde kullanılacak anahtar teknolojidir.

Ontoloji terimi felsefede varlık bilim olarak tanımlanmaktadır. Ontoloji doksanlı yıllarda yapay zeka alanında popüler bir terim

olarak belirli bir alandaki bilgilerin paylaşımını ve yeniden kullanımını sağlayacak “kavramlaştırmaların biçimsel ve açık belirtimi“ olarak tanımlanmış ve kullanılmıştır.

Son zamanlarda ontolojilerin kullanımı zeki bilgi entegrasyonu, elektronik ticaret, doğal dil işleme ve bilgi yönetimi konularında yaygınlaşmaktadır.


Ontoloji Nedir?

Ontolojilerin belirli bir alandaki bilgilerin “paylaşılan ve genel bir anlamının” oluşmasına imkan verir.

Ontolojiler herhangi bir alanda standart olarak kullanılacak ortak ve paylaşılan sözçük kümelerini (vocabulary) veya terminolojiyi belirler.

Ontolojiler ontoloji dilleri (RDFS, DAML+OIL, OWL, ..) ile tanımlanır.

Ontoloji geliştirme araçları (editörleri) ontolojilerin görsel olarak kolayca tanımlanmasını sağlar.

Bir çok alan için değişik ontoloji dillerinde ontolojiler geliştirilmektedir. (www.daml.org/ontologies)


Ontoloji Nedir?

Bilgisayar Bilimleri Bölümü Ontolojisi (SHOE dilinde)

İlişkiler

Kategoriler


Anlamsal Web Modeli

Anlamsal web’te bilgiler ve bilgiler arasındaki ilişkiler tanımlıdır.

Bağlaç

BağlaçBağlaç

Kaynak

Kaynak Kaynak Kaynak Kaynak

Kaynak

KaynakKaynak Kaynak

Kaynak

BağlaçBağlaç

Bağlaç

BağlaçBağlaç

Bağlaç

Bağlaç

Bağlaç

Bağlıdır

BağlıdırAçıklanır

Belge Yazılım Resim Yazılım

Belge

AlanAlan Kişi

Yer

KullanırParçasıdır

Konusu

KonusuKonusu

Yazarı

Adresi

Yazılım

Bugünkü Web Anlamsal Web


Anlamsal Web Modeli Tim Berners-Lee tarafından düşünlen orjinal web modeli


Anlamsal Web Mimarisi

Tim Berners-Lee’nin önerdiği Anlamsal Web Katmanları


Anlamsal Web Uygulaması Geliştirme

Bir anlamsal web uygulaması ilgili sektörde kullanılacak bir ontolojinin geliştirilmesi ile başlar.


Anlamsal Web Uygulama Alanları

Yazılım ajanı tabanlı dağıtık işlem uygulamaları: Ontolojiler araçılığıyla tanımlanmış, yapılandırılmış ve anlamlandırılmış bilgiler, yazılım ajanlarının bu bilgileri taraması, harmanlaması ve kullanmasını sağlayacaktır. Bu bir çok alanda şu anda hayal edilen uygulamanın gerçekleştirilmesini sağlayacaktır.

Anlam tabanlı web arama makineleri: Ontolojiler ile tanımlanmış web kaynakları, web arama makinelerinin daha akıllı sorgulamaları yapmasına imkan verecektir.

Anlam tabanlı sayısal kütüphaneler: Anlamsal web teknolojilerinin sağladığı etkili sınıflandırma ve endeksleme yöntemleri sayısal kütüphanelerde bulunan çoklu ortam veri içeriğine ulaşımı ve sayısal kütüphaneler arası birlikte işleyebilirliği kolaylaştıracaktır.

Ontoloji destekli kurumsal bilgi yönetimi: Küresel ekonomi ile birlikte, iş gücü, sermaye, ve stok yönetimi gibi geleneksel kaynakların yanında, bilginin bir kaynak olarak kurumlarda yönetimi çok önem kazanmakta ve önemli bir üretkenlik etmeni olarak ortaya çıkmaktadır. Anlamsal web teknolojileri kurumsal bilgilerin etkin bir şekilde yönetilmesini ve kullanılmasını sağlayacaktır.

Otomatik web servisi keşfi, aktive edilmesi, karşılıklı işleyebilirliği ve izlenebilirliği: Web servisleri son zamanlarda en çok konuşulan ve web ortamında yeni fırsatlara yok açacak bir teknolojidir. Anlamsal web bu servislerin otomatik olarak bulunması, seçilmesi, çalıştırılması, karşılıklı işeyebilirliğini ve izlenmesini sağlayacaktır.


Anlamsal Web Dilleri

Anlamsal web dilleri ontolojilerin ve ontolojilerle web ortamındaki nesnelerin (kaynakların) tanımlanmasını sağlar.

XML

RDF (S)OMLSHOEXOL

OILDAML

+OIL

OWL


RDF (Resource Description Framework)

XML dili verilerin kodlanması ve taşınması için sözdizimi yapısını belirler.

RDF (Resource Description Framework – Kaynak Tanım Çerçevesi) bir veri modelidir.

Bu model web ortamındaki nesnelerin (kaynakların), kaynak özelliklerinin ve özellik değerlerinin tanımlanması fikrine dayanır.

RDF ifadelerinde yer alan nesne, özellik, değer üçlüleri RDF’in temelini oluşturur.


RDF

Nesne, özellik, değer terimleri RDF’te özne (subject), yüklem (predicate), nesne (object) olarak adlandırılır.

http://www.example.org/index.html

http://www.example.org/staffid/85740

http://purl.org/dc/elements/1.1/creator

Özne URIref: http://www.example.org/index.htmlYüklem URIref: http://purl.org/dc/elements/1.1/creatorNesne URIref: http://www.example.org/staffid/85740


RDF

RDF ifadeleri özne, yüklem ve nesne üçlüleri olarak ta gösterilebilir. “Notation3” olarak adlandırılan üçlü gösterimin anlaşılması kolaydır.

Üçlü RDF gösteriminde her bir satır özne, yüklem ve nesne üçlülerini içerir.

ex:index.html dc:creator exstaff:85740 .

ex:index.html exterms:creation-date "July 4, 2003" .

ex:index.html exterms:language "English" .

ex: http://www.example.org/

exterms: http:// www.example.org /terms/ exstaff: http:// www.example.org /staffid/

XML Namespace(öntakı)


RDF

RDF’te sık olarak kullanılan diğer bazı öntakılar (XML Namespaces) şunlardır:

rdf: http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#

rdfs: http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#

dc: http://purl.org/dc/elements/1.1/

daml: http://www.daml.org/2001/03/daml+oil#

xsd: http://www.w3.org/2001/XMLSchema#

Dublin Core (dc) : Elektronik ortamdaki bilgi kaynaklarının tanımlanması için kullanılan bir meta veri standartıdır.

Dublin Core meta veri kümesi : Title, Creator, Subject, Description, Publisher, Contributor, Date, Type, Format, Identifier, Source, Language, Relation, Coverage, Rights


RDF/XML

RDF ifadelerinin XML’ de yazımı, gösterimi, ve uygulamalar arası taşınması için RDF/XML sözdizimi standardı kullanılır.

<?xml version="1.0"?> <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/" xmlns:exterms="http://www.example.org/terms/"> <rdf:Description rdf:about="http://www.example.org/index.html"> <exterms:creation-date>July 4, 2003 </exterms:creation-date> </rdf:Description> <rdf:Description rdf:about="http://www.example.org/index.html"> <exterms:language>English</exterms:language> </rdf:Description> <rdf:Description rdf:about="http://www.example.org/index.html"> <dc:creator rdf:resource= "http://www.example.org/staffid/85740"/> </rdf:Description> </rdf:RDF>


RDFS (RDF Schema)

RDF veri modeli web ortamındaki kaynaklar, isimlendirilmiş kaynak, özellikleri ve değerleri üçlülerini temel alan basit bir gösterim yöntemidir.

RDFS gösterimi RDF veri modelini genişleten bir tip sistemidir. Bu tip sistemi bir alanda kullanılacak olan sözcük kümesini tanımlar.

Bu sözcük kümesi bir alanda kullanılacak olan nesneler, nesneler arasındaki alt/üst küme ilişkileri, özellikler, özelliklerin alabileceği değerleri tanımlar.


RDFS

RDFS veri modeli tanımlama elemanları

Nesne veya Özellik Açıklama

rdf:type Özne bir nesnesin örneğidir (instance) veya tipindedir.

rdfs:Class Nesne tanımlar.

rdfs:subClassOf Nesne bir nesnenin alt nesnesidir.

rdf:Property Özellik tanımlar.

rdfs:subPropertyOf Özne bir özelliğin alt özelliğidir.

rdfs:domain Özne özelliğinin alanı .

rdfs:range Özne özelliğinin alabileceği alan değerler sahası.

rdfs:label Öznenin açıklayıcı ismi.

rdfs:comment Özne kaynağı hakkında açılayıcı tanım.

rdfs:Literal Karakter değerler sınıfı (ör: tam sayılar, karakter dizileri).


RDFS

RDF üçlü gösterimi ile kitap ve özellikleri ile ilgili bir örnek.

exterms:Kitap rdf:type rdfs:Class .

exterms:KitapBaşlığı rdf:type rdf:Property .exterms:KitapBaşılığı rdfs:range rdfs:Literal .

exterms:SayfaSayısı rdf:type rdf:Property .exterms:SayfaSayısı rdfs:range xsd:integer .

exterms:KitapBaşlığı rdfs:domain exterms:Kitap . exterms:SayfaSayisi rdfs:domain exterms:Kitap .


RDFS

RDFS nesnelerin hiyerarşik (üst küme / alt küme) ilişkilerinin tanımlanmasına imkan verir.

RDF üçlü gösterimi ile motorlu araçlar alt küme / üst küme ilişkileri

MotorVehicle(Motorlu Taşıt)

PassengerVehicle(Yolcu Taşıtı)

Van(Minibüs)

Truck(Kamyon)

MiniVan(Küçük Minibüs)

ex:MotorVehicle rdf:type rdfs:Class .ex:PassengerVehicle rdf:type rdfs:Class .ex:Van rdf:type rdfs:Class .ex:Truck rdf:type rdfs:Class .ex:MiniVan rdf:type rdfs:Class .

ex:PassengerVehicle rdfs:subClassOf ex:MotorVehicle .ex:Van rdfs:subClassOf ex:MotorVehicle .ex:Truck rdfs:subClassOf ex:MotorVehicle .

ex:MiniVan rdfs:subClassOf ex:Van .ex:MiniVan rdfs:subClassOf ex:PassengerVehicle

.


DAML+OIL

RDFS şema dili RDF sözcük kümelerinin tanımı için basit yetenenekler sunmaktadır.

Anlamsal Web’in temelini oluşturan ontoloijleri tanımlamak için RDFS şema dilinin yeteneklerini genişleten üst seviye dillere gereksinim duyulmaktadır.

Bu diller ontoloji dilleri olarak adlandırılmaktadır. Bu diller web kaynaklarının tanımı için çok daha güçlü

nesne ve özellik yapılarını içeir. RDF(S)’ in bir üst seviye katmanı olarak DAML (DARPA

Agent Markup Language), OIL (Ontology Interface Layer), DAML+OIL ve OWL (Web Ontology Language) ontoloji dilleri tanımlanmıştır.


DAML+OIL

DAML+OIL şu aşamada en gelişmiş ve olgunlaşmış bir dil olarak gözükmektedir.

DAML dili Amerikan hükümetinin desteklediği bir çalışma sonucunda Agustos 2000’de yayınlanmıştır.

OIL (Ontotoloji Interface Layer) Avrupa Birliği IST programı çercevesinde geliştirilmiş bir dildir[18].

Bu iki dilin yapılarını birleştirmek için Amerika ve Avrupa Birliği’ğince oluşturulan ortak komite DAML+OIL dilini geliştirerek Aralık 2000’de yayınlamıştır.

DAML+OIL’in en son veriyonu Mart 2001’de yayınlanmıştır. İlk yayın tarihinden itibaren DAML+OIL bir çok anlamsal web araştımacısının ilgisini çekmiş ve yagın bir kullanım bulmuştur[19,20,21].

Şu anda değişik alanlar için DAML+OIL ile geliştirilmiş yaklaşık 250 adet ontoloji[22] ve 60 tane bu dile özel geliştirme aracı[23] bulunmaktadır.


OWL

OWL (Web Ontology Language), W3C konsorsiyumu ontoloji gurubu tarafından standart ontoloji dili oluşturulması amacı ile geliştirilmekte olan bir dildir.

İlk dilin ilk taslak versiyonu (working draft) 29 Temmuz 2002’de yayınlanmıştır[24].

Bu dil DAML-OIL ontoloji dilindeki deneyimleri ve yeni gereksinimleri göz önüne alınarak geliştirilmektedir.

Bu dilin geliştirilmesi bittiğinde standart bir ontoloji dili olarak bir çok uygulama tarafından kullanılması düşünülmektedir.


XML Schema, RDF(S), DAML+OIL ve OWL Dilleri Özelliklerinin Karşılaştırılması

ÖzellikXML Schema

RDF(S)

DAML+OILOWL

Sınırlı Listeler (bounded lists) X X

Çokluk kısıtlamaları (cardinality constraints) X X X

Sınıf İfadeleri (class expressions) X X

Veri tipleri (data types) X X X

Tanımlı sınıflar (defined classes) X X

Değer Kümesi (enumerations) X X X

Eşitlik (equivalence) X X

Genişleyebilirlik (extensibility) X X X

Biçimsel Anlam Bilimi (formal semantics) X X

Kalıtım (inheritance) X X X

Çıkarım (Inference) X X

Yerel Sınırlamalar (local restrictions) X X

Nitelikli kısıtlamalar (qualified constraints) X

Somutlaştırma (Reification) X X X


Anlamsal Web Araçları

Anlamsal web ve anlamsal web’in temelini oluşturan ontolojilerin geliştirilmesi için ileri düzey yazılım araçlarına gereksinim duyulmaktadır.

Geçen bir kaç yılda özellikle bu amaçla bir çok ontoloji araçı geliştirilmiştir. Ontology araçları aşağıdaki yedi gurup altında toplanabilir [29]:

– Ontoloji geliştirme araçları

– Ontoloji birleştirme ve bütünleştirme araçları

– Ontoloji değerlendirme araçları

– Ontoloji tabanlı anotasyon araçları

– Ontoloji sorgulama dilleri ve araçları

– Ontololi kütüphane sistemleri

– Ontoloji öğrenme araçları


Sonuç

Anlamsal web, anlamsal web dilleri ve araçları şu anda çok aktif bir araştırma alanıdır.

Anlamsal web konusunda yapılan araştırma çalışmaları anlamsal web (ontoloji) dilleri, ontoloji editörleri, araçları ve sistemleri, ontoloji sistem kütüphaneleri, değişik alanlar için geliştirilmekte olan ontoloji çalışmalarını kapsamaktadır.

Anlamsal web konusu çok çeşitli araştırmacı, kurum ve şirketin ilgisini çekmektedir.

Bu konudaki bu kadar yoğun ilginin nedeni bir gün anlamsal web’in bugünkü web kadar bir çok alanda çok geniş bir etki oluşturacağına olan ortak inançtır.

Bununla beraber, bugün hayal olan anlamsal web’in gerçekleşmesi için daha çok bir uzun yolun olduğu açıktır.


Sunum Dosyası

http://sakyokus.ce.dogus.edu.tr/Presentations/(http://www.akyokus.com/Presentations/)

TEŞEKKÜRLER

Documents

Anlamsal Web, Anlamsal Web Dilleri ve Araçları