Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ ιπλωµατική Εργασία του Βασιλείου Μπαλάσκα (ΑΕΜ: 53) Επιβλέποντες Καθηγητές : Νικόλαος Βασιλειάδης Εµµανουέλλα Πλακογιαννάκη Θεσσαλονίκη 2007

2

3 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ Σε εκείνη που µε στήριξε πολύ και έφυγε νωρίς, τη γιαγιά µου i

4 ii

5 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ Πρόλογος Η ιδέα της σύνδεσης δύο σηµείων σε απόσταση µεταξύ τους µε σκοπό τη συνεχή επικοινωνία ήταν αποτέλεσµα του Ψυχρού πολέµου µεταξύ ΗΠΑ και Σ. Ένωσης. Θα αποτελούσε το δίκτυο που δεν θα κατέρρεε και θα διαβίβαζε πληροφορίες ακόµη και σε περίπτωση πυρηνικού πολέµου. Έτσι µετά από δώδεκα χρόνια µελέτης δηµιουργήθηκε το ARPANET(που λίγο αργότερα µετονοµάστηκε σε DARPA), το Το 1971 υ- πήρχαν 23 κόµβοι και το 1980 ο αριθµός των κόµβων έφτασε τους 200 µε διεθνείς πλέον συνδέσεις. Στις αρχές του 1980 το ARPANET διαιρείται σε δύο κοµµάτια το στρατιωτικό τµήµα και το τµήµα των λοιπών χρήσεων, που συνεχίζουν όµως να συνδέονται µεταξύ τους. Από αυτό το σηµείο και µετά ξεκινά η ιστορία του διαδικτύου και η εξέλιξη του στη σηµερινή του µορφή. Σταθµός σε αυτή την πορεία ήταν το 1992/1993 όταν το CERN παρουσίασε τον παγκόσµιο ιστό(world Wide Web,WWW) του Tim Berners- Lee. Ο παγκόσµιος ιστός ήταν το σύστηµα διασύνδεσης πληροφοριών, σε µορφή πολυµέσων που βρίσκονται αποθηκευµένες σε χιλιάδες υπολογιστές του Internet σε όλο τον κόσµο, και παρουσίασής τους σε ηλεκτρονικές σελίδες, όπου µπορεί να περιηγηθεί ο χρήστης µε το ποντίκι. Αυτό το νέο περιβάλλον έκανε το Internet πιο προσιτό στον απλό χρήστη και την περιήγησή του ακόµη πιο εύκολη. Μέσω του διαδικτύου πλέον κάθε ενδιαφερόµενος συλλέγει πληροφορίες από ιστοσελίδες ή µέσω ανταλλαγής ηλεκτρονικών µηνυµάτων. Σε αυτή την διαδικασία συµµετέχει ο ανθρώπινος παράγοντας, είτε συλλέγοντας τις πληροφορίες και τοποθετώντας τες σε ιστοσελίδες είτε διαβιβάζοντας τες µέσω του ηλεκτρονικού ταχυδροµείου. Παρατηρούµε ότι καθηµερινά περιοδικά και εφηµερίδες εκδίδονται on-line και µας παραπέµπουν στις διευθύνσεις τους, επιχειρήσεις και ιδιώτες φτιάχνουν τις δικές τους σελίδες στο WWW για να είναι δυνατή η πρόσβαση σε όσο πιο µεγάλο κοινό γίνεται. Είναι προφανές ότι το Internet επεκτείνεται και επιδρά στις καθηµερινές πρακτικές όλων µας. Σε καθηµερινή χρήση είναι το ηλεκτρονικό ε- µπόριο, η τηλεεργασία, η τηλεκπαίδευση, η τηλεϊατρική, κλπ. µέσα από το Internet. Η συνεχόµενη τεχνολογική πρόοδος ακολουθείται από την ανάπτυξη νέων τρόπων α- ναζήτησης πληροφοριών. Η αναζήτηση πληροφοριών θα δύναται να γίνει πλέον από iii

6 «µηχανές» καθώς επίσης και η παροχή πληροφοριών. Αυτό το τεχνολογικό κενό οδήγησε τον Tim Berners-Lee να οραµατιστεί το σηµασιολογικό διαδίκτυο και να προχωρήσει στην υλοποίησή του. Με απλά λόγια στόχος του Σηµασιολογικού Ιστού είναι το ιαδίκτυο να γίνει µια παγκόσµια πλατφόρµα ανταλλαγής και επεξεργασίας δεδοµένων από ετερογενείς πηγές πληροφορίας. ηλαδή το Σηµασιολογικό ιαδίκτυο θα προσφέρει «λογική δόµηση», οργάνωση και σηµασιολογία στα δεδοµένα ώστε να είναι κατανοητά σε επίπεδο µηχανής, χρησιµοποιώντας τις πληροφορίες που δίνονται για τα δεδοµένα(metadata). Ο Tim-Berners-Lee αναφέρει «Αυτό που προσπαθούµε να κάνουµε µε το Σηµασιολογικό Ιστό είναι να χτίσουµε µια στέρεα βάση συσχετισµών µεταξύ των δεδοµένων που αντιλαµβάνονται οι µηχανές. Όταν λοιπόν καταφέρουµε να φτιάξουµε έναν τεράστιο όγκο δεδοµένων, συνδυασµένων µ' έναν τρόπο ακριβή και αξιόπιστο, θα έχουµε µια πολύ στέρεα βάση. Από κει και πέρα, θα είναι πολύ ενδιαφέρον να διαµορφωθούν οι ευρετικές µέθοδοι που θα επιτρέψουν να κάνουµε δηµιουργικές αναζητήσεις µέσα στα δεδοµένα αυτά. Προς το παρόν όµως, µέληµα µας είναι η δηµιουργία των σχέσεων µεταξύ των δεδοµένων». Το σηµασιολογικό διαδίκτυο δεν θα αποτελέσει εργαλείο µόνο στο διαδίκτυο αλλά και σε εσωτερικά δίκτυα επιχειρήσεων, υποστηρίζοντας την υπάρχουσα δοµή των. Τα ERP συστήµατα αλλά και τα Συστήµατα Στήριξης Αποφάσεων είναι εφαρµογές που εµφανίστηκαν τα τελευταία χρόνια στις περισσότερες των επιχειρήσεων και των οργανισµών. Παρόλα αυτά η λειτουργία τους βασίζεται στην εισαγωγή και αναζήτηση πληροφοριών από τον χρήστη-άνθρωπο και όχι από το χρήστη-µηχανή. Το πρόβληµα που δη- µιουργείται από την πολλαπλή εισαγωγή και την εξίσου πολλαπλή εξόρυξη του ίδιου αποτελέσµατος, ως πληροφόρηση θα καλυφθεί µελλοντικά από το σηµασιολογικό διαδίκτυο. Με τα όσα αναφέρθηκαν πιο πάνω υποστηρίζεται η άποψη πως η γνώση αποτελεί περιουσιακό στοιχείο µιας επιχείρησης, και έχει µεγαλύτερη αξία όταν παράγεται και αξιοποιείται από την ίδια αποκτώντας πλεονέκτηµα απέναντι στους ανταγωνιστές της. Αν, ακόµη, αναλογιστούµε πως η νέα τάση στην αγορά εργασίας είναι η κινητικότητα των στελεχών, όσων δηλαδή παράγουν ή διαχειρίζονται γνώση, τότε γίνεται πιο κατανοητή iv

7 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ η ανάγκη για γνώση και πληροφόρηση χωρίς την συµµετοχή του ανθρώπινου παράγοντα. Στη συγκεκριµένη εργασία στόχος είναι να παρουσιαστεί η παρούσα κατάσταση στη διαχείριση γνώσης εντός των επιχειρήσεων και των οργανισµών µε τις δυσκολίες που συναντιούνται, να παρουσιαστεί η δοµή του σηµασιολογικού διαδικτύου και να προταθεί µία λύση βασισµένη σε αυτό. Μπαλάσκας Βασίλειος 15/02/2007 v

8 vi

9 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ Ευχαριστίες Η παρούσα εργασία ολοκληρώθηκε χάρη στην αµέριστη συµπαράσταση και κατανόηση κάποιων ανθρώπων, οι οποίοι συνέβαλαν στην δηµιουργία της και αισθάνοµαι την ανάγκη να τους ευχαριστήσω. Αρχικά θα ήθελα να ευχαριστήσω θερµά τον καθηγητή µου και πρώτο επιβλέποντα της διπλωµατικής εργασίας κύριο Νικόλαο Βασιλειάδη, για την ανάθεση της εργασίας, την παροχή βιβλιογραφίας, τις συµβουλές του και τις διορθώσεις του. Ευχαριστώ θερµά την οικογένεια µου, η οποία µε στήριξε σε κάθε δύσκολη στιγµή της πορείας µου µέχρι σήµερα και ειδικότερα τα τελευταία δύο χρόνια ώστε να καταφέρω να ολοκληρώσω τις σπουδές µου µε επιτυχία παρέχοντας µου κάθε δυνατή βοήθεια µε υποµονή και κατανόηση και κάνοντας κάθε ενέργεια για την προσωπική µου διευκόλυνση. Θέλω να ευχαριστήσω τη µνηστή µου για την σηµαντική βοήθειά της και ιδιαίτερα για την παρότρυνσή της για τη συµµετοχή στο ΠΜΣ και τη βοήθειά της κατά το πρώτο εξάµηνο όταν οι σπουδές µου ήταν παράλληλα µε την εκτέλεση των στρατιωτικών µου υποχρεώσεων. Τέλος θα ήθελα να ευχαριστήσω τον Ανχη(ΠΒ) ρόλια Ιωάννη, τον Λγο(ΑΠΒ) Μάϊπα Ιωάννη και τα στελέχη της 181 ΜΚΒ «ΧΩΚ» για την παροχή κάθε δυνατής διευκόλυνσης στην παρακολούθηση µαθηµάτων και την συµµετοχή µου σε εξετάσεις κατά το πρώτο έτος των µεταπτυχιακών µου σπουδών. vii

10 viii

11 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1 Εισαγωγή Σηµασιολογικό ιαδίκτυο Εισαγωγικά Το σηµερινό διαδίκτυο και τα χαρακτηριστικά του Το όραµα του σηµασιολογικού διαδικτύου Τεχνητή νοηµοσύνη και σηµασιολογία Τεχνολογίες του σηµασιολογικού διαδικτύου Μεταδεδοµένα(metadata) Οντολογίες Πράκτορες ιαδικτυακές Υπηρεσίες Η αρχιτεκτονική του σηµασιολογικού διαδικτύου Κωδικοποίηση χαρακτήρων (Unicode) ιευθυνσιοδότηση των εγγράφων (URI) Αναπαράσταση περιεχοµένου εγγράφων Resource Definition Framework Οντολογίες Λογική (Logic) Αποδείξεις (Proof) Έλεγχος αξιοπιστίας (Trust) Ψηφιακές υπογραφές Συµπεράσµατα Η γλώσσα οντολογιών OWL Εισαγωγή Τα βήµατα ως τη δηµιουργία της OWL Οι τρεις «υπογλώσσες» της OWL OWL Lite Τύποι δεδοµένων της OWL Lite Βασικοί µηχανισµοί της OWL Lite Ισοδυναµίες, ισότητες και ανισότητες στην OWL Lite...41 ix

12 3.4.4 OWL Lite και χαρακτηριστικά ιδιοτήτων Περιορισµοί ιδιοτήτων της OWL Lite Περιορισµοί πληθαρίθµου στην OWL Lite OWL Lite και τοµές τάξεων OWL Lite και ιδιότητες σχολιασµού Οι OWL DL και OWL Full Συµπεράσµατα Ο Σηµασιολογικός Ιστός στις Επιχειρήσεις Εισαγωγή Ελλείψεις του υπάρχοντος δικτύου Κριτικές για τον Σηµασιολογικό Ιστό Τα πλεονεκτήµατα του σηµασιολογικού ιστού Υποστήριξη λαµβανόµενων αποφάσεων Επιχειρησιακή ανάπτυξη ιάχυση πληροφοριών Μηχανική λήψη αποφάσεων Παραδοσιακά συστήµατα παραγωγής γνώσης Η εξαγωγή γνώσης στο σηµασιολογικό ιστό Αναζήτηση και µετασχηµατισµός πληροφοριών Αναζήτηση και Επεξεργασία µετασχηµατισµένων πληροφοριών Χρησιµοποίηση της γνώσης και των πληροφοριών ιαχείριση αλλαγών σε µία επιχείρηση για την εφαρµογή του σηµασιολογικού διαδικτύου Πρώιµο στάδιο Στάδιο εκπαίδευσης συµµετεχόντων Στάδιο υλοποίησης Εφαρµογή Συµπεράσµατα Σηµασιολογικός Ιστός και Peer-To-Peer ίκτυα Εισαγωγή Peer-to-peer δίκτυα Αρχιτεκτονική των peer-to-peer δικτύων Αναζήτηση σε peer-to-peer δίκτυα Ολοκλήρωση και κατηγοριοποίηση γνώσης x

13 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ Ενηµερότητα γνώσης και Εξατοµίκευση Κατασκευή ιαδικτυακής Πύλης γνώσης «Κοινωνίες της πρακτικής» Τα P2P δίκτυα και οι επιπτώσεις τους στη διαχείριση γνώσης Το όραµα των οντολογιών Peer-2-Peer, Οντολογίες και γνώση Ανεπάρκειες της τεχνολογίας Peer-2-Peer και των οντολογιών ως ξεχωριστά πρότυπα Προκλήσεις στην ολοκλήρωση Peer-2-Peer και οντολογιών Η µελλοντική προοπτική της διαχείρισης γνώσης Τα δίκτυα P2P για τη δηµιουργία οντολογιών Οι οντολογίες για τα δίκτυα P2P και η διαχείριση γνώσης ηµιουργία κοινοτήτων, super peers και Edutella Συµπεράσµατα Συµπεράσµατα και Προτάσεις για επιχειρήσεις Βιβλιογραφία Παράρτηµα xi

14

15 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ 1 Εισαγωγή Οι σύγχρονες επιχειρήσεις και οργανισµοί έχουν πλέον αντιληφθεί την ανάγκη για τη διαχείριση της γνώσης που κατέχουν αλλά και για την παραγωγή γνώσης που θα χρησι- µοποιήσουν προς όφελός τους. Η γνώση πλέον αποτελεί πολύτιµο συστατικό στην επιτυχία των επιχειρήσεων, όταν όµως αυτή είναι κτήµα των στελεχών και αυτοί δεν την µεταβιβάζουν, τότε κάθε οργανισµός βρίσκεται σε κίνδυνο. Τα συστήµατα που έχουν αναπτυχθεί τα τελευταία χρόνια βοηθούν σηµαντικά στη διαχείριση της γνώσης όµως δεν έχουν τη δυνατότητα να ελέγχουν τις πηγές εξόρυξης της όπως και να παράγουν νέα. Τα υπάρχοντα συστήµατα διαχείρισης γνώσης τα οποία έχουν εφαρµογή κυρίως σε ε- ταιρικά δίκτυα, που βρίσκονται σε συγκεκριµένο τόπο, συλλέγουν πληροφορίες από κάθε διαθέσιµη πηγή µέσα στο δίκτυο, µε σύνηθες αποτέλεσµα την επανάληψη πληροφοριών ή την απουσία κάποιων εξ αυτών κάποιες φορές καθώς δεν έγινε εφικτή η εύρεσή τους. Επίσης, η συλλογή πληροφοριών µπορεί να έχει ως αποτέλεσµα την σύνταξη ενός εγγράφου αλλά όχι και την παραγωγή γνώσης και τη διάθεσή της σε όλους τους ενδιαφερόµενους. Στην πραγµατικότητα δηλαδή τα σύγχρονα συστήµατα διαχείρισης γνώσης είναι αναποτελεσµατικά. Όλες αυτές οι ελλείψεις των συστηµάτων διαχείρισης γνώσης και του διαδικτύου οδήγησαν τον Tim Berners-Lee να σχεδιάσει και να ωθήσει την εφαρµογή του σηµασιολογικού διαδικτύου. Το σηµασιολογικό διαδίκτυο (semantic web) εννοιολογικά αποτελεί τη λογική εξέλιξη του σηµερινού διαδικτύου, και φιλοδοξεί µελλοντικά να λύσει πολλά από τα σηµαντικά προβλήµατα που υφίσταται το περιβάλλον του διαδικτύου και ταλανίζουν τους χρήστες του, ενώ παράλληλα θέτουν σοβαρούς περιορισµούς στη χρήση του προηγούµενου σε συστήµατα διαχείρισης γνώσης. Ο εµπνευστής του σηµασιολογικού ιστού είναι και ο εµπνευστής του διαδικτύου, Tim Burners-Lee, όπως επίσης και πρόεδρος του W3C consortium. Το W3C προωθεί την ιδέα του σηµασιολογικού δικτύου ενώ έχουν ήδη συσταθεί επιτροπές και οµάδες εργασίας που θα δηµιουργήσουν τα πρότυπα και τις απαιτούµενες τεχνολογίες. Ο Σηµασιολογικός Ιστός αποτελεί 1

16 µία επέκταση του υπάρχοντος Ιστού ο οποίος θα επιτρέπει την ευκολότερη εύρεση, κοινή χρήση και επαναχρησιµοποίηση της πληροφορίας. Κύριο µέληµα του σηµασιολογικού ιστού είναι να προσδώσει χαρακτηριστικά ταυτότητας και σηµασιολογικού προσδιορισµού στις πηγές του εταιρικού δικτύου αλλά και διαδικτύου, ενθαρρύνοντας την υιοθέτηση της σηµασιολογικής αναζήτησης για συντονισµένη και ουσιαστική παραγωγή γνώσης µέσα σε στις επιχειρήσεις και τους οργανισµούς. Συνεπώς τα πληροφοριακά συστήµατα θα έχουν τη δυνατότητα να περιγράφουν, κατανοούν, ανταλλάσσουν πληροφορίες, και να συνεργάζονται στο περιβάλλον του δικτύου σε αντίθεση µε την σηµερινή κατάσταση, προσφέροντας υψηλής ποιότητας δυνατότητες αναζήτησης που συντελούν στην ανάπτυξη και εξέλιξη µιας επιχείρησης. Η πραγµατοποίηση του σηµασιολογικού διαδικτύου και της εφαρµογής του στηρίζεται στα µεταδεδοµένα (metadata). Τα µεταδεδοµένα δίνουν πληροφορίες σχετικές µε το κάθε έγγραφο και βοηθούν στην ορθότερη δοµή των βιβλιοθηκών και των βάσεων δεδοµένων σε εταιρίες ή στον παγκόσµιο ιστό. Έτσι γίνεται απλούστερη η εύρεση, ανάγνωση και συλλογή των κατάλληλων στοιχείων-πληροφοριών µε ή και χωρίς την παρέµβαση του ανθρώπινου παράγοντα σε αυτή τη διαδικασία. Πλέον στις αναζητήσεις δεν αλληλεπιδρούν µόνο οι χρήστες άνθρωποι αλλά και οι χρήστες µηχανές. Σε συνέχεια των µεταδεδοµένων δηµιουργήθηκαν οι οντολογίες, η ύπαρξη των οποίων είναι απαραίτητη για την αναζήτηση στον σηµασιολογικό ιστό και την ορθή εξαγωγή αποτελεσµάτων. Η εργασία αποτελείται από 6 κεφαλαία στα οποία γίνεται προσπάθεια να αναλυθούν µε όσο καλύτερο τρόπο τα στοιχεία που εµπλέκονται µε τον σηµασιολογικό ιστό. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι αδυναµίες που παρουσιάζουν σήµερα τα συστήµατα διαχείρισης γνώσης, οι οποίες αποτέλεσαν την αφορµή για την εξέλιξη του διαδικτύου σε σηµασιολογικό και την εφαρµογή του. Επίσης περιγράφονται τα δοµικά στοιχεία του σηµασιολογικού διαδικτύου και η αρχιτεκτονική του. Το τρίτο κεφάλαιο θα περιγράφει τη γλώσσα οντολογιών OWL. Η γλώσσα owl είναι η πλέον εύχρηστη αυτή τη στιγµή και µπορεί να χρησιµοποιηθεί µε επιτυχία για τον ορισµό πεδίων γνώσης. Η owl έχει τρεις υπογλώσσες τις οποίες χρησιµοποιούµε ανάλογα µε την περίπτωση. Στο τέταρτο κεφάλαιο αναπτύσσεται θεµατολογία σχετική µε το ση- 2

17 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ µασιολογικό διαδίκτυο και την εφαρµογή αυτού σε επιχειρήσεις και οργανισµούς σε συνδυασµό µε τη διαχείριση γνώσης σε αυτές. Τονίζεται η χρησιµότητα του σηµασιολογικού διαδικτύου στις εταιρικές αναζητήσεις, η δηµιουργία γνώσης µέσω αυτού καθώς και τα στάδια εισαγωγής του σε επιχειρήσεις και οργανισµούς Το πέµπτο κεφάλαιο αφορά το συνδυασµό διαφορετικών συστηµάτων διαχείρισης γνώσης και τα βέλτιστα αποτελέσµατα που αποφέρει αυτός σε σύγκριση µε αυτά που έχει η χρήση ενός εξ αυτών. Στο έκτο και τελευταίο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα συ- µπεράσµατα από τη συγγραφή της εργασίας και µία πρόταση προς τις επιχειρήσεις και τους οργανισµούς στον ελληνικό χώρο για την διαχείριση της γνώσης σε αυτούς. 3

18 2 Σηµασιολογικό ιαδίκτυο 2.1 Εισαγωγικά Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται προσπάθεια να παρουσιαστούν οι δυνατότητες που παρέχει το διαδίκτυο για αναζήτηση πληροφοριών µε την υποδοµή που αυτό παρέχει σήµερα. Η παρουσίαση περιλαµβάνει µειονεκτήµατα και πλεονεκτήµατα της υπάρχουσας κατάστασης σε σύγκριση µε την τεχνολογική υποδοµή που θα παρέχει ο σηµασιολογικός ιστός. Εκτός από τη σύγκριση γίνεται και µερική ανάλυση του σηµασιολογικού διαδικτύου, παρουσιάζοντας τα στοιχεία που αυτό χρησιµοποιεί καθώς και την αρχιτεκτονική του. 2.2 Το σηµερινό διαδίκτυο και τα χαρακτηριστικά του Το διαδίκτυο όπως είναι γνωστό ξεκίνησε µε κύρια λειτουργία την ανταλλαγή πληροφοριών. Αυτή η µοναδική λειτουργία του διαδικτύου έχει πλέον επεκταθεί σε πλήθος λειτουργιών όπως η αποθήκευση πληροφοριών, η αναζήτησή τους και η συλλογή τους, η αγοραπωλησία προϊόντων, οι τραπεζικές συναλλαγές, η από απόσταση εκπαίδευση, η τηλε-ιατρική, η ψυχαγωγία, η εργασία µέσω διαδικτύου και η από απόσταση επικοινωνία µε διάφορους τρόπους. Όλες αυτές οι εφαρµογές του διαδικτύου δεν µπορούν σε καµία περίπτωση να συγκριθούν µε την µία λειτουργία που είχε όταν ξεκίνησε αυτό. Οι εφαρµογές του σηµερινού διαδικτύου βρίσκονται σε υψηλό τεχνολογικά επίπεδο αλλά για να οδηγήσουν στην δηµιουργία γνώσης χρειάζονται την επέµβαση του ανθρώπινου παράγοντα. Η παραγωγή γνώσης είναι ο παράγοντας που προσδίδει συγκριτικό πλεονέκτηµα σε όποιον οργανισµό ή επιχείρηση καταφέρει να τον αποκτήσει. Η έλλειψη του σηµερινού διαδικτύου εστιάζεται κυρίως στην αδυναµία παραγωγής γνώσης χωρίς την επέµβαση του ανθρώπου-χρήστη. Η δυνατότητα που παρέχει το διαδίκτυο στον άνθρωπο-χρήστη, όταν αυτός προσπαθεί να παράγει γνώση, είναι η αναζήτηση 4

19 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ πληροφοριών µέσω των µηχανών αναζήτησης. Οι µηχανές αναζήτησης αφού εισάγουµε µία λέξη κλειδί ή έναν συνδυασµό λέξεων, σε χρόνους µικρότερους του ενός δευτερολέπτου, µας απαντούν παρέχοντας µας µία λίστα µε υπερσυνδέσµους του διαδικτύου ταξινοµηµένη µε κριτήρια της µηχανής αναζήτησης. Πολλές φορές οι µηχανές αναζήτησης παράγουν λίστες αποτελεσµάτων µε υπερσυνδέσµους οι οποίοι δεν ανταποκρίνονται στα κριτήρια της αναζήτησης, έχουν πλήθος υπερσυνδέσµων σχετικών και µη µε την αναζήτηση ή παρουσιάζουν πολύ µικρό αριθµό υπερσυνδέσµων εώς και µηδενικό. Οι παρούσες τεχνολογικές λύσεις για την αναζήτηση πληροφορίας στο διαδίκτυο µε τη βοήθεια µηχανών αναζήτησης είναι συχνά µη αποδοτικές, αφού στηρίζονται σε συντακτικού τύπου πληροφορία και στερούνται µηχανισµών σηµασιολογικής αναζήτησης, ώστε να παρουσιάζεται τελικά συγκεκριµένη λύση που να ικανοποιεί τις ανάγκες του χρήστη. Για παράδειγµα οι µηχανές αναζήτησης ερευνούν το περιεχόµενο της σελίδας ή προσπαθούν να εξαγάγουν συµπεράσµατα σχετικά µε το θέµα στο οποίο αναφέρεται µια ιστοσελίδα, χωρίς όµως να υπάρχει ένας συγκεκριµένος τρόπος συσχέτισης του περιεχόµενου ιστοσελίδων µε θεµατικές περιοχές. Παρατηρούνται όµως τελευταία προσπάθειες για την δηµιουργία νέων προτύπων µεταπληροφορίας του εκπαιδευτικού υλικού που βρίσκεται στο διαδίκτυο. Οι προσπάθειες αυτές έχουν ως σκοπό την υποστήριξη ενός ευφυούς τρόπου αναζήτησης της πληροφορίας στο διαδίκτυο. Αναλυτικότερα : 1. Καθόλου ή ελάχιστα αποτελέσµατα. Η συγκεκριµένη προβληµατική κατάσταση συναντάται όταν σε µία µηχανή αναζήτησης δοθεί συγκεκριµένη λέξη κλειδί ή συνδυασµός λέξεων, µε σκοπό την αναζήτηση σε καλά ορισµένο πεδίο. Ίδιο είναι το αποτέλεσµα, ελάχιστα ή καθόλου αποτελέσµατα, όταν δεν αναζητούµε κείµενα ή αρχεία που περιλαµβάνουν κείµενα αλλά η αναζήτησή αφορά αρχεία πολυµέσων. Έτσι σε εξειδικευµένες αναζητήσεις συνήθως δεν έχουµε ικανοποιητικά αποτελέσµατα στο σύγχρονο διαδίκτυο. 2. Πολλά ή υπερβολικά πολλά αποτελέσµατα. Το σύνηθες αποτέλεσµα των αναζητήσεων στο διαδίκτυο µε τη χρήση µηχανών αναζήτησης είναι οι εκατοντάδες ή χιλιάδες των αποτελεσµάτων σε ελάχιστο χρονικό διάστηµα, χωρίς όµως την αντίστοιχη σχέση των αποτελεσµάτων µε τον σκοπό της α- 5

20 ναζήτησης. 3. Εννοιολογική προσέγγιση αναζήτησης. Η δηµιουργία ιστοσελίδων µε τη χρησιµοποίηση «κοινών» λέξεων οδηγεί συχνά σε εννοιολογική σύγχυση. Αυτό συµβαίνει καθώς ο ακριβής ορισµός των λέξεων αυτών διαφέρει από την έννοια που τους έχει προσδώσει και αποδεχθεί µεγάλο µέρος του σύγχρονου κόσµου. Η καταχρηστική αυτή χρησιµοποίηση αυτών των λέξεων οδηγεί στην εσφαλµένη ανάκληση ιστοσελίδων από τις µηχανές αναζήτησης. Έτσι αν αναζητήσουµε την λέξη «sex» στη µηχανή αναζήτησης της google θα λάβουµε ως αποτέλεσµα 674 εκατοµµύρια ιστοσελίδες η πλειονότητα των οποίων αναφέρονται ή παρουσιάζουν τη γενετήσια πράξη και ελάχιστες είναι εκείνες που έχουν ως περιεχόµενο την ανάλυση της λέξης «sex» ως φύλλο και το διαχωρισµό των δύο φύλλων σε άρρεν και θήλυ. Στην περίπτωση που η µηχανή αναζήτησης έχει δώσει το σωστό αποτέλεσµα τότε µας ενδιαφέρει και η σειρά της κατάταξης που αυτό έχει λάβει και η ταχύτητα που ο χρήστης µπορεί να το βρει και να χρησιµοποιήσει τις πληροφορίες του. 4. Ανεπαρκή αποτελέσµατα. Οι µηχανές αναζήτησης όπως αναφέρθηκε και πιο πάνω "επιστρέφουν" στο χρήστη λίγα ή πάρα πολλά αποτελέσµατα. Τις περισσότερες φορές τα αποτελέσµατα της αναζήτησης µε µία λέξη κλειδί δεν αρκούν για να καλύψουν το ερώτηµα του χρήστη µε αποτέλεσµα την κατ' επανάληψη αναζήτηση µε διαφορετική διατύπωση της έννοιας για την οποία αναζητούµε στοιχεία. Μετά από αυτό το στάδιο θα ακολουθήσει εκείνο στο οποίο θα συλλέξει ο χρήστης τις σελίδες του αποτελέσµατος που απαντούν στο ερώτηµά του και θα τις συνδυάσει ώστε να εξάγει το επιθυµητό για αυτόν αποτέλεσµα. Όλα τα προηγούµενα αποτελούν τµήµατα του συνολικού προβλήµατος που αντιµετωπίζει ο κάθε χρήστης του διαδικτύου σήµερα δηλαδή, αναζητώντας πιθανά αποτελέσµατα µε µία λέξη κλειδί µπορεί να λάβει ελάχιστες ή πάρα πολλές σελίδες ως απάντηση. Α- νάµεσά τους όµως είναι πολύ πιθανό να µην συµπεριλαµβάνονται αποτελέσµατα χρήσιµα τα οποία έχουν οριστεί µε διαφορετικές λέξεις κλειδιά. Αυτά τα επιµέρους προβλήµατα αποτελούν τµήµατα του σηµαντικότερου προβλήµατος του διαδικτύου σήµερα, της αδυναµίας παραγωγής γνώσης. 6

21 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ Είναι κοινώς αποδεκτό από όλους όσους ασχολούνται µε το αντικείµενο του διαδικτύου πως ενώ η υπάρχει η τεχνολογική υποδοµή που επιτρέπει την υπέρβαση των έως τώρα τιθέµενων ορίων στην χρήση του ως εργαλείο παραγωγής γνώσης το µεγαλύτερο µέρος αυτών αδρανεί ή αδιαφορεί για την εξέλιξη αυτή και περιµένει τα βήµατα των ήδη χαρακτηρισµένων καινοτόµων να οδηγήσουν µε αργό ρυθµό στην αναπόφευκτη αλλά και επιδιωκόµενη εξέλιξη. Η εξέλιξη του χώρου του διαδικτύου, που αναφέρθηκε µόλις πριν, σε µία µεγάλη "µηχανή" παραγωγής γνώσης µεταβάλλεται σταδιακά από όραµα σε πραγµατικότητα και σε αυτή την αλλαγή σηµαντικός παράγοντας εξέλιξης είναι το Σηµασιολογικό ιαδίκτυο. 2.3 Το όραµα του σηµασιολογικού διαδικτύου "The Semantic Web is an extension of the current web in which information is given well-defined meaning, better enabling computers and people to work in cooperation."[1] «Το σηµασιολογικό διαδίκτυο είναι η εξέλιξη του υπάρχοντος διαδικτύου µε τη διαφορά ότι οι πληροφορίες έχουν καλύτερα δοµηµένο νόηµα έτσι ώστε οι υπολογιστές και οι άνθρωποι που τους χειρίζονται να συνεργάζονται καλύτερα».[2] Η σηµασιολογία ως λέξηέννοια αναφέρεται στα ελληνικά λεξικά από το 1863, έχει τις ρίζες της στη λέξη σηµαντικός, και πλέον έχει οριστεί ως η επιστηµονική και φιλοσοφική µελέτη της σηµασίας Το σηµασιολογικό διαδίκτυο (semantic web) εννοιολογικά αποτελεί τη λογική εξέλιξη του σηµερινού διαδικτύου, και φιλοδοξεί µελλοντικά να λύσει πολλά από τα σηµαντικά προβλήµατα που υφίσταται το περιβάλλον του διαδικτύου και ταλανίζουν τους χρήστες του, ενώ παράλληλα θέτουν σοβαρούς περιορισµούς στη χρήση του προηγούµενου για µεγάλες εµπορικές εφαρµογές και δραστηριότητες. Το σηµασιολογικό διαδίκτυο είναι ένα νέο ερευνητικό πεδίο του διαδικτύου. Έχει ως σκοπό να προσδώσει νόηµα στην πληροφορία που διακινείται στο διαδίκτυο και να γίνεται κατανοητή τόσο από τα πληροφοριακά συστήµατα, όσο και από τους χρήστες του. Κύριο µέληµα του σηµασιολογικού ιστού είναι να προσδώσει χαρακτηριστικά ταυτότητας και σηµασιολογικού προσδιορισµού στις πηγές του διαδικτύου. Κατά συνέπεια τα πληροφοριακά συστήµατα θα 7

22 έχουν τη δυνατότητα να περιγράφουν, κατανοούν, ανταλλάσσουν, και να συνεργάζονται στο περιβάλλον του διαδικτύου σε αντίθεση µε την σηµερινή κατάσταση όπου παρατηρείται µόνο µετάδοση και µεταφορά υπερµεσικού υλικού. Εµπνευστής του σηµασιολογικού ιστού είναι και ο εµπνευστής του διαδικτύου, Tim Burners-Lee, πρόεδρος του W3C. Το W3C προωθεί την ιδέα του σηµασιολογικού δικτύου ενώ έχουν συσταθεί επιτροπές και οµάδες εργασίας που θα δηµιουργήσουν τα πρότυπα και τις απαιτούµενες τεχνολογίες. Μέχρι σήµερα µοναδικός αποδέκτης των πληροφοριών είναι ο τελικός χρήστης ο ο- ποίος βλέπει τις σελίδες του ιαδικτύου στην οθόνη του υπολογιστή του. Αν λάβουµε υπόψη ότι στο ιαδίκτυο είναι αποθηκευµένη και διακινείται µια γιγαντιαία ποσότητα πληροφοριών η προοπτική της επεξεργασίας αυτών των πληροφοριών από υπολογιστές ανοίγει τον δρόµο για νέες επαναστατικές εφαρµογές. Το Σηµασιολογικό ιαδίκτυο προσφέρει νέες τεχνολογίες για την ανάπτυξη διαδικτυακών εφαρµογών έχοντας ως σκοπό να συνεισφέρει στην ευφυέστερη πρόσβαση και διαχείριση των διαδικτυακών πληροφοριών µε σηµασιολογικά πλουσιότερα µοντέλα εφαρµογών [3,4,5]. Το εγχείρηµα αυτό, της ευκολότερης πρόσβασης και διαχείρισης των διαδικτυακών πληροφοριών θα διευκολυνθεί καθώς το Σηµασιολογικό ιαδίκτυο θα αποτελέσει µία επέκταση του υπάρχοντος Ιστού ο οποίος θα επιτρέπει την ευκολότερη εύρεση, κοινή χρήση και επαναχρησιµοποίηση της πληροφορίας. Έχει σχεδιασθεί έτσι ώστε να αποτελέσει ένα κοινά αποδεκτό µέσο για την ανταλλαγή δεδοµένων. Να καθιστά δυνατό τον ορισµό και την επαναχρησιµοποίηση σηµασιολογικών λεξικών από εξειδικευµένες πληροφορικές κοινότητες. Να προσφέρει την δυνατότητα υψηλής ποιοτικής συγχώνευσης διαφορετικών µεταδεδοµένων, παρέχοντας στους χρήστες αποτελεσµατική καταγραφή της γνώσης τους µε µικρό οικονοµικό κόστος.[1]. Οι στόχοι που έχουν τεθεί από τους επιστήµονες που αναπτύσσουν το Σηµασιολογικό ιαδίκτυο συγκλίνουν στο γεγονός πως το Σηµασιολογικό ιαδίκτυο αποτελεί µια επέκταση και βελτίωση του σηµερινού Web στην κατεύθυνση, κυρίως, της δόµησης της πληροφορίας έτσι ώστε να είναι προσπελάσιµη από προγράµµατα υπολογιστών µε τελικό στόχο την αυτοµατοποίηση πολλών λειτουργιών στο ιαδίκτυο. Στο σηµασιολογικό διαδίκτυο η πληροφορία θα αναπαρίσταται σε µορφή αναγνώσιµη από τους υπολογιστές. Μέχρι πρόσφατα, οι περισσότερες από τις πληροφορίες οι οποίες υπάρχουν 8

23 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ στο διαδίκτυο παρουσιάζονται σε φυσική γλώσσα και γίνονται κατανοητές µόνον από χρήστες. Αν και υπήρξε κάποια πρόοδος στο γνωστικό πεδίο της αναγνώρισης κειµένου, υπάρχουν ακόµη αρκετά θέµατα προς επίλυση πριν η φυσική γλώσσα µπορέσει να γίνει κατανοητή από τους υπολογιστές [6]. Στην κατεύθυνση αυτή τα σηµερινά κείµενα στις σελίδες του Web θα αντικατασταθούν µε δοµηµένα κείµενα. Η προσπάθεια αυτή έχει ήδη ξεκινήσει και συνεχίζεται σε αµείωτο ρυθµό. Ο Σηµασιολογικός Ιστός σε αντίθεση µε τον υπάρχοντα Παγκόσµιο Ιστό, όπου οι πληροφορίες γίνονται κατανοητές κυρίως από τους χρήστες, παρέχει την δυνατότητα ανάπτυξης γλωσσών και τεχνολογιών για την παρουσίαση των πληροφοριών σε µορφή επεξεργάσιµη από τους υπολογιστές, µε αποτέλεσµα να γίνεται ο Ιστός πολύ πιο χρήσιµος στους χρήστες. Η σηµερινή αναπαράσταση που προορίζεται για χρήση από ανθρώπους θα αντικατασταθεί από αναπαράσταση κατανοητή από τους υπολογιστές. Σκεπτόµενοι τα παραπάνω αντιλαµβανόµαστε ότι από αυτήν την άποψη το Σηµασιολογικό ιαδίκτυο είναι ένα πρόβληµα αναπαράστασης της γνώσης (Knowledge Representation) από και στους υπολογιστές. Υπάρχουν πολλές αξιόλογες και επιτυχηµένες µέθοδοι και τεχνικές αναπαράστασης γνώσης. Όλες όµως αυτές οι µέθοδοι προϋποθέτουν κλειστά συστήµατα και σαφώς καθορισµένα πεδία εφαρµογής. Σε αντίθεση µε αυτά τα συστήµατα, το ιαδίκτυο είναι ένα καθολικό και αποκεντρωµένο σύστηµα πληροφοριών. Τα χαρακτηριστικά αυτά προσδίδουν πλεονεκτήµατα και µειονεκτήµατα. Στα πλεονεκτήµατα αναφέρουµε την ταχεία εξάπλωση, τον τεράστιο όγκο πληροφοριών, την ευελιξία, την ευκολία χρήσης και κυρίως τον ανοιχτό χαρακτήρα: Βασική αρχή του Web είναι ότι οποιοσδήποτε µπορεί να πει οτιδήποτε για οποιοδήποτε θέµα, δηλαδή Anyone can say anything about anything. Στην αρχή αυτή είναι εγγενής η αναξιοπιστία, η έλλειψη ορθότητας και ακεραιότητας των πληροφοριών. Τέλος, βασικό συστατικό του σηµασιολογικού διαδικτύου πέρα από τη µέθοδο αναπαράστασης της γνώσης είναι και ένας µηχανισµός που µας επιτρέπει να επεξεργαστούµε την γνώση αυτή. Αυτός ο µηχανισµός θα πρέπει να υποστηρίζει την δυνατότητα λογικής επεξεργασίας των πληροφοριών µε σκοπό την εξαγωγή συµπερασµάτων, την δηµιουργία νέας γνώσης, την υποστήριξη στην λήψη αποφάσεων και την αυτόµατη εκτέλεση ενεργειών. 9

24 Πρέπει να τονιστεί επίσης ότι η πραγµατική αξία του Σηµασιολογικού Ιστού έγκειται στο γεγονός ότι είναι σε θέση να επιλύσει τα ουσιαστικά προβλήµατα στην επικοινωνία αυξάνοντας σε µεγάλο βαθµό την ικανότητα των χρηστών στην εύρεση, διαλογή και ταξινόµηση της πληροφορίας, δραστηριότητες υπερβολικά χρονοβόρες για κάθε χρήστη στην υπάρχουσα µορφή του Παγκόσµιου Ιστού. Όπως προαναφέρθηκε ένα από τα κύρια χαρακτηριστικά του σηµασιολογικού ιστού αποτελεί η επίλυση του προβλήµατος επικοινωνίας µεταξύ διαφορετικών συστηµάτων. Στο παρελθόν έχει καταβληθεί πολύ µεγάλη προσπάθεια για τον ορισµό και την υλοποίηση ενός αναγνωρισµένου πρότυπου µε σκοπό την διευθέτηση του προβλήµατος της διαλειτουργικότητας µεταξύ ανόµοιων συστηµάτων και βάσεων δεδοµένων. 2.4 Τεχνητή νοηµοσύνη και σηµασιολογία Η τεχνητή νοηµοσύνη, ένας από τους πιο σύγχρονους τοµείς της τεχνολογίας, βρίσκει εφαρµογή στο σηµασιολογικό διαδίκτυο. Η εφαρµογή της τεχνητής νοηµοσύνης στο σηµασιολογικό διαδίκτυο γίνεται µέσω των ευφυών πρακτόρων, οι οποίοι ήδη συµβάλουν στην συνεχή ανάπτυξη του διαδικτύου µε την καταγραφή των ιστοσελίδων που υπάρχουν καθώς και στην λειτουργία των διαδικτυακών υπηρεσιών. Τα προγράµµαταπράκτορες είναι προγράµµατα που εκτελούν κάποια λειτουργία (συνήθως χωρίς άµεση επίβλεψη από τον χρήστη) και παράγουν αποτελέσµατα µε το πέρας της εκτέλεσης αυτής. Συνήθως, τα προγράµµατα-πράκτορες περιηγούνται το ιαδίκτυο και επεξεργάζονται τις πληροφορίες που βρίσκουν στις σελίδες που επισκέπτονται. Μειονέκτηµα των ευφυών πρακτόρων είναι το υψηλό κόστος που συνεπάγεται η ανάπτυξή τους, καθώς τα προγράµµατα αυτά πρέπει να γνωρίζουν συγκεκριµένα στοιχεία για τη δοµή των ιστοσελίδων ώστε να συγκεντρώσει εκείνα τα στοιχεία που επιθυµεί µόνο. Η µέθοδος αναζήτησης πληροφοριών από τους ευφυείς πράκτορες στις ιστοσελίδες δεν είναι ίδια για όλες τις ιστοσελίδες και πρέπει να επαναπρογραµµατίζονται σε κάθε περίπτωση αλλαγής στη δοµή κάποιας. Άµεση συνέπεια αυτής της ενέργειας είναι η αύξηση του κόστους των πρακτόρων. Το σηµασιολογικό διαδίκτυο όµως θα αποτελέσει το «ούρειο Ίππο» των ευφυών πρακτόρων στη συλλογή στοιχείων για τις ιστοσελίδες 10

25 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ µιας και κάθε ιστοσελίδα θα παρέχει πληροφορίες για το περιεχόµενό της χωρίς όµως να είναι σηµαντική η µορφή που έχει. Αυτή η πληροφόρηση των πρακτόρων από την εφαρµογή του σηµασιολογικού διαδικτύου οφείλεται στη χρήση οντολογιών. Η χρήση των ευφυών πρακτόρων σε συνδυασµό µε το σηµασιολογικό διαδίκτυο οδηγεί στην ευκολότερη συλλογή πληροφοριών και τη δηµιουργία γνώσης από επιχειρήσεις και οργανισµούς. Έτσι οι υποστηρικτές του σηµασιολογικού διαδικτύου εφαρµόζουν αλλά και προτείνουν τη χρήση συγκεκριµένων γλωσσών και λεξικών στον εµπλουτισµό µε πληροφορίες των εγγράφων και των ιστοσελίδων. 2.5 Τεχνολογίες του σηµασιολογικού διαδικτύου Μέχρι αυτό το σηµείο έχουµε αναφερθεί στην ιστορία του διαδικτύου, από τη δηµιουργία του µέχρι και σήµερα, τις δυνατότητες που παρέχει στους χρήστες και πως αυτές εξελίχθηκαν στο πέρασµα του χρόνου, δυνάµεις και αδυναµίες αυτού καθώς και την ανάγκη για εξέλιξη και τη δηµιουργία του σηµασιολογικού διαδικτύου. Στο σηµασιολογικό ιστό εφαρµόζεται η τεχνολογία της τεχνητής νοηµοσύνης µε στόχους που έχουν τεθεί υψηλότερα αυτών του νέου σηµασιολογικού ιστού. Η εφαρµογή της τεχνητής νοηµοσύνης γίνεται µέσω των οντολογιών, των ευφυών πρακτόρων και των διαδικτυακών εφαρµογών, που στηρίζονται στους πράκτορες. Αφού έχουν ήδη γραφεί όσα αναφέρθηκαν πιο πάνω πλέον στόχος του συντάκτη είναι να παρουσιάσει τα τµήµατα της τεχνολογίας που βοηθούν στην εξέλιξη του διαδικτύου µε την µετατροπή του σε σηµασιολογικό. Προτού ξεκινήσει η προσπάθεια ανάπτυξης όσων αναφέρθηκαν λίγο πριν θέλω να επαναλάβω εν συντοµία την σηµερινή τεχνολογία του διαδικτύου και να επισηµάνω τα στοιχεία που πρέπει να προσεχθούν. Εύκολα µπορούµε να παρατηρήσουµε πως το σηµερινό διαδίκτυο είναι δηµιουργηµένο µε τέτοιο τρόπο ώστε να είναι απόλυτα κατανοητό και εύχρηστο από τον κάθε άνθρωπο που το χρησιµοποιεί. Σηµαντικό στοιχείο της ευχρηστίας του διαδικτύου είναι η γλώσσα που έχει χρησιµοποιηθεί στην ανάπτυξή του, η HTML. Με τη χρησιµοποίηση της συγκεκριµένης γλώσσας οι άνθρωποι-χρήστες δηµιούργησαν εκατοµµύρια σελίδων στον παγκόσµιο ιστό κατανοητά µόνο από αυτούς, αδυνατώντας να προβλέψουν τις 11

26 µηχανές-χρήστες του παγκόσµιου ιστού και τις ανάγκες που αυτές είχαν. Έτσι η γλώσσα που γιγάντωσε τον παγκόσµιο ιστό έµελε να γίνει τροχοπέδη της εξέλιξης του. Τη δυσλειτουργία αυτή, αλλά και την ανάγκη «διόρθωσης» του προβλήµατος, αντιλήφθηκε ο Tim Berners-Lee και πρότεινε τη δηµιουργία του σηµασιολογικού διαδικτύου. Η εξέλιξη αυτή θα προϋπόθετε την εξέλιξη των αρχείων που τοποθετούνται στον παγκόσµιο ιστό µε σκοπό αυτά να είναι κατανοητά και από τις «µηχανές». Η ανάγκη αυτή οδήγησε στη δηµιουργία των µεταδεδοµένων (metadata). Τα µεταδεδοµένα είναι δεδο- µένα που αφορούν τα δεδοµένα των σελίδων που έχουν δηµιουργηθεί. Η µορφή που έχουν δίνει τη δυνατότητα ανάγνωσής τους από µηχανές. Η παρουσία των µεταδεδοµένων στις ιστοσελίδες γίνεται όλο και πιο έντονη το τελευταίο διάστηµα και είναι αποτέλεσµα της προσπάθειας του Tim Berners-Lee και των υποστηρικτών αυτής Μεταδεδοµένα(metadata) Το σηµασιολογικό διαδίκτυο είναι η µεγαλύτερη προσπάθεια εξέλιξης και βελτίωσης του υπάρχοντος διαδικτύου σε θέµατα αρχιτεκτονικής δοµής. Η συγκεκριµένη προσπάθεια θέτει ως σκοπό την προσθήκη σηµασιολογικής υποδοµής στις πηγές που παρέχουν πληροφόρηση στο διαδίκτυο. Οι πληροφορίες αυτές µπορούν να χρησιµοποιηθούν σε διάφορες εφαρµογές του παγκόσµιου ιστού. Θεµέλιο της προσπάθειας δηµιουργίας του σηµασιολογικού διαδικτύου αποτελούν τα µεταδεδοµένα ή αλλιώς τα δεδοµένα για τα δεδοµένα. Η πληροφορία εκείνη που δίνει την περιγραφή για ένα σύνολο δεδοµένων είναι γνωστή ως µεταδεδοµένα. Η συνεχής και µε αυξανόµενο ρυθµό αύξηση του όγκου των πληροφοριών που βρίσκονται στο διαδίκτυο δηµιουργεί µείζον πρόβληµα στη εύρεση και επεξεργασία της πληροφορίας και την παραγωγή γνώσης. Στο µείζον αυτό πρόβληµα η λύση δίνεται αρχικά µε τη δηµιουργία των µεταδεδοµένων και την εφαρµογή τους. Τα µεταδεδοµένα χρησιµεύουν στο χρήστη του διαδικτύου µε δύο τρόπους. Ο πρώτος είναι ότι αποτελούν το µέσο εκείνο µέσω του οποίου θα βρεθεί ένα σύνολο δεδοµένων και θα έχει ο χρήστης πρόσβαση σε αυτά και ο δεύτερος µε την καταγραφή του περιεχοµένου, της ποιότητας και των χαρακτηριστικών ενός συνόλου δεδοµένων, γεγονός που καθιστά δυνατό τον έλεγχο καταλληλότητας ως προς τον χρήστη. 12

27 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ Ο κύριος τύπος των µεταδεδοµένων είναι η περιγραφική πληροφορία του είδους που βρίσκεται σε καταλόγους/λίστες µιας βάσης δεδοµένων, και περιλαµβάνει συνήθως χαρακτηριστικά. Όταν τα µεταδεδοµένα χρησιµοποιούνται στο διαδίκτυο, αποτελούν τις βασικές πληροφορίες οι οποίες περιγράφουν το περιεχόµενο, την ποιότητα και άλλα απαραίτητα χαρακτηριστικά των δεδοµένων. Η χρησιµοποίησή τους αποσκοπεί στο να έχει ο πιθανός χρήστης την δυνατότητα εύρεσης πληροφοριών, σχετικές µε το σύνολο των δεδοµένων χωρίς να χρειάζεται την πρόσβαση και έρευνα στα ίδια τα δεδοµένα. Είναι γενικά αποδεκτό πως όσο το διαδίκτυο θα µεγαλώνει τόσο η διαχείριση και επεξεργασία των δεδοµένων που υπάρχουν σε αυτό θα εξαρτάται από την αποτελεσµατική διαχείριση και επεξεργασία των µεταδεδοµένων. Είναι ολοφάνερη η αναγκαιότητα χρησιµοποίησης των µεταδεδοµένων στο διαδίκτυο, γεγονός όµως που από µόνο του οδηγεί στην εξέλιξη των µεταδεδοµένων και την µορφοποίησή τους. Η ανάγκη µορφοποίησης των µεταδεδοµένων οδήγησε το W3C να προτείνει το φάσµα των µεταδεδοµένων να διαιρείται σε τρεις ζώνες, οι οποίες γίνονται όλο και πλουσιότερες σε ότι αφορά τη δοµή και την περιεκτικότητα. Η πρώτη ζώνη περιλαµβάνει σχετικά αδόµητα δεδοµένα, τα οποία στην πράξη αποσπώνται αυτόµατα από πληροφοριακές πηγές. Η σηµασιολογία που διαθέτουν αυτά τα δεδοµένα είναι µικρής σαφήνειας και δεν υποστηρίζουν έρευνα ανά πεδίο. Στο διαδίκτυο υπάρχουν πολλές υπηρεσίες µε βάση δεδοµένα της µορφής αυτής. Τα µεταδεδοµένα αυτά δεν επιτρέπουν στον χρήστη να κάνει µία αντικειµενική αξιολόγηση πριν από την ανάκτηση της πρωτογενούς πληροφορίας. Η δεύτερη ζώνη περιλαµβάνει δεδοµένα τα οποία περιέχουν επίπεδο περιγραφής που επιτρέπει στον χρήστη να αποτιµήσει την ενδεχόµενη χρησιµότητα µιας πηγής, χωρίς να απαιτείται η σύνδεση ή η αποθήκευση της πηγής αυτής. Τα δεδοµένα αυτά είναι δοµηµένα και υποστηρίζουν την εύκολη αναζήτησή τους. Ουσιαστικά τα αρχεία αυτά είναι τόσο απλά ώστε να είναι εύκολη η δηµιουργία τους από απλούς χρήστες. Η τρίτη ζώνη περιλαµβάνει περιγραφικές µορφοποιήσεις υψηλότερου επιπέδου, οι ο- ποίες είναι δυνατόν να χρησιµοποιηθούν για εντοπισµό θέσης και εύρεση, αλλά έ- χουν και κάποιο ρόλο στην περιγραφή των αντικειµένων. Η χρησιµοποίηση τους συνδέεται συνήθως µε ερευνητικά προγράµµατα και απαιτείται εξειδικευµένη γνώση για 13

28 την δηµιουργία, συντήρηση και τροφοδότηση ανάλογα µε τις ειδικές απαιτήσεις του εξειδικευµένου γνωστικού αντικειµένου. Για την αποτελεσµατική χρήση των µεταδεδοµένων απαιτούνται τρία βασικά στοιχεία: Σηµασιολογικά: µία οµάδα από κοινά αντιλαµβανόµενους όρους για την περιγραφή του περιεχοµένου των πληροφορικών πηγών Συντακτικά: αναγνωρισµένο πρότυπο σύνταξης για την σύνδεση των όρων αυτών σε προτάσεις µεταδεδοµένων µε νόηµα ιαλειτουργικά: ένα πλαίσιο εργασίας το οποίο επιτρέπει την ανταλλαγή και τον ανασυνδυασµό των προτάσεων µεταδεδοµένων µεταξύ διαφόρων εφαρµογών και αντικειµένων Με την χρησιµοποίηση των µεταδεδοµένων είναι δυνατή η επιλογή κάποιου υλικού και ο συσχετισµός του µε κάποια πληροφορία όπως για παράδειγµα µία περιγραφή, ταξινοµηµένα δεδοµένα ή κάποιο άλλο χαρακτηριστικό γνώρισµα. Με την βοήθεια των µεταδεδοµένων είναι δυνατή επίσης η δηµιουργία ρητών σχέσεων µεταξύ των περιγραφόµενων πηγών. Τα µεταδεδοµένα τα οποία πρόκειται να καταγραφούν σχετικά µε µία πηγή, συνήθως προέρχονται από ένα λεξιλόγιο αντιστοίχων κατηγοριών, οι οποίες έχουν σχέση µε τις ακολουθούµενες διαδικασίες. Μία από τις µεγαλύτερες αξιώσεις την οποία διεκδικεί το Σηµασιολογικό ιαδίκτυο αναφέρεται στο γεγονός ότι µε την τυποποίηση της παρουσίασης της σηµασιολογίας µιας πληροφορίας, κάθε εφαρµογή, θα µπορεί αυτόµατα να διαχειριστεί και να κατανοήσει την πληροφορία καθώς και να εξάγει λογικά συµπεράσµατα Οντολογίες Είναι φανερό ότι στο Σηµασιολογικό ιαδίκτυο τον πιο σηµαντικό ρόλο θα τον παίξουν οι οντολογίες[18]. Πρόκληση αποτελεί η ανάπτυξη στον τοµέα των οντολογιών, γλωσσών παρουσίασης οντολογιών, µεθόδων εκµάθησης οντολογιών και συστηµάτων οντολογιών για βάσεις δεδοµένων, που θα διαχειρίζονται, θα υιοθετούν και θα προτυποποιούν οντολογίες. 14

29 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ Στο Σηµασιολογικό ιαδίκτυο, ο όρος οντολογία αναφέρεται στον ακριβή προσδιορισµό µιας περιληπτικής και απλοποιηµένης παρουσίασης του γνωστικού αντικειµένου µιας επαναχρησιµοποιήσιµης εφαρµογής ή αλλιώς µια επίσηµη προδιαγραφή µιας σύλληψης µέσα σε µια συγκεκριµένη περιοχή.[7]. «...µία οντολογία (ontology) είναι η αυστηρά µαθηµατική (formal) περιγραφή ενός πεδίου γνώσης (domain) και περιλαµβάνει ένα σύνολο από όρους και από σηµασιολογικές συσχετίσεις µεταξύ τους. Οι όροι περιγράφουν κλάσεις αντικειµένων, δηλαδή έννοιες-πρότυπα σχετικές µε αντικείµενα. Οι συσχετίσεις συνήθως αφορούν ιεραρχικές εξαρτήσεις µεταξύ των όρων» [2]. Ωστόσο η ο- ντολογία µπορεί να οριστεί ως µια αυστηρή περιγραφή των αντικειµένων-πόρων και των σχέσεων µεταξύ τους. Οι οντολογίες επιτρέπουν σε µια κοινότητα χρηστών να έ- χουν κοινή ονοµατολογία και κοινή αντίληψη για τα αντικείµενα-πόρους τα οποία δηλώνουν ή χρησιµοποιούν. Επίσης επιτρέπουν στους χρήστες να περιγράψουν τις τοποθεσίες που χρησιµοποιούν µε ένα τέτοιο τρόπο, ώστε οι υπολογιστές να µπορούν να επεξεργαστούν και να συνδυάσουν δεδοµένα από διαφορετικές τοποθεσίες. Στον τοµέα της διαχείρισης, ο κύριος στόχος των οντολογιών είναι να επιτύχουν τον διαµοιρασµό της γνώσης καθώς και να την καταστήσουν διαθέσιµη για επαναχρησιµοποίηση. Η οντολογία είναι εκείνο το στοιχείο του σηµασιολογικού διαδικτύου που καθορίζει τους όρους οι οποίοι χρησιµοποιούνται για την περιγραφή και αναπαράσταση µιας γνωστικής περιοχής. Οι οντολογίες εµπεριέχουν ορισµούς βασικών εννοιών του γνωστικού αντικειµένου κατανοητούς από τους υπολογιστές καθώς επίσης και τις σχέσεις µεταξύ των εννοιών αυτών. Κωδικοποιούν την γνώση ενός γνωστικού πεδίου καθώς επίσης και τη γνώση η οποία συνδέει γνωστικά πεδία. Με τον τρόπο αυτό καθιστούν την γνώση επαναχρησιµοποιήσιµη[6]. Οι οντολογίες παρέχουν ισχυρότερες δυνατότητες µοντελοποίησης της γνώσης, οι οποίες επιτρέπουν επιπρόσθετες λειτουργίες στο µοντέλο γνώσης [20]. Το πλεονέκτηµα των τυποποιηµένων ορισµών έγκειται στο γεγονός ότι δίνουν την δυνατότητα στον υπολογιστή πολύ καλύτερου λογισµού. Το µειονέκτηµα είναι ότι αυτοί οι ορισµοί είναι πολύ δυσκολότερο να συνταχθούν [8]. Αυτό το µειονέκτηµα είναι αποτέλεσµα του γεγονότος πως οι κοινότητες χρηστών µε κοινά ενδιαφέροντα θα πρέπει να συµφωνήσουν στην οντολογική περιγραφή του πεδίου ενδιαφέροντος τους. Για αυτή την περιγραφή οντολογιών έχουν αναπτυχθεί γλώσσες οντολογιών. Αφού όµως οι οντολογίες εξελίσσονται µε την πάροδο του χρόνου, είναι σηµαντικό να βρούµε έναν 15

30 τρόπο να ενηµερώνουµε και να εξελίσσουµε τις παρούσες οντολογίες. Εποµένως είναι σηµαντική η προτυποποίηση των οντολογιών καθώς και ο χαρακτηρισµός µιας συγκεκριµένης γλώσσας οντολογιών ως πρότυπης. Η OIL[53] και η DAML-OIL[54] ήταν οι δύο επικρατέστερες γλώσσες πλέον όµως το W3C προτείνει την OWL Web Ontology Language ως επίσηµη γλώσσα οντολογιών. Οι οντολογίες έχουν ένα σύνολο δοµικών συστατικών για την αναπαράσταση γνώσης µε αποτελεσµατικό τρόπο και την εξαγωγή συµπερασµάτων, ανεξαρτήτως της γλώσσας αναπαράστασης που χρησιµοποιείται. Η γνώση στις οντολογίες τυποποιείται κυρίως µε την χρήση συστατικών πέντε ειδών: τάξεων(κλάσεων), σχέσεων, συναρτήσεων, αξιωµάτων και στιγµιοτύπων [9]. Οι τάξεις(κλάσεις) σε µία οντολογία συνήθως περιλαµβάνονται σε ταξινοµήσεις. Οι τάξεις ή έννοιες(concepts) χρησιµοποιούνται µε την ευρεία σηµασία. Μια έννοια µπορεί να είναι οτιδήποτε για το οποίο έχει λεχθεί κάτι ή και η περιγραφή κάποιας λειτουργίας, πράξης, στρατηγικής, λογικής διαδικασίας κ.λ.π. Οι σχέσεις αντιπροσωπεύουν έναν τύπο αλληλεπίδρασης µεταξύ των εννοιών ενός γνωστικού πεδίου. Ορίζονται συνήθως ως ένα τυχόν υποσύνολο ενός γινόµενου Ν συνόλων, δηλαδή R: C1 x C2 x..x Cn. Οι συναρτήσεις αποτελούν µία ιδιαίτερη περίπτωση σχέσεων στην οποία το Ν στοιχείο της σχέσης προσδιορίζεται µοναδικά από τα Ν-1 προηγούµενα στοιχεία. Στην πράξη οι συναρτήσεις ορίζονται ως: F: C1 x C2 x Cn-1 & Cn. Τα αξιώµατα χρησιµοποιούνται για την µοντελοποίηση προτάσεων οι οποίες είναι πάντοτε αληθείς. Τα αξιώµατα συµβάλλουν στο να διευκρινίσουν τον καθορισµό των στοιχείων της οντολογίας και να περιορίσουν την ερµηνεία τους. Τα στιγµιότυπα(instances) χρησιµοποιούνται για την αναπαράσταση συγκεκριµένων στοιχείων, αντιπροσωπεύοντας τις σχέσεις µεταξύ τους. Με βάση τα παραπάνω χαρακτηριστικά µπορούµε να ελέγξουµε αν κάποιο αντικείµενο ανήκει σε µία κλάση, αν υπάρχει ισοδυναµία µεταξύ κλάσεων ή αντικειµένων, να γίνεται έλεγχος ασυνεπειών καθώς και να γίνεται αυτοµατοποιηµένα η κατηγοριοποίηση των αντικειµένων στις κλάσεις, όταν οι ιδιότητες τους είναι γνωστές. 16

31 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ Για την κατανόηση των πιο πάνω παρουσιάζεται γραφικά η ιεραρχία του πεδίου γνώσης «Aircraft» καθώς και της ανώτερης οντολογίας[36]. Σχήµα 2.1 Αναπαράσταση της ιεραρχίας του πεδίου γνώσης «Aircraft», µε παρουσίαση και της ανώτερης οντολογίας. Οι οντολογίες σε συνδυασµό µε τη χρήση των ευφυών πρακτόρων και άλλων συστη- µάτων θα οδηγήσουν στην κατανόηση και διαχείριση των πληροφοριών από τους χρήστες µηχανές και στη δηµιουργία γνώσης. Η δυσκολία στις οντολογίες όµως βρίσκεται στο ότι οι κοινότητες χρηστών µε κοινά ενδιαφέροντα θα πρέπει να συµφωνήσουν στην οντολογική περιγραφή του πεδίου ενδιαφέροντος τους και την χρήση µίας κοινής γλώσσας οντολογιών, όµως η OWL η οποία προτείνεται από το W3C. Πέρα από τη συµφωνία στα «συστατικά» των οντολογιών θα πρέπει να γίνει προσπάθεια για οµοιόµορφη ανάπτυξη στις οντολογίες κατά την εφαρµογή τους. Αυτό σηµαίνει πως όσο χρήσιµες αποδειχτούν-οι οντολογίες- τώρα τόσο µεγάλο πρόβληµα θα δηµιουργήσουν µελλοντικά αν δεν αναπτυχθούν ορθά. Η προσφορά των οντολογιών στην παραγωγή γνώσης θα είναι τεράστια στις επιχειρήσεις και τους οργανισµούς που θα εφαρµόσουν πρακτικές σηµασιολογικού διαδικτύου καθώς θα γίνεται αρτιότερη εξόρυξη πληροφοριών από ότι γίνεται έως τώρα στις βάσεις δεδοµένων, οι οποίες δεν ορίζουν σαφώς το περιεχόµενο των πληροφοριών που 17

32 διαθέτουν, θα προωθηθεί η διαλειτουργικότητα και θα µπορέσουν οι επιχειρήσεις και οι οργανισµοί να εκµεταλλευθούν πλήρως την χρησιµότητα των διαδικτυακών υπηρεσιών. Τα προβλήµατα που αντιµετωπίζουν οι επιχειρήσεις και οι οργανισµοί µε την πολλαπλή αποθήκευση της ίδιας πληροφορίας µέχρι και σήµερα στο µέλλον θα εξαλειφθούν αν χρησιµοποιηθεί σωστά ο σηµασιολογικός ιστός. Έτσι οι αναζήτηση πληροφοριών στο διαδίκτυο θα έχει ως αποτέλεσµα µόνο όποια έγγραφα ή αρχεία σχετίζονται µε την επιλογή που έχουµε κάνει, και όχι µεγάλο όγκο δεδοµένων µε µικρής αξίας δεδοµένα, και οι επιχειρήσεις δεν θα σπαταλούν χρόνο στην πολλαπλή αποθήκευση της ίδιας πληροφορίας σε διαφορετικές βάσεις δεδοµένων, ώστε αυτή να είναι προσιτή από διαφορετικά τµήµατα Πράκτορες Οι πράκτορες είναι προγράµµατα που εκτελούν λειτουργίες, συνήθως χωρίς την άµεση επίβλεψη του χρήστη, και παράγουν αποτελέσµατα µετά το τέλος των λειτουργιών αυτών. Συνήθως, οι πράκτορες περιηγούνται στο ιαδίκτυο και επεξεργάζονται τις πληροφορίες που βρίσκουν στις σελίδες τις οποίες επισκέπτονται. Πράκτορες χρησιµοποιούνται ήδη για λειτουργίες όπως ανεύρεση, ταξινόµηση και επιλογή δεδοµένων. Στην προσπάθεια συστηµατικής καταγραφής και κατηγοριοποίησης πρακτόρων, έχουν γίνει αρκετές προσπάθειες κατάταξης των κύριων χαρακτηριστικών τους. Τα κυριότερα από τα χαρακτηριστικά αυτά, που τυγχάνουν γενικότερης αποδοχής, είναι [12]: Αυτονοµία (autonomy). Συµπεριφορά βασισµένη σε στόχους, χωρίς να βασίζεται απαραίτητα στην ύπαρξη εξωτερικών γεγονότων που την προκαλούν. Συνεργατική συµπεριφορά (Collaborative behaviour). Η δυνατότητα να συνεργαστεί ένας πράκτορας µε άλλους, για την επίτευξη ενός κοινού στόχου. Αντιδραστικότητα (Reactivity). Η δυνατότητα να αισθάνεται συµβάντα του περιβάλλοντος και να αντιδρά επιλεκτικά σε αυτά. Επικοινωνία βασισµένη σε γνώση (knowledge-level communication ability). Η δυνατότητα να επικοινωνήσει µε άλλους πράκτορες µε τη βοήθεια γλώσσας επικοινωνίας και όχι µε τη χρήση κοινών προγραµµατιστικών πρωτοκόλλων ή υπαρχόντων προτύπων. Ικανότητα εξαγωγής συµπερασµάτων (Inferential capability). Η δυνατότητα να ε- 18

33 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ νεργεί µε την αφηρηµένη περιγραφή των δεδοµένων ενός προβλήµατος. Κινητικότητα (mobility). Η δυνατότητα του πράκτορα να µετακινηθεί από µία υπολογιστική πλατφόρµα σε µία άλλη. Προσωπικότητα (Personality). Η ύπαρξη χαρακτηριστικών που προσδίδονται και σε ένα ανθρώπινο χαρακτήρα. Προσαρµοστικότητα (adaptability). Η δυνατότητα να µαθαίνει και να βελτιώνεται µε την αύξηση της εµπειρίας του. Η κατάταξη των πρακτόρων πραγµατοποιείται µε βάση τα χαρακτηριστικά που αυτοί επιδεικνύουν. Η κατανεµηµένη τεχνητή νοηµοσύνη θεωρεί τους πράκτορες ως ένα παράδειγµα συνεργαζόµενων αυτοµατοποιηµένων υπολογιστικών οντοτήτων που βρίσκονται στο δίκτυο. Αυτό αποτελεί και τη χαλαρή θεώρηση του πράκτορα [10]. Η θεώρηση της τεχνητής νοηµοσύνης προσδίδει στο πράκτορα ανθρωπόµορφα χαρακτηριστικά. [11]. Είναι δύσκολο να οριστεί συνοπτικά ο όρος πράκτορας (agent). Ένας ορισµός µπορεί να στηριχτεί στις διαφορετικές κατηγορίες πρακτόρων που συναντώνται στη βιβλιογραφία. Για αυτόν το λόγο ακολουθεί ο ορισµός του ευφυή πράκτορα και αναφορά σε διακριτές υποκατηγορίες αυτού: Ευφυείς πράκτορες (intelligent agents), δηλαδή προγράµµατα που εµφανίζουν κάποια µορφή τεχνητής νοηµοσύνης, έχουν την ικανότητα της µάθησης και αποφασίζουν µε βάση τις εµπειρίες και τα δεδοµένα που διαθέτουν. Υποκατηγορίες των ευφυών πρακτόρων, συχνά συνδυαζόµενες στα πλαίσια συγκεκριµένων αρχιτεκτονικών είναι: - Εκπαιδευόµενοι πράκτορες(learning agent). - Πράκτορες µε προθέσεις(intentional agents, BDI agents). - Κοινωνικοί πράκτορες(social agents). - Πράκτορες προσωπικοί βοηθοί(personal assistant agents). - Μετακινούµενοι πράκτορες (mobile agents). - Πράκτορες διεπαφής (Interface agents). - Πληροφοριακοί πράκτορες (Information agents). - Αυτόνοµοι πράκτορες (Autonomous agents). - Αντιδραστικοί πράκτορες (Reactive agents, Actors). 19

34 Οι τεχνολογίες του σηµασιολογικού διαδικτύου θα οδηγήσουν σε µια έκρηξη στον α- ριθµό και τις δυνατότητες των πρακτόρων καθώς το περιεχόµενο του διαδικτύου θα γίνεται πιο προσιτό και εύκολα επεξεργάσιµο από τα προγράµµατα-πράκτορες. Στον ση- µασιολογικό ιστό οι έξυπνοι πράκτορες θα αλλάξουν τον τρόπο µε τον οποίο πλοηγούνται, βρίσκουν και συλλέγουν πληροφορίες σε αυτόν. Αυτό θα γίνει γιατί πλέον θα είναι σε θέση να κατανοήσουν και να αξιολογήσουν την πληροφορία που συναντούν µε την βοήθεια των οντολογιών. Επίσης θα µπορούν να συνεννοούνται και να συνεργάζονται καλύτερα αφού ο σηµασιολογικός ιστός θα είναι στην ουσία µια συλλογή από υ- πηρεσίες που θα περιγράφονται από οντολογίες καθώς και θα µπορούν να χρησιµοποιούν τις ικτυακές υπηρεσίες, για λογαριασµό του χρήστη, χωρίς όµως την εντολή του ανθρώπου χρήστη ιαδικτυακές Υπηρεσίες Τα τελευταία χρόνια πολλές ερευνητικές οµάδες στο χώρο του διαδικτύου έχουν επικεντρώσει τις προσπάθειές τους στην ανάπτυξη υπηρεσιών, οι οποίες θα δώσουν επιπρόσθετες δυνατότητες στους χρήστες για την εξυπηρέτηση των ολοένα αυξανόµενων αναγκών τους. Οι υπηρεσίες αυτές έχουν υιοθετηθεί από πολλούς κατασκευαστές λογισµικού, σαν µέσο για τον εµπλουτισµό των ιστοσελίδων µε δυναµικά στοιχεία, τα οποία βασίζονται σε συγκεκριµένες διεπαφές. Ένα πεδίο εφαρµογής του Σηµασιολογικού ιαδικτύου είναι οι δικτυακές υπηρεσίες (Web services)[40]. Μέχρι σήµερα έχουν διατυπωθεί αρκετοί ορισµοί για τις δικτυακές υπηρεσίες, µε κυρίαρχο αυτόν της ερευνητικής οµάδας W3C Web Services Architecture Working Group [21] : «Μια υπηρεσία ιστού (web service), είναι µια εφαρ- µογή λογισµικού, η οποία προσδιορίζεται από ένα URI [22], της οποίας οι διεπαφές και οι συνδέσεις είναι δυνατόν να καθοριστούν, να περιγραφούν και να εντοπισθούν µε βάση την XML, και υποστηρίζουν απευθείας αλληλεπίδραση µε άλλες εφαρµογές λογισµικού, χρησιµοποιώντας µηνύµατα βασισµένα σε XML, διαµέσου πρωτοκόλλων βασισµένων στο διαδίκτυο.» Σύµφωνα µε τον παραπάνω ορισµό, οι δικτυακές υπηρεσίες καθορίζονται σαν ένας πόρος, όχι µόνο µέσα στον παγκόσµιο ιστό, αλλά και σε επίπεδο ενός τοπικού εσωτερικού δικτύου (intranet), ο οποίος παρέχεται από κάποιον οργανισµό. Σηµαντικό είναι το γε- 20

35 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ γονός της ανεξαρτησίας ανάµεσα στις υπολογιστικές πλατφόρµες από τη µεριά του παροχέα της υπηρεσίας και του τελικού χρήστη αυτής. Οι δικτυακές υπηρεσίες είναι διαθέσιµες µέσω των δηµοσιευθέντων διεπαφών των, στις οποίες είναι δυνατή η κλήση. Η σχέση αυτή είναι ανάλογη µε αυτή του web browser και του παροχέα του δικτυακού τόπου. Βασική αρχή των δικτυακών υπηρεσιών είναι η υλοποίησή τους δίνοντας έµφαση στις διεπαφές, το σηµείο επικοινωνίας µεταξύ της ίδιας της υπηρεσίας και του λογισµικού που την καλεί. Βέβαια, αυτό που είναι πρωτοποριακό, δεν είναι η χρήση διεπαφών, αλλά το γεγονός ότι µια ιαδικτυακή Υπηρεσία είναι άθροισµα πολλών ανεξάρτητων ο- ντοτήτων, µη αυστηρά συνδεδεµένων µεταξύ τους, που όµως επικοινωνούν µε απλές ανοιχτές προδιαγραφές. Με την µοντελοποίηση σε οντολογίες αντικειµένων του πραγµατικού κόσµου και όχι απλώς δεδοµένων, µε τον τρόπο που υλοποιούνται και στον «Σηµασιολογικό Ιστό», µια «Υπηρεσία ιαδικτύου» π.χ. που προσφέρει πληροφορίες για αυτοκίνητα, θα µπορεί να συσχετίσει τον οδηγό µε το αυτοκίνητο, χωρίς την ύπαρξη αναφοράς σε αυτοκίνητο ή ακόµα και την φωτογραφία ενός οδηγού µε τον αριθµό άδειας κυκλοφορίας του, την φωτογραφία ενός αυτοκινήτου µε τον αριθµό κυκλοφορίας του και την οδό κατοικίας του οδηγού. Τα παραπάνω επιτυγχάνονται µε την περιγραφή του τι είναι αυτοκίνητο, οδηγός, τι είναι φωτογραφία και πως συσχετίζονται µεταξύ τους. Οι δικτυακές υπηρεσίες είναι επιθυµητό να περιγράφονται έτσι ώστε να µπορούν να υλοποιηθούν σε αυτές µια σειρά από λειτουργίες. Οι λειτουργίες αυτές, που είναι δυνατό να επιτευχθούν περιγράφονται παρακάτω[39]: i. Αυτόµατη ανακάλυψη υπηρεσίας. Σηµαίνει αυτόµατο προσδιορισµό των προσφερόµενων υπηρεσιών που καλύπτουν τους δηλωµένους περιορισµούς του πελάτη. Αφού οι περιγραφές των δικτυακών υπηρεσιών είναι καταχωρηµένες σε δηµόσιους καταλόγους, έξυπνοι πράκτορες θα µπορούσαν να ελέγχουν αυτά τα µητρώα ψάχνοντας για την επιθυµητή από τον χρήστη υπηρεσία. Ήδη έχει γίνει έρευνα στον τοµέα της υποβοηθούµενης από κάποιον πράκτορα πλοήγησης στο web. ii. Αυτόµατη κλήση δικτυακών υπηρεσιών. Σήµερα οι περισσότερες υπηρεσίες, κατά την διάρκεια της εκτέλεσής τους απαιτούν ανθρώπινη παρέµβαση, όπου ο χρήστης 21

36 κάνει διάφορες επιλογές για να έχει το επιθυµητό αποτέλεσµα. Στην περίπτωση της αυτόµατης εκτέλεσης της δικτυακής υπηρεσίας ο χρήστης απλά θα διατυπώνει ένα ερώτηµα και ο κατάλληλος έξυπνος πράκτορας θα ενεργοποιεί όλες τις απαραίτητες διαδικασίες αυτόµατα. Για παράδειγµα θα στέλνει απευθείας τα στοιχεία διαβατηρίου και πιστωτικής κάρτας για το κλείσιµο µιας αεροπορικής θέσης. iii. Αυτόµατη σύνθεση υπηρεσιών. Αν δοθεί ένα σύνολο από υπηρεσίες και ένας στόχος, είναι δυνατόν να δηµιουργηθεί µια νέα υπηρεσία για να τον επιτύχει. Για να γίνει κάτι τέτοιο πρέπει να περιγραφούν επίσηµα οι απαιτήσεις και τα αποτελέσµατα της κάθε υπηρεσίας. Τότε η τεχνολογία για την αυτόµατη δηµιουργία περιβαλλόντων εργασιών ίσως να µπορεί να χρησιµοποιηθεί για να παράγει υπηρεσίες αυτό- µατα. Η κράτηση ενός εισιτηρίου µπορεί να αποτελείται από τις υπό-υπηρεσίες έλεγξε διαθεσιµότητα, κράτησε θέση, πλήρωσε. iv. Αυτόµατη παρακολούθηση εκτέλεσης υπηρεσιών. Είναι χρήσιµο για υπηρεσίες που τρέχουν για µεγάλα χρονικά διαστήµατα να µπορούµε να τις παρακολουθούµε και να ρωτάµε για την κατάσταση των διάφορων εργασιών τους ώστε να ξέρουµε ανά πάσα στιγµή σε πιο στάδιο βρίσκεται το έργο που επιτελούν. Οι δικτυακές υπηρεσίες βρίσκουν εφαρµογή στο ηλεκτρονικό εµπόριο, τις επιστηµονικές εφαρµογές καθώς και την ηλεκτρονική διακυβέρνηση. Η αρχιτεκτονική τους βασίζεται : i. Στην ανταλλαγή µηνυµάτων, µε τη χρήση του πρωτοκόλλου SOAP[23], το οποίο οδηγεί στην κατασκευή δοµηµένων πακέτων µε δεδοµένα που ανταλλάσσονται µέσω εφαρµογών, ii. Στην περιγραφή των διαδικτυακών υπηρεσιών µέσω της γλώσσας WSDL, προέκταση της γλώσσας XML και παρέχει την περιγραφή του πρωτοκόλλου, των υπηρεσιών και της δοµής των δεδοµένων (µηνύµατα) που ανταλλάσσονται σε µία διαδικτυακή υπηρεσία όπως επίσης περιέχει όλες τις απαραίτητες πληροφορίες για τη χρήση της υπηρεσίας και iii. Στη δηµοσίευση των περιγραφών για την ανακάλυψη και χρήση τους. Η αποθήκευση των πληροφοριών σε µητρώα UDDI[55], οδηγεί στη δηµιουργία διαδικτυακών καταλόγων πληροφοριών και δίνει τη δυνατότητα στο χρήστη να ανακαλύψει µία υπηρεσία από την UDDI καταχώρηση, έτσι κάθε χρήστης που γνωρίζει ότι έχει πρόσβαση στην υπηρεσία µπορεί να επικοινωνήσει µε αυτή µέσω SOAP µηνυµάτων. 22

37 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ Ο όρος «Σηµασιολογικές Υπηρεσίες ιαδικτύου» (Semantic Web Services), αναφέρεται στον εµπλουτισµό του τρέχοντος µοντέλου των δικτυακών υπηρεσιών µε σηµασιολογική πληροφορία (semantic information). Σκοπός της παραπάνω ενέργειας είναι η πληρέστερη περιγραφή τους, µε απώτερο στόχο την αρµονική ενσωµάτωση τους στο «Σηµασιολογικό Ιστό». Με το τρόπο αυτό, η περιγραφή των υπηρεσιών θα είναι επαρκής για την αποδοτικότερη αναζήτηση τους, µέσα στο τεράστιο πλήθος των προσφερό- µενων υπηρεσιών στο διαδίκτυο, αφού θα καθίστανται κατανοητές από αυτοµατοποιη- µένο λογισµικό. 2.6 Η αρχιτεκτονική του σηµασιολογικού διαδικτύου Η πρόταση του σηµασιολογικού ιστού για να είναι ολοκληρωµένη θα έπρεπε να έχει και τη δική της αρχιτεκτονική που θα αποτελούσε τη βάση από την οποία θα ξεκινούσε η εφαρµογή της νέας προσπάθειας. Η αρχιτεκτονική του σηµασιολογικού ιστού αναφέρεται τόσο στο συντακτικό όσο και στο σηµασιολογικό επίπεδο. Το συντακτικό επίπεδο σαφώς και προηγείται του σηµασιολογικού, και θα πρέπει να δοµηθεί πολύ καλά ώστε να γίνει η ανάπτυξη του σηµασιολογικού επιπέδου χωρίς προβλήµατα. Ο σηµασιολογικός ιστός αποτελεί αυτή τη στιγµή ένα έργο πληροφορικής σε εξέλιξη, η εξέλιξη του οποίου όµως στηρίζεται στους χρήστες του διαδικτύου. Έτσι όσοι περισσότεροι χρήστες αποδεχθούν τα νέα τεχνολογικά χαρακτηριστικά του κάθε επιπέδου, τόσες περισσότερες εταιρίες θα τα υιοθετήσουν στη γραµµή παραγωγής λογισµικού και θα προωθηθεί η προσπάθεια εξέλιξης στο επόµενο βήµα, η οποία όµως πάντα βασίζεται στο προηγούµενο και έχει τεχνολογική συνέχεια µε αυτό. Σηµαντικό στοιχείο στην ανάπτυξη του σηµασιολογικού διαδικτύου είναι η πλήρης γνώση των ανώτερων καθώς και των κατώτερων επιπέδων από προγράµµατα ή ανθρώπους χρήστες. Όταν ο χρήστης του σηµασιολογικού ιστού (µηχανή ή άνθρωπος) είναι γνώστης του περιεχοµένου ενός κατώτερου επιπέδου τότε έχει τη δυνατότητα να εκµεταλλευτεί την πληροφόρηση που αυτό του παρέχει. Αντίστοιχα, όταν ένας χρήστης είναι ενήµερος για επίπεδα µεγαλύτερα από αυτό που βρίσκεται τότε µπορεί να αξιοποιήσει τις πληροφορίες αυτών, αν όχι σε ολόκληρο σε ικανοποιητικό βαθµό. Σύµφωνα 23

38 µε τον Tim Berners Lee η αρχιτεκτονική του σηµασιολογικού ιστού απεικονίζεται στο παρακάτω σχήµα, και µας βοηθά εν µέρει να κατανοήσουµε όσα αναφερθήκαν πιο πάνω. Η πιο κάτω γραφική παρουσίαση της αρχιτεκτονικής του σηµασιολογικού διαδικτύου αρχικά παρουσιάστηκε στο συνέδριο XML2000 από τον Tim Berners-Lee. Παρακάτω ακολουθεί η ανάλυση αυτής στα επιµέρους στοιχεία της[49]. Σχήµα 2.2. Αρχιτεκτονική του Σηµασιολογικού Ιστού Κωδικοποίηση χαρακτήρων (Unicode) Το Unicode[50] αποτελεί τµήµα του κατώτερου επιπέδου του σχήµατος της αρχιτεκτονικής του σηµασιολογικού διαδικτύου. Το Unicode εξασφαλίζει ένα στοιχειώδες πλάνο κωδικοποίησης χαρακτήρων, το οποίο χρησιµοποιείται από την XML και εξασφαλίζει την επικοινωνία ανάµεσα σε διαφορετικές γλώσσες. Όλες οι έννοιες οι οποίες χρησιµοποιούνται σε γλώσσες υψηλότερου επιπέδου καθορίζονται µε την χρησιµοποίηση του Unicode ιευθυνσιοδότηση των εγγράφων (URI) Επίσης τµήµα του κατώτερου επιπέδου του σχήµατος της αρχιτεκτονικής του σηµασιο- 24

39 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ λογικού διαδικτύου είναι η διευθυνσιοδότηση. Η διευθυνσιοδότηση των εγγράφων στο διαδίκτυο γίνεται µε τα URI(Uniform Resource Identifiers) και είναι η διαδικασία η οποία αφορά την αυτοµατοποιηµένη υπόδειξη της οντότητας που περιέχει τα δεδοµένα (πχ html σελίδα, απλό κείµενο, βάση δεδοµένων ή άλλη οντότητα). To URI αναγνωρισµένο πρότυπο παρέχει την δυνατότητα µοναδικής αναγνώρισης και προσπέλασης εγγράφων και γενικότερα πληροφορικών πηγών στο διαδίκτυο[25]. Όλες οι έννοιες οι οποίες χρησιµοποιούνται σε γλώσσες υψηλότερου επιπέδου και καθορίζονται µε την χρησιµοποίηση του Unicode είναι µοναδικά αναγνωρίσιµες από τα URI. Στο σηµερινό διαδίκτυο χρησιµοποιείται ένα υποσύνολο των URIs που καλείται Uniform Resource Locator (URL)[51]. Τα URI αποτελούν την πρόταση του W3 Consortium για την αντικατάσταση των URL. Τα URI αναφέρονται σε κείµενα, πηγές, ανθρώπινες πηγές και έµµεσα σε οτιδήποτε µπορεί να διευθυνσιοδοτηθεί. Το διαδίκτυο µε αυτό τον τρόπο θα µπορεί να ο- ριστεί ως ένας παγκόσµιος χώρος προσιτός από κάθε είδους τεχνολογία και µέσο Αναπαράσταση περιεχοµένου εγγράφων Στις µέρες µας, το πρόβληµα επικοινωνίας απλουστεύτηκε µε την χρήση της τεχνολογίας XML[13], η οποία αναπτύχθηκε ειδικά για την επίλυση του προβλήµατος διαλειτουργικότητας. Είναι απλή στην χρήση και ανέξοδη στην υλοποίησή της για µεγάλους αλλά και µικρούς οργανισµούς. H γλώσσα XML[13] (extensible Markup Language) αποτελεί ένα περιορισµένο υποσύνολο της SGML[52], και είναι µία γλώσσα η οποία παρέχει την δυνατότητα περιγραφής δεδοµένων µε έναν δοµηµένο τρόπο. Τα δεδοµένα περιγράφονται χρησιµοποιώντας έναν αριθµό από ετικέτες (tags) µε αυθαίρετα ονόµατα τα οποία είναι δυνατόν να περιέχουν άλλες ετικέτες ή αυθαίρετα δεδοµένα. Τα ονόµατα των ετικετών µπορεί να επιλέγονται αυθαίρετα από τον δηµιουργό του XML εγγράφου. Αυτό σηµαίνει ότι ένα xml έγγραφο είναι δυνατόν να γίνει κατανοητό από έναν αναγνώστη αν τα ονόµατα των ετικετών και η δοµή τους επιλέγονται µε προσοχή από τον συγγραφέα και ο αναγνώστης καταλαβαίνει την γλώσσα την οποία χρησιµοποιεί ο συγγραφέας. Ακόµη 25

40 όµως και στην περίπτωση αυτή υφίσταται ένα πρόβληµα, λόγω του γεγονότος ότι διαφορετικοί άνθρωποι έχουν διαφορετική θεώρηση των όρων. Η XML µπορεί να χρησιµοποιηθεί για την ανταλλαγή µορφοποιηµένων δεδοµένων, αλλά στην περίπτωση αυτή, όλοι οι συµµετέχοντες στην ανταλλαγή είναι απαραίτητο να συµφωνήσουν σε µία κοινή δοµή του xml εγγράφου. Πρέπει να τονιστεί ότι η XML παρέχει την δυνατότητα µιας διαλειτουργικής συντακτικής βάσης, η οποία είναι σε θέση να δώσει λύσεις στα ουσιαστικότερα προβλήµατα της αναπαράστασης γνώσης και σηµασιολογίας. Επειδή για την συντακτική δοµή ενός xml εγγράφου χρησιµοποιούνται ετικέτες, δίνεται η δυνατότητα επεξεργασίας του εγγράφου µε υπολογιστή, υπό τον όρο ότι υπάρχει κάποια συµφωνία όσον αφορά την δοµή του εγγράφου (µε την χρήση DTD ή XML schema). Εν τούτοις, ένας υπολογιστής δεν είναι σε θέση να κατανοήσει το νόηµα ενός xml εγγράφου, καθώς οι ετικέτες επιλέγονται αυθαίρετα. Τα δεδοµένα σε ένα xml έγγραφο είναι δυνατόν να επεξεργαστούν από έναν υπολογιστή, µόνο µε έναν προκαθορισµένο τρόπο, µε την οργάνωση δηλαδή των ετικετών µε µία εξειδικευµένη συντακτική δοµή. DTD: Ο σκοπός της XML είναι να προσφέρει περισσότερες και διαφορετικές δυνατότητες σε σχέση µε την HTML, όπως επεκτάσεις των στοιχείων του κειµένου και των χαρακτηριστικών τους, υποστήριξη για την αναπαράσταση κειµένων µε πολύπλοκη δο- µή και την επικύρωση της δοµής του κειµένου µε βάση µια γραµµατική της δοµής του κειµένου (Document Type Definition DTD). Το DTD περιγράφει ποια στοιχεία αναµένονται, τη σειρά εµφάνισης τους, και πως τα στοιχεία αυτά ενσωµατώνονται σε ένα XML κείµενο. Ένα εξειδικευµένο DTD περιγράφει τους περιορισµούς οι οποίοι απαιτούνται στην δοµή ενός XML εγγράφου, ούτως ώστε το έγγραφο αυτό να ισχύει για το συγκεκριµένο DTD, ή την δοµή ενός συνόλου XML εγγράφων. Η συµφωνία σε ένα DTD µεταξύ διαφορετικών οµάδων χρηστών επιτρέπει την ανταλλαγή xml εγγράφων τα οποία συµµορφώνονται µε το συγκεκριµένο DTD, διότι περιγράφεται µόνο δοµή και όχι το νόηµα αυτών των ετικετών. XML Schema: Όπως ακριβώς το DTD, έτσι και το XML Schema[14,15] χρησιµοποιείται ως µία γλώσσα περιγραφής συνόλων xml εγγράφων, των οποίων η δοµή καθο- 26

41 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ ρίζεται από το XML Schema. Μία ουσιαστική διαφορά µεταξύ του DTD και του XML Schema αποτελεί το γεγονός ότι το τελευταίο διαθέτει µεγάλη ποικιλία τύπων δεδοµένων και παρέχει την δυνατότητα να σχηµατισθούν σύνθετοι τύποι δεδοµένων[16]. Επειδή όµως το XML schema επιτρέπει τον προσδιορισµό προδιαγραφών για πολλούς τύπους περιορισµών, αποτελεί καταλληλότερο υποψήφιο για µία οντολογική γλώσσα σε σχέση µε το DTD. Το κυρίως πρόβληµα είναι ότι το xml schema περιγράφει την φυσική δοµή (σύνταξη) ενός xml εγγράφου και όχι το νόηµα (σηµασιολογία) των δεδοµένων. Η αποδοχή της XML γίνεται µε γρήγορους ρυθµούς, διότι προσφέρει έναν πολύ α- πλό αλλά και πάρα πολύ αποτελεσµατικό τρόπο επικοινωνίας µεταξύ διαφορετικών βάσεων δεδοµένων και συστηµάτων. εν αποτελεί εποµένως έκπληξη το γεγονός ότι η XML θα αποτελέσει τον ακρογωνιαίο λίθο στην ανάπτυξη εφαρµογών στον σηµασιολογικό Ιστό Resource Definition Framework Το Resource Definition Framework(RDF) προτάθηκε από το W3C για την µοντελοποίηση των µεταδεδοµένων των πηγών στο διαδίκτυο. To RDF περιγράφεται από το συντακτικό του και τον ορισµό των λεξικών (αλλιώς γνωστά µε τον αγγλικό όρο Schema)[24,25, 34]. Ο κύριος λόγος ανάπτυξης του RDF ήταν η επίλυση του προβλήµατος διαχείρισης της πληροφορίας στο σηµασιολογικό διαδίκτυο. Το RDF ορίζει πηγές που βρίσκονται στο διαδίκτυο και αναπαρίστανται µε URI, τα οποία αποτελούν την πρόταση του W3C για την αντικατάσταση των URL. Το διαδίκτυο µε αυτό τον τρόπο θα µπορεί να οριστεί ως ένας παγκόσµιος χώρος προσιτός από κάθε είδους τεχνολογία και µέσο. Τα πρότυπα κειµένου και πρωτοκόλλων µπορεί µελλοντικά να αλλάξουν, η διευθυνσιοδότηση τους όµως θα παραµείνει η ίδια στηριζόµενη στα URI. Έτσι παρακάτω θα ορίσουµε τις πηγές, τις ιδιότητες και τις δηλώσεις. Πηγή (resource) είναι ότι µπορεί να διευθυνσιοδοτηθεί µε ένα URI, όπως οι σελίδες διαδικτύου, καθώς επίσης και συγκεκριµένα στοιχεία ενός XML κειµένου. 27

42 Ιδιότητα (property) είναι επίσης µία πηγή που έχει ένα όνοµα και µπορεί να χρησιµοποιηθεί σαν µία ιδιότητα, όπως για παράδειγµα Συγγραφέας ή Τίτλος. Σε πολλές περιπτώσεις είναι µόνο µία ονοµασία. Η γενικότητα της ιδιότητας να αποτελεί και η ίδια πηγή, ορίστηκε για να µπορεί µια ιδιότητα µέσω µιας πηγής να περιέχει ένα σύνολο δικών της ιδιοτήτων. Μία δήλωση (statement) περιέχει το συνδυασµό µίας πηγής, µίας ιδιότητας και µίας τιµής. Τα µέρη της δήλωσης είναι επίσης γνωστά µε τις ονοµασίες υποκείµενο, κατηγόρηµα, αντικείµενο. Το RDF έχει προσεκτικά σχεδιαστεί για να έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά: Ανεξαρτησία. Οποιοσδήποτε συγγραφέας RDF δηλώσεων, έχει την ελευθερία να ονοµάσει τα αντικείµενα και τις τιµές του όπως αυτός θέλει. υνατότητα ανταλλαγής. Οι δηλώσεις RDF µπορούν να εκφραστούν µε το γνωστό πρότυπο XML, και να ανταλλαγούν µέσω του διαδικτύου. Ευκολία κλιµάκωσης. Οι δηλώσεις RDF έχουν την απλή µορφή εγγραφών τριών πεδίων, γεγονός που τις καθιστά εύκολο να επεξεργαστούν ακόµα και σε µεγάλο αριθµό. Βασιζόµενοι στα παραπάνω κατανοούµε πως στις διάφορες εφαρµογές θα είναι δυνατή η µίξη µεταδεδοµένων από άλλα σηµασιολογικά αναγνωρισµένα πρότυπα τα οποία επίσης αναπαρίστανται σε RDF. Το RDF δηλαδή είναι µία υποδοµή η οποία επιτρέπει την κωδικοποίηση, την ανταλλαγή και την επαναχρησιµοποίηση δοµηµένων µεταδεδοµένων. Παρέχει επίσης ένα µέσο για την έκδοση λεξικών, κατανοητών τόσο από ανθρώπους όσο και από υπολογιστές, σχεδιασµένων να ενθαρρύνουν την επαναχρησιµοποίηση και επέκταση σηµασιολογικών µεταδεδοµένων µεταξύ ανόµοιων πληροφορικών κοινοτήτων. Υποστηρίζει επίσης την χρήση κανόνων οι οποίοι θα διευκολύνουν την διαλειτουργικότητα µεταξύ αυτόνοµων οµάδων στοιχείων µεταδεδοµένων. RDF Schema: Το νόηµα στο πρότυπο RDF εκφράζεται µέσω αναφοράς σε κάποια συντακτική δοµή (schema). Το RDF Schema αποτελεί µία προσπάθεια του W3C για τον καθορισµό µιας περιγραφικής γλώσσας για λεξιλόγια στο RDF. Το RDFS ορίζει τάξεις πηγών και τύπους σχέσεων οι οποίες µπορούν να χρησιµοποιηθούν σε εντολές 28

43 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ RDF. Με την γλώσσα αυτή είναι δυνατόν για παράδειγµα, να ελεγχθεί η αξιοπιστία της τιµής µιας ιδιότητας ή να περιορισθούν η περιοχή και το γνωστικό πεδίο εφαρµογής της. Το RDFS διευκολύνει τη δοµή µίας απλής ιεράρχησης εννοιών καθώς επίσης και µιας ιεράρχησης ιδιοτήτων. Μία οντολογία στη γλώσσα αυτή αποτελείται από τάξεις (classes) οι οποίες περιγράφουν µία οµάδα µονάδων. Για την περιγραφή των χαρακτηριστικών (attributes) αυτών των τάξεων είναι δυνατόν να υπάρξει συσχετισµός των ιδιοτήτων µε τις τάξεις[17]. Το RDF Schema επιτρέπει την έκφραση στοιχειωδών σχέσεων αλλά έχει περιορισµένη ικανότητα συµπερασµατολογίας. Η γλώσσα RDFS παρέχει την δυνατότητα περιγραφής απλών ιεραρχιών. Πρέπει να σηµειωθεί επίσης ότι είναι δυνατή αφενός η περιγραφή τάξεων σε γενικούς όρους, και αφετέρου η περιγραφή στιγµιοτύπων (instances) αυτών των τάξεων[8]. Υποστηρίζεται ότι η γλώσσα RDFS παρέχει µάλλον περιορισµένη εκφραστική δυνατότητα, καθώς στερείται ενός προτύπου για την περιγραφή λογικών αξιωµάτων[17]. Παρά το γεγονός ότι επιτρέπει τον ορισµό τάξεων και ιδιοτήτων µέσω των τύπων τους, δεν υποστηρίζει την χρήση αξιωµάτων για τον καθορισµό περίπλοκων σχέσεων. Όµως, για πολλές εφαρµογές αρκεί η περιγραφή ενός βασικού λεξιλογίου, και η γλώσσα αυτή είναι η ενδεικτικότερη για αυτή την εργασία Οντολογίες Στο σηµασιολογικό ιστό οι οντολογίες χρησιµοποιούνται κυρίως για να ορίσουν το ση- µασιολογικό λεξιλόγιο ενός γνωστικού πεδίου (είδη αντικειµένων, δυνατές σχέσεις, ι- διότητες). Οι οντολογίες είναι ένα σύνολο όρων και συσχετίσεων µεταξύ τους, ενώ για το σηµασιολογικό διαδίκτυο αποτελούν κοινά και διαµοιραζόµενα λεξικά ορολογίας µε σκοπό την κατανόηση των όρων που περιγράφονται στα ανταλλασσόµενα έγγραφα. Το λεξιλόγιο αυτό χρησιµοποιείται κατόπιν για να αναπαρασταθεί -κωδικοποιηθεί η σηµασιολογία των εγγράφων και γενικότερα των πόρων που διατίθενται στο διαδίκτυο ώστε να είναι ευκολότερη η επεξεργασία τους από προγράµµατα υπολογιστών. Το συγκεκριµένο επίπεδο οντολογιών περιλαµβάνει γλώσσες οι οποίες είναι ικανές να περιγράψουν το νόηµα των δηλώσεων RDF όπως για παράδειγµα η RDF Schema. Η γλώσσα οντολογιών ιστού OWL[26] είναι µια σηµασιολογική γλώσσα σήµανσης για τη 29

44 δηµιουργία και τη διανοµή οντολογιών στο διαδίκτυο, η οποία αναπτύχθηκε από το Web Ontology Working Group του W3C, πιο ισχυρή που παρέχει την κατάλληλη εκφραστικότητα στην περιγραφή των ιδιοτήτων και των κλάσεων Λογική (Logic) Στο συγκεκριµένο επίπεδο ορίζονται κανόνες οι οποίοι θα επιτρέψουν τη λογική επεξεργασία των δηλώσεων του προηγούµενου επιπέδου, προκειµένου να λύσουν λογικά προβλήµατα, όπως για παράδειγµα το θέµα της ισοδυναµίας σε µία ορολογία, π.χ. δύο ονοµασίες για την ίδια έννοια όπως zip code και postal code. Το επίπεδο αυτό µας παρέχει τη δυνατότητα αναπαράστασης της κατηγορηµατικής λογικής (δηλαδή της χρήσης των λογικών τελεστών NOT, AND OR) και τη δυνατότητα συσχέτισης των δεδοµένων (όπως αν ισχύει το Χ, τότε ισχύουν όλα τα Υ). Θα πρέπει να σηµειωθεί ότι αφού σε αυτό το επίπεδο γίνεται η λογική επεξεργασία των δεδοµένων µελλοντικά αναµένεται να κατασκευαστούν γλώσσες, αλγόριθµοι και µηχανές λογισµού (Inference engines), εργαλεία µε τα οποία θα γίνεται εφικτή η διατύπωση µιας λογικής ερώτησης, η επεξεργασία αυτής και τέλος η παρουσίαση του αποτελέσµατος Αποδείξεις (Proof) Το αµέσως ανώτερο επίπεδο από αυτό της λογικής είναι το επίπεδο των αποδείξεων. Σε αυτό το επίπεδο περιλαµβάνονται µηχανισµοί και διαδικασίες εξαγωγής συµπερασµάτων που χρησιµοποιούν τη γνώση του προηγούµενου επιπέδου, της λογικής όπως και η αναπαράσταση των διαδικασιών απόδειξης σε γλώσσες αναπαράστασης δεδοµένων όπως η XML και η RDF. Κύριο πλεονέκτηµα της χρήσης λογικής είναι η εύκολη δηµιουργία εξηγήσεων προς τον χρήστη σχετικά µε τα συµπεράσµατα στα οποία κατέληξε. Η παρουσίαση στο χρήση, µετά από αίτηµά του, των διαδοχικών βηµάτων που ακολουθήθηκαν µε την παράθεση των λογικών προτάσεων και των δεδοµένων που χρησιµοποιήθηκαν, µε οπτικό τρόπο είτε µε τη χρήση εξελιγµένων τεχνικών παραγωγής εξηγήσεων σε φυσική γλώσσα αυξάνει την εµπιστοσύνη των χρηστών στις παρεχόµενες υπηρεσίες. 30

45 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ Έλεγχος αξιοπιστίας (Trust) Το ανώτερο επίπεδο είναι αυτό του ελέγχου της αξιοπιστίας. Σε αυτό το επίπεδο γίνεται ο έλεγχος της αξιοπιστίας, της ορθότητας και σχετικότητας των αποτελεσµάτων της λογικής επεξεργασίας του προηγούµενου επιπέδου. Για να συµβεί αυτό, απαιτείται η ύπαρξη κατάλληλων αποδείξεων οι οποίες δεν είναι τίποτα περισσότερο από το σύνολο των κανόνων ορισµού που χρησιµοποιήθηκαν κατά την επεξεργασία. Στα στοιχεία των κανόνων θα πρέπει να αναφέρεται και ο τρόπος χρήσης τους, όπως επίσης και οι λόγοι για τους οποίους επιλέχθηκαν να χρησιµοποιηθούν. Τέλος χρειάζονται και οι κατάλληλες γλώσσες οι οποίες θα επιτρέψουν την εξέταση και έλεγχο των αποδείξεων αυτών από τους τελικούς χρήστες. Προς το παρόν δεν υπάρχει κάποια διαδεδοµένη γλώσσα έκφρασης και αποτύπωσης των αποδείξεων αυτών, αλλά ούτε και γλώσσες ελέγχου των αποδείξεων έχουν προταθεί Ψηφιακές υπογραφές Πολύ σηµαντικό είναι, αφού ο σηµασιολογικός ιστός είναι ένα ανοικτό σύστηµα, να υπάρχει ένας αξιόπιστος τρόπος διασφάλισης του αυθεντικού κώδικα και της αξιοπιστίας των εγγράφων. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο κάθε χρήστης του σηµασιολογικού ιστού µπορεί να παράγει δηλώσεις, αφού πρόκειται για ένα ανοικτό σύστηµα, µε αποτέλεσµα να υπάρχουν συγκρούσεις. Σηµαντικό ρόλο στην ασφάλεια του σηµασιολογικού ιστού θα διαδραµατίσουν οι ψηφιακές υπογραφές. Η πηγή µιας δήλωσης, ο δηµιουργός της, θα πρέπει να την υπογράφει, ώστε οι έξυπνοι πράκτορες να µπορούν να αναγνωρίσουν αν η δήλωση προέρχεται από την συγκεκριµένη πηγή ή όχι. Εκτός των ψηφιακών υπογραφών υπάρχουν και άλλες τεχνολογίες ασφαλείας όπως η κωδικοποίηση και ο έλεγχος πρόσβασης που µπορούν να χρησιµοποιηθούν για να διασφαλιστεί η αξιοπιστία και εµπιστευτικότητα της πληροφορίας. Με τον συνδυασµό των πιο πάνω τρόπων ασφάλειας και ελέγχου της α- ξιοπιστίας θα µπορέσει ο σηµασιολογικός ιστός να «προστατευθεί» βασιζόµενος στις ψηφιακές υπογραφές. 31

46 2.7 Συµπεράσµατα Ο σηµασιολογικός ιστός βρίσκεται ακόµα στο στάδιο του σχεδιασµού και της υλοποίησης του. Αυτό το στάδιο θα είναι µία συνεχής προσπάθεια αποδοχής από τους χρήστες του διαδικτύου. Το στάδιο αυτό θα επαναλαµβάνεται για κάθε ιεραρχικό επίπεδο του σηµασιολογικού ιστού. εν πρέπει όµως να παραβλέψουµε πως υπάρχουν ακόµα πολλά προβλήµατα για να λυθούν ώστε να φτάσει στο επιθυµητό επίπεδο λειτουργικότητας. Παρόλα αυτά έχει αρχίσει ήδη να µπαίνει στην ζωή µας µέσω κάποιον υπηρεσιών και εργαλείων που χρησιµοποιούνται σποραδικά και βοηθούν στην ευκολότερη εκτέλεση των εργασιών, επιχειρήσεων, οργανισµών ή και απλών χρηστών καθώς και µε τη συµβολή του στη σωστή χρήση της πληροφορίας, την αποφυγή συσσώρευσης περιττών δεδοµένων και την ορθή διαχείριση της γνώσης. 32

47 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ 3 Η γλώσσα οντολογιών OWL 3.1 Εισαγωγή Η περιγραφή της ήδη υπάρχουσας πληροφορίας µε πληροφορία µπορεί να γίνει µε τη βοήθεια οντολογιών, οι οποίες θα παρέχουν τις απαραίτητες πληροφορίες και τους συσχετισµούς µεταξύ των εννοιών και των αντικειµένων. Συνήθως, οι οντολογίες δεν περιέχουν µόνο πληροφορία για τα είδη ή τις έννοιες που περιγράφουν, αλλά παρέχουν επιπρόσθετες πληροφορίες για συσχετίσεις τους µε άλλα είδη ή έννοιες. Σκοπός είναι να υπάρχει ένας καλά ορισµένος τρόπος για την περιγραφή των οντολογιών αυτών ή µε άλλα λόγια, σκοπός είναι να υπάρχει µια καθιερωµένη γλώσσα για τον ορισµό και την περιγραφή των οντολογιών. Τα χαρακτηριστικά αυτής της καθιερωµένης γλώσσας θα πρέπει να επιτρέπουν στις νεο-ορισµένες οντολογίες να είναι ευέλικτες και εύκολα προσαρµοζόµενες σε νέου είδους χαρακτηριστικά ή πληροφορίες που µπορεί να προστίθενται δυναµικά στην έννοια που περιγράφουν. Θα πρέπει να επιτρέπουν την πρόσβαση σε αυτές µέσω του παγκόσµιου ιστού ώστε να είναι διαµοιραζόµενες και προσβάσιµες από όλους µε απώτερο σκοπό την εξάπλωσή τους σε ολόκληρο το δίκτυο. Η γλώσσα αυτή οφείλει να επιτρέπει τη σύγκριση µεταξύ των οντολογιών ή µεµονωµένων κοµµατιών µιας οντολογίας και µιας άλλης, καθώς επίσης την κατηγοριοποίηση οποιασδήποτε ιδέας ή πόρου ή σεναρίου είτε αυτό είναι προσβάσιµο µέσο του δικτύου, είτε όχι. Γενικά, λοιπόν, µια τέτοια γλώσσα θα ορίζει κλάσεις ή κατηγορίες, όρους και συσχετίσεις. Θα ορίζει τύπους δεδοµένων και κατ επέκταση περιορισµούς πάνω σε αυτούς. Τέλος, θα ορίζει κανόνες και θα παρέχει µια συγκεκριµένη σύνταξη για τον ορισµό των οντολογιών. 33

48 3.2 Τα βήµατα ως τη δηµιουργία της OWL Το Web Ontology Working Group της W3C αλλά και αρκετές ερευνητικές οµάδες στην Αµερική και στην Ευρώπη είχαν διαγνώσει την ανάγκη ύπαρξης µιας νέας ισχυρής γλώσσας οντολογιών, καθώς η RDF(Resource Description Framework) και το RDF Schema δεν παρείχαν την απαραίτητη εκφραστικότητα[35,19]. Η RDF σχεδιάστηκε για να κάνει δηλώσεις για συγκεκριµένους πόρους. Ένας πόρος µπορεί να αντιπροσωπεύει ένα σενάριο, µια ιδέα, µια έννοια ή δεδοµένα και ταυτοποιείται από ένα URI. Με τη χρήση του λεξιλογίου της RDF και του RDF Schema είναι δυνατόν να οριστούν στιγµιότυπα τάξεων, ιεραρχίες τάξεων και ιδιοτήτων και καθολικοί περιορισµοί που αφορούν το πεδίο ορισµού και το πεδίο τιµών ιδιοτήτων. Όµως το λεξιλόγιό τους δεν επιτρέπει τον ορισµό αρκετών άλλων πραγµάτων. Μερικά από αυτά είναι τα εξής: Περιορισµοί για το πεδίο ορισµού ιδιοτήτων, που να αφορούν τις οντότητες µόνο µερικών τάξεων. Για παράδειγµα, για την τάξη σαρκοφάγα ζώα δεν µπορεί να οριστεί ένας περιορισµός ο οποίος να δηλώνει ότι τα σαρκοφάγα ζώα τρέφονται µόνο µε κρέας (σε αντίθεση µε άλλα ζώα που τρέφονται και µε άλλες τροφές). ηλώσεις που να καθορίζουν ότι δύο τάξεις δεν έχουν κοινές οντότητες ( π.χ. οι τάξεις Male και Female). Ορισµοί τάξεων χρησιµοποιώντας οποιοδήποτε συνδυασµό από τοµές, ενώσεις και συµπληρώµατα άλλων τάξεων. Ορισµοί περιορισµών που αφορούν το πόσες (µοναδικές) τιµές µία ιδιότητα µπορεί να έχει. Για παράδειγµα, δεν είναι δυνατό να οριστεί ότι ένας άνθρωπος έχει ακριβώς µία µητέρα. Ορισµοί ειδικών χαρακτηριστικών για τις ιδιότητες, όπως είναι για παράδειγµα η µεταβατικότητα ή ότι µία ιδιότητα είναι η αντίστροφη µιας άλλης. Οι παραπάνω περιορισµοί της RDF και του RDF Schema οδήγησαν στον ορισµό της γλώσσας DAML-OIL, η οποία αποτέλεσε σηµείο εκκίνησης για τον ορισµό της OWL. H OWL σχεδιάστηκε για να δώσει µια αποδοτικότερη αρχιτεκτονική πάνω στις οντολογίες, αναπτύχθηκε ως επέκταση του λεξιλογίου της RDF και ενσωµάτωσε λύσεις για 34

49 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ προβλήµατα που εµφανίστηκαν κατά τον ορισµό και τη χρησιµοποίηση της γλώσσας DAML-OIL. Η Web Ontology Language (OWL)[26] είναι µια γλώσσα εννοιολογικής περιγραφής που έχει προταθεί σαν πρότυπο στο World Wide Web Consortium (W3C). H OWL έχει σαν στόχο να αποτελέσει µια γλώσσα µε ιδιότητες τέτοιες που να διευκολύνουν τη δη- µιουργία εφαρµογών και υπηρεσιών στο Σηµασιολογικό Ιστό. Τα κύρια χαρακτηριστικά της OWL είναι: Έχει καλώς ορισµένη σύνταξη που προβλέπει και την περιγραφή της σε XML (extensible Markup Language) Βασίζεται και άρα είναι συµβατή µε τις πιο απλές γλώσσες RDF και RDFS. Έχει επίσηµη σηµασιολογία (formal semantics) και άρα είναι σαφώς ορισµένη η ερµηνεία κάθε στοιχείου της. Είναι ικανή να αναφέρεται σε σενάρια, ιδέες, έννοιες, αντικείµενα και δεδοµένα που είναι ορισµένα στον παγκόσµιο ιστό. Μπορεί να διαµοιράζεται πάνω στον ιστό. Μπορεί να συγχωνεύει πολλές οντολογίες ταυτόχρονα. Είναι ευρέως αποδεκτή. Είναι αρκετά εκφραστική. Όλα τα παραπάνω καθιστούν την OWL την κυρίαρχη γλώσσα πάνω στον παγκόσµιο ιστό και αναµφίβολα θα συνεχίσει να εξελίσσεται. Το βασικό στοιχείο της OWL είναι η κλάση (ή έννοια). Ανάµεσα στις κλάσεις υπάρχουν συσχετίσεις (ιδιότητες), καθώς και περιορισµοί πάνω σε αυτές τις συσχετίσεις. Επίσης προδιαγράφονται κάποια βασικά αξιώµατα που ισχύουν και επιτρέπουν τη διαδικασία του συµπερασµού (reasoning) σε OWL βάσεις γνώσης. Τα βασικά γενικά στοιχεία µοντελοποίησης της OWL συνοψίζονται στον πίνακα 3.2. Στοιχείο Class Πίνακας 3.2: Τα βασικά στοιχεία µοντελοποίησης της OWL Περιγραφή Μια κλάση (έννοια) του πεδίου µοντελοποίησης. Μπορεί να είναι primitive ή defined. Οι πρώτες περιγράφονται από αναγκαίες συν- 35

50 θήκες ενώ οι δεύτερες από ικανές και αναγκαίες. Property Μια ιδιότητα κάποιας κλάσης (ή συνόλου κλάσεων). Οι ιδιότητες διαχωρίζονται σε DatatypeProperties και ObjectProperty. DatatypeProperty Ιδιότητα που περιγράφει κάποιο χαρακτηριστικό των στιγµιοτύπων µιας κλάσης. Αναφέρεται και ως γνώρισµα (attribute). Οι τι- µές της γενικά ανήκουν σε κάποιους προκαθορισµένους τύπους δεδοµένων που ορίζονται στη προδιαγραφή του XML Schema. ObjectProperty Ιδιότητα που περιγράφει τη σχέση µεταξύ των στιγµιότυπων κλάσεων. Αναφέρεται και ως ρόλος (roles). Restriction Ένας περιορισµός σε µια ιδιότητα. Μπορεί να είναι περιορισµός τιµής, πληθαρίθµου κοκ. Individual Ένα στιγµιότυπο µιας κλάσης (έννοιας). 3.3 Οι τρεις «υπογλώσσες» της OWL Η OWL χωρίζεται σε τρεις «υπογλώσσες»[19,29,31] ή εκδόσεις: την OWL Lite, την OWL DL και την OWL Full. Η τελευταία είναι η πιο εκφραστική, περιέχει όλα τα στοιχεία εννοιολογικής µοντελοποίησης της OWL και είναι ολόκληρη η γλώσσα. Βέβαια εξαιτίας της εκφραστικότητάς της δεν είναι αποφασίσιµη σε πολυωνυµικό χρόνο. Οι άλλες δύο είναι υποσύνολα αυτής. Ο λόγος που υπάρχουν οι τρεις αυτές εκδόσεις είναι το γεγονός ότι τα δύο υποσύνολα της OWL Full παρέχουν λιγότερη δύναµη, αλλά περιορίζουν σηµαντικά το υπολογιστικό κόστος. Εικόνα 1 Σχηµατική απεικόνιση της κατηγοριοποίησης της OWL 36

51 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ Η OWL DL, το πιο χρήσιµο και διαδεδοµένο ίσως είδος που είναι ισοδύναµη της DAML-OIL, υποστηρίζει µια µορφή αυτού που λέµε Περιγραφή της Λογικής (Description Logic)[32]. Η OWL DL προσδίδει προσεκτικά επιλεγµένους περιορισµούς πάνω στο είδος των αντικειµένων που περιγράφει µε σκοπό τη µείωση των απαραίτητων υ- πολογιστικών πόρων. Με αυτόν το τρόπο εγγυάται τον υπολογισµό των αποτελεσµάτων µε χρήση των υπαρχόντων υπολογιστικών δυνατοτήτων. Η OWL Lite είναι ουσιαστικά η OWL DL, αλλά µε περισσότερους περιορισµούς. Ενώ λοιπόν η RDFS είναι αρκετή για τον ορισµό ιεραρχιών από οντότητες και τον καθορισµό των ιδιοτήτων τους, η OWL Lite επιτρέπει τον ορισµό αξιωµάτων (κανόνων) και τον περιορισµό των χαρακτηριστικών σε ορισµένα µέλη µιας τάξης (όπως η DAML-OIL). Η OWL DL και OWL Full επιτρέπουν πλήρη εκφραστικότητα (π.χ. λειτουργίες ένωσης, τοµής, σύνθεση/ισοδυναµία/κληρονοµικότητα τάξεων κλπ) µε την πρώτη να θέτει κάποιους περιορισµούς που διευκολύνουν την ανάπτυξη εργαλείων συλλογιστικής: RDF(S) OWL Lite OWL DL όπου το αναφέρεται σε συντακτικά και σηµασιολογικά χαρακτηριστικά Στην γλώσσα OWL όλες οι δυνατές κλάσεις, είναι υποκλάσεις της owl:thing, που είναι δηλαδή είναι υπέρ-τάξη όλων των οντοτήτων, ενώ η owl:nothing είναι στο άλλο άκρο, όντας µια κλάση χωρίς ιδιότητες και δεν της ανήκει καµία οντότητα. Και οι δύο αυτές κλάσεις είναι τµήµα της OWL Lite. 3.4 OWL Lite Η OWL Lite[27,28,29,30] σχεδιάστηκε για τους χρήστες που κυρίως ενδιαφέρονται για µία ταξινοµία µε άλλους περιορισµούς. Για παράδειγµα, η OWL Lite επιτρέπει να ορίζονται περιορισµοί στον αριθµό των στοιχείων ενός συνόλου, αλλά επιτρέπει οι τιµές του αριθµού των στοιχείων να είναι µόνο 0 ή 1, ενώ οι OWL DL και OWL Full αίρουν αυτόν τον περιορισµό. Η OWL Lite είναι απλή και αυτό διευκολύνει την ανάπτυξη λογισµικού που την υποστηρίζει. 37

52 3.4.1 Τύποι δεδοµένων της OWL Lite Οι τύποι δεδοµένων που χρησιµοποιεί η OWL Lite είναι κατά µεγάλο µέρος οι ενσωµατωµένοι τύποι δεδοµένων (built-in) του XML Schema. Οι παρακάτω ενσωµατωµένοι τύποι του XML Schema συνιστώνται για χρήση στην γλώσσα OWL Lite[27]. Πίνακας 3.3 Προτεινόµενοι τύποι δεδοµένων για χρήση µε την OWL xsd:string xsd:normalizedstring xsd:boolean xsd:decimal xsd:float xsd:double xsd:integer xsd:nonnegativeinteger xsd:positiveinteger xsd:nonpositiveinteger xsd:negativeinteger xsd:unsignedbyte xsd:long xsd:int xsd:short xsd:unsignedlong xsd:unsignedint xsd:unsignedshort xsd:hexbinary xsd:base64binary xsd:gyearmonth xsd:datetime xsd:time xsd:date xsd:gyear xsd:gmonthday xsd:gday xsd:anyuri xsd:token xsd:language xsd:nmtoken xsd:name xsd:ncname xsd:byte xsd:gmonth Οι παραπάνω τύποι, µε την προσθήκη του τύπου δεδοµένων του RDF Schema rdfs:literal, αποτελούν τους ενσωµατωµένους τύπους δεδοµένων της OWL Lite. Άλλοι ενσωµατωµένοι τύποι του XML Schema µπορούν να χρησιµοποιηθούν µόνο στην OWL Full. Αν και το XML Schema παρέχει µηχανισµούς για την κατασκευή νέων τύπων δεδοµένων από τους χρήστες, αυτοί οι τύποι συνιστάται να µην χρησιµοποιούνται στην OWL, καθώς δεν υποστηρίζονται από εργαλεία που υποστηρίζουν την OWL. Την παρούσα χρονική στιγµή υπάρχει µία εξελισσόµενη προσπάθεια έτσι ώστε να βρεθεί µία λύση στο πώς οι υπόλοιποι τύποι του XML Schema (οι ενσωµατωµένοι που έως τώρα δεν χρησιµοποιούνται και οι οριζόµενοι από το χρήστη) να µπορούν να χρησιµοποιούνται στην OWL. 38

53 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ Βασικοί µηχανισµοί της OWL Lite Η OWL Lite υποστηρίζει την εισαγωγή (import) οντολογιών. Με τη χρήση της δήλωσης owl:imports, µία οντολογία Α µπορεί να εισαγάγει µία άλλη οντολογία Β η οποία περιέχει ορισµούς που χρησιµοποιούνται από την Α. Η εισαγωγή οντολογιών είναι µεταβατική, δηλαδή αν η Α εισάγει την Β και η Β εισάγει την C, τότε και η Α εισάγει την C. Η OWL Lite παρέχει τους ακόλουθους βασικούς µηχανισµούς ορισµού οντολογιών (η χρήση των προθεµάτων rdf ή rdfs υποδηλώνει ότι οι αντίστοιχοι µηχανισµοί έχουν κληρονοµηθεί από τις RDF και RDF Schema αντίστοιχα) ήλωση Class: Ορίζει µία τάξη οντοτήτων. Για παράδειγµα, η παρακάτω δήλωση ορίζει την τάξη Man. <owl:class rdf:id="man"/> Οι τάξεις µπορούν να οργανωθούν σε µία ιεραρχία χρησιµοποιώντας τη δήλωση sub- ClassOf. ήλωση rdfs:subclassof: Οι ιεραρχίες των τάξεων µπορούν να οριστούν χρησιµοποιώντας µία ή περισσότερες δηλώσεις που ορίζουν ότι µία τάξη είναι υπο-τάξη µιας άλλης τάξης. Για παράδειγµα, η τάξη Man µπορεί να δηλωθεί ως υπο-τάξη της τάξης Person, και η Person ως υπο-τάξη της Mammal. <owl:class rdf:id="person"> <rdfs:subclassof> <owl:class rdf:id="mammal"/> </rdfs:subclassof> </owl:class> <owl:class rdf:id="man"> <rdfs:subclassof rdf:resource="#person"/> </owl:class> ήλωση rdf:property: Χρησιµοποιείται για να δηλώσει µία ιδιότητα (property). Οι ιδιότητες χρησιµοποιούνται για να παραστήσουν ότι κάποιο χαρακτηριστικό των οντοτήτων έχει κάποια συγκεκριµένη τιµή, που είναι είτε µία άλλη οντότητα, είτε µία τιµή από συγκεκριµένους τύπους δεδοµένων. 39

54 Θεωρούµε ότι οι τρεις πρώτες δηλώσεις χρησιµοποιούνται για να συσχετίσουν µία ο- ντότητα της τάξης Person µε µία άλλη οντότητα της ίδιας τάξης, ενώ η τέταρτη για να αποδώσει µία συγκεκριµένη τιµή του τύπου δεδοµένων Integer. Ιδιότητες σαν τις τρεις πρώτες ανήκουν στην κατηγορία ιδιοτήτων ObjectProperty(έχουν ως τιµές οντότητες), ενώ ιδιότητες σαν την τελευταία ανήκουν στην κατηγορία ιδιοτήτων DatatypeProperty. ήλωση rdf:subpropertyof: Χρησιµοποιείται για να δηλώσει ότι µία ιδιότητα είναι υποπερίπτωση µιας άλλης ιδιότητας. Για παράδειγµα, η ιδιότητα hassibling µπορεί να δηλωθεί ως υποπερίπτωση της ιδιότητας hasrelative, ως εξής: <owl:objectproperty rdf:id="hassibling"> <rdfs:subpropertyof rdf:resource="#hasrelative"/> </owl:objectproperty> Χρησιµοποιώντας αυτή τη δήλωση µία µηχανή µπορεί να συµπεράνει ότι αν µία οντότητα Χ συνδέεται µε µία οντότητα Υ µέσω της ιδιότητας hassibling, τότε η Χ συνδέεται και µέσω της ιδιότητας hasrelative µε την Υ. ήλωση rdfs:domain: ηλώνει το πεδίο ορισµού µιας ιδιότητας. Για παράδειγµα, η παρακάτω δήλωση δείχνει ότι η ιδιότητα haschild έχει πεδίο ορισµού την τάξη Mammal. <owl:objectproperty rdf:id="haschild"> <rdfs:domain rdf:resource="#mammal"/> </owl:objectproperty> Aν <George haschild John>, τότε η οντότητα George πρέπει να ανήκει στην τάξη Mammal ήλωση rdfs:range: ηλώνει το πεδίο τιµών µιας ιδιότητας. Για παράδειγµα, η παρακάτω δήλωση δείχνει ότι η ιδιότητα haschild έχει και πεδίο τιµών την τάξη Mammal. <owl:objectproperty rdf:id="haschild"> <rdfs:range rdf:resource="#mammal"/> </owl:objectproperty> Αν <George haschild John>, η οντότητα John πρέπει να ανήκει στην τάξη Mammal. 40

55 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ ηλώσεις οντοτήτων: Οι οντότητες είναι στιγµιότυπα(instances) τάξεων και οι ιδιότητες µπορούν να χρησιµοποιηθούν για συσχετίσουν µία οντότητα µε µία άλλη. Για παράδειγµα, οι παρακάτω δηλώσεις δείχνουν ότι οι οντότητες Bill και John είναι στιγµιότυπα της τάξης Person, άρα και της Mammal, πως ο Bill είναι παιδί του John και πως οι ηλικίες τους είναι 27 και 60 αντίστοιχα. <Person rdf:id="bill"> <hasparent rdf:resource="# John "/> <hasage rdf:datatype=" >27</hasAge> </Person> <Person rdf:id=" John "> <hasage rdf:datatype=" >60</hasAge> <haschild rdf:resource="#bill"/> </Person> Ισοδυναµίες, ισότητες και ανισότητες στην OWL Lite ήλωση equivalentclass: ύο τάξεις µπορούν να δηλωθούν ως ισοδύναµες. Οι ισοδύναµες τάξεις έχουν τις ίδιες οντότητες. Για παράδειγµα, η τάξη Car µπορεί να δηλωθεί ως ισοδύναµη µε τη τάξη Automobile, όπως φαίνεται παρακάτω. <owl:class rdf:id="car"> <owl:equivalentclass rdf:resource="#automobile"/> </owl:class> Από µία τέτοια δήλωση µία µηχανή µπορεί να συµπεράνει ότι οποιαδήποτε οντότητα ανήκει στην τάξη Car ανήκει επίσης και στην τάξη Automobile και αντίστροφα. Οι δηλώσεις ισοδυναµίας τάξεων είναι χρήσιµες όταν, για παράδειγµα, επιθυµεί κανείς να συνδυάσει οντολογίες που ενδεχοµένως χρησιµοποιούν διαφορετικά ονόµατα τάξεων για ισοδύναµες έννοιες. ήλωση equivalentproperty: ύο ιδιότητες µπορούν να δηλωθούν ως ισοδύναµες. Για παράδειγµα, η ιδιότητα hasleader µπορεί να δηλωθεί ως ισοδύναµη µε την hashead ως εξής: 41

56 <owl:objectproperty rdf:id="hashead"> <owl:equivalentproperty> <owl:objectproperty rdf:id="hasleader"/> </owl:equivalentproperty> </owl:objectproperty> Από αυτή τη δήλωση µία µηχανή µπορεί να συµπεράνει ότι αν για δύο οντότητες X, Y έχουµε X hasleader Y τότε και X hashead Y και αντίστροφα. ήλωση sameas: ύο οντότητες µπορούν να δηλωθούν ως ίδιες. Για παράδειγµα, η οντότητα MikesFavoriteWine µπορεί να δηλωθεί ίδια µε την οντότητα StGenevieveTexasWhite ως εξής: <Wine rdf:id="mikesfavoritewine"> <owl:sameas rdf:resource="#stgenevievetexaswhite" /> </Wine> ήλωση differentfrom: Μια οντότητα µπορεί να δηλωθεί ως (αµοιβαία) διαφορετική από άλλες οντότητες. Για παράδειγµα η οντότητα Dry µπορεί να δηλωθεί διαφορετική από την οντότητα Sweet ως εξής. <WineSugar rdf:id="dry" /> <WineSugar rdf:id="sweet"> <owl:differentfrom rdf:resource="#dry"/> </WineSugar> <WineSugar rdf:id="offdry"> <owl:differentfrom rdf:resource="#dry"/> <owl:differentfrom rdf:resource="#sweet"/> </WineSugar> Η ρητή δήλωση ότι δύο οντότητες είναι διαφορετικές είναι πολύ σηµαντική για µία γλώσσα σαν την OWL, καθώς αυτή δεν απαιτεί κάθε οντότητα να έχει µόνο ένα όνοµα και εποµένως µία µηχανή δεν θα µπορεί να συµπεράνει ότι οι οντότητες Dry και Sweet είναι διαφορετικές. 42

57 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ ήλωση AllDifferent: Πολλές οντότητες µπορούν να δηλωθούν εύκολα ως αµοιβαία διαφορετικές. Για παράδειγµα η οντότητα Red µπορεί να δηλωθεί διαφορετική από την οντότητα White και την οντότητα Rose ως εξής <owl:alldifferent> <owl:distinctmembers rdf:parsetype="collection"> <vin:winecolor rdf:about="#red" /> <vin:winecolor rdf:about="#white" /> <vin:winecolor rdf:about="#rose" /> </owl:distinctmembers> </owl:alldifferent> OWL Lite και χαρακτηριστικά ιδιοτήτων ήλωση inverseof: Μια ιδιότητα µπορεί να δηλωθεί ως αντίστροφη µιας άλλης. Αν η ιδιότητα P1 δηλωθεί ως αντίστροφη της ιδιότητας P2 και η οντότητα X σχετίζεται µε µία άλλη οντότητα Y µέσω της ιδιότητας P1, τότε και η οντότητα Y σχετίζεται µε τη οντότητα X µέσω της ιδιότητας P2. Για παράδειγµα αν η haschild δηλωθεί ως αντίστροφη της hasparent, όπως φαίνεται παρακάτω, και <Jim hasparent John> τότε µία µηχανή µπορεί να συµπεράνει ότι <John haschild Jim>. <owl:objectproperty rdf:id="haschild"> <owl:inverseof> <owl:objectproperty rdf:id="hasparent"/> </owl:inverseof> </owl:objectproperty> ήλωση TransitiveProperty: Μια ιδιότητα µπορεί να δηλωθεί ως µεταβατική. Για παράδειγµα αν η ιδιότητα hasancestor δηλωθεί µεταβατική, όπως φαίνεται παρακάτω και αν <Jim hasancestor George> και <George has Ancestor John> τότε µία µηχανή µπορεί να συµπεράνει ότι <Jim hasancestor John>. <owl:transitiveproperty rdf:id="hasancestor"> <rdfs:range rdf:resource="#person"/> <rdf:type rdf:resource=" <rdfs:domain rdf:resource="#person"/> </owl:transitiveproperty> 43

58 ήλωση SymmetricProperty: Μια ιδιότητα µπορεί να δηλωθεί ως συµµετρική. Για παράδειγµα αν η ιδιότητα hassibling δηλωθεί συµµετρική, όπως φαίνεται παρακάτω, και αν Jim hassibling Mary τότε µία µηχανή µπορεί να συµπεράνει ότι Mary hassibling Jim. <owl:symmetricproperty rdf:id="hassibling"> <rdfs:range rdf:resource="#person"/> <rdfs:domain rdf:resource="#person"/> <rdf:type rdf:resource=" </owl:symmetricproperty> ήλωση FunctionalProperty: Αν µία ιδιότητα δηλωθεί ως συναρτησιακή, τότε έχει το πολύ µία τιµή για κάθε οντότητα του πεδίου ορισµού. Η δήλωση αυτή είναι µία ευκολία-συντόµευση που παρέχει η OWL, καθώς είναι ισοδύναµη µε το να δηλώσουµε ταυτόχρονα τους περιορισµούς πληθαρίθµου mincardinality 0 και maxcardinality 1 για αυτή την ιδιότητα. Για παράδειγµα η ιδιότητα hasprimaryemployer µπορεί να δηλωθεί ως συναρτησιακή ως εξής: <owl:objectproperty rdf:id="hasprimaryemployer"> <rdf:type rdf:resource=" owl#functionalproperty"/ > </owl:objectproperty> Από αυτή τη δήλωση µία µηχανή µπορεί να συµπεράνει ότι κάθε οντότητα δεν έχει παραπάνω από έναν εργοδότη. Αν έχει παραπάνω τότε είναι όµοια µεταξύ τους. ήλωση inversefunctionalproperty: Μια ιδιότητα µπορεί να δηλωθεί ως αντιστρόφως συναρτησιακή. Μια τέτοια δήλωση σηµαίνει ότι η αντίστροφη αυτής της ιδιότητας είναι συναρτησιακή και εποµένως έχει το πολύ µία τιµή για κάθε οντότητα. Για παράδειγµα η ιδιότητα hasussocialsecuritynumber (το οποίο είναι µοναδικό χαρακτηριστικό για τους κατοίκους των Η.Π.Α) µπορεί να δηλωθεί ως αντιστρόφως συναρτησιακή ως εξής: <owl:inversefunctionalproperty rdf:id="hasussocialsecuritynumber"> <rdf:type rdf:resource=" 44

59 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ </owl:inversefunctionalproperty> Από την παραπάνω δήλωση µία µηχανή µπορεί να συµπεράνει ότι δεν υπάρχουν δύο διαφορετικές οντότητες της τάξης Person (το πεδίο ορισµού της ιδιότητας) που να έ- χουν τον ίδιο αριθµό αµερικάνικης κοινωνικής ασφάλισης. Επίσης, µία µηχανή µπορεί να συµπεράνει ότι αν δύο οντότητες της τάξης Person έχουν τον ίδιο αριθµό κοινωνικής ασφάλισης, τότε αυτές οι οντότητες είναι ίδιες Περιορισµοί ιδιοτήτων της OWL Lite Η OWL Lite επιτρέπει την επιβολή κάποιων περιορισµών στον τρόπο µε τον οποίο οι ιδιότητες µπορούν να χρησιµοποιηθούν από τις οντότητες µιας τάξης. Τέτοιοι περιορισµοί καθώς και περιορισµοί πληθαρίθµου δηλώνονται χρησιµοποιώντας την ετικέτα owl:restriction. Η ετικέτα owl:onproperty δηλώνει την περιοριζόµενη ι- διότητα. ήλωση allvaluesfrom: Ο περιορισµός αυτός δηλώνεται για µία ιδιότητα, δείχνει σε µία τάξη και δηλώνεται µέσα σε µία άλλη τάξη. Έστω ότι ο περιορισµός δηλώνεται για µία ιδιότητα P, δείχνει σε µία τάξη B και δηλώνεται µέσα σε µία τάξη A. Αν τότε µία οντότητα που ανήκει στην A σχετίζεται µε µία δεύτερη οντότητα µέσω της ιδιότητας P, τότε η δεύτερη οντότητα πρέπει να ανήκει στη τάξη B. Ο συγκεκριµένος περιορισµός αφορά µόνο τις οντότητες που ανήκουν στην τάξη A και σχετίζονται µέσω της περιοριζόµενης ιδιότητας P µε µία άλλη οντότητα. Εποµένως η ετικέτα allvaluesfrom εισάγει έναν τοπικό περιορισµό, σε αντίθεση µε την ετικέτα rdfs:range που εισάγει έναν ολικό περιορισµό για το πεδίο τιµών µιας ιδιότητας και αφορά κάθε εµφάνιση της ιδιότητας. Για παράδειγµα: <owl:class rdf:id="wine"> <rdfs:subclassof rdf:resource="&food;potableliquid" />... <rdfs:subclassof> <owl:restriction> <owl:onproperty rdf:resource="#hasmaker" /> <owl:allvaluesfrom rdf:resource="#winery" /> </owl:restriction> </rdfs:subclassof> 45

60 ... </owl:class> ήλωση somevaluesfrom: Ο περιορισµός αυτός δηλώνεται για µία ιδιότητα, δείχνει σε µία τάξη και δηλώνεται µέσα σε µία άλλη τάξη. Ο περιορισµός ισχύει µόνο για τις οντότητες που ανήκουν στην τάξη µέσα στην οποία δηλώνεται, όταν σε αυτές εφαρµόζεται η περιοριζόµενη ιδιότητα και καθορίζει ότι τουλάχιστον µία από τις πιθανώς πολλές τιµές της ιδιότητας αυτής ανήκει στην τάξη που δείχνει ο περιορισµός. Για παράδειγµα: <owl:class rdf:id="wine"> <rdfs:subclassof rdf:resource="&food;potableliquid" /> <rdfs:subclassof> <owl:restriction> <owl:onproperty rdf:resource="#hasmaker" /> <owl:somevaluesfrom rdf:resource="#winery" /> </owl:restriction> </rdfs:subclassof>... </owl:class> Περιορισµοί πληθαρίθµου στην OWL Lite Η OWL Lite περιλαµβάνει µία απλή µορφή περιορισµών πληθαρίθµου συνόλων. Οι περιορισµοί αυτοί δηλώνονται όπως οι περιορισµοί somevaluesfrom και allvalues- From µέσα σε µία τάξη και εποµένως έχουν τοπική εµβέλεια, δηλαδή εφαρµόζονται µόνο όταν η ιδιότητα χρησιµοποιείται µε οντότητα του πεδίου ορισµού της που ανήκει στην τάξη µέσα στην οποία δηλώθηκε ο περιορισµός. Περιορισµός mincardinality: Αν έχει οριστεί ένας περιορισµός ελάχιστου πληθαρίθ- µου mincardinality n µέσα σε µία τάξη C για µία ιδιότητα P, τότε αυτό σηµαίνει πως όλες οι οντότητες αυτής της τάξης θα σχετίζονται µέσω της ιδιότητας P µε τουλάχιστον n οντότητες η κάθε µία. Για παράδειγµα µπορούµε να ορίσουµε για την τάξη Parent και την ιδιότητα hasoffspring έναν περιορισµό mincardinality 1 (ένας γονιός έχει τουλάχιστον έναν απόγονο), ενώ για την τάξη Person και την ιδιότητα hasoffspring έναν περιορισµό mincardinality 0 (ένα πρόσωπο δεν είναι απαραίτητο να έχει απόγονο) ως ε- ξής: 46

61 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ <owl:class rdf:id="parent"> <rdfs:subclassof> <owl:restriction> <owl:onproperty> <owl:objectproperty rdf:id="hasoffspring"/> </owl:onproperty> <owl:mincardinality rdf:datatype=" >1</owl:minCardinality> </owl:restriction> </rdfs:subclassof> </owl:class> Στη OWL Lite το n µπορεί να πάρει µόνο τις τιµές 0 και 1. Περιορισµός maxcardinality: Αν έχει οριστεί ένας περιορισµός µέγιστου πληθαρίθ- µου maxcardinality n µέσα σε µία τάξη C για µία ιδιότητα P, τότε αυτό σηµαίνει πως όλες οι οντότητες αυτής της τάξης θα σχετίζονται µέσω της ιδιότητας P µε το πολύ n οντότητες η κάθε µία. Για παράδειγµα µπορούµε να ορίσουµε για την τάξη USCitizens και την ιδιότητα hasregisteredvotingstate έναν περιορισµό maxcardinality 1 (κάθε πολίτης των Η.Π.Α. έχει άδεια να ψηφίσει µόνο σε µία πολιτεία) ως εξής: <owl:class rdf:id="uscitizens"> <rdfs:subclassof> <owl:restriction> <owl:onproperty> <owl:objectproperty rdf:id="hasregisteredvotingstate"/> </owl:onproperty> <owl:maxcardinality rdf:datatype=" >1</owl:maxCardinality> </owl:restriction> </rdfs:subclassof> </owl:class> Όπως και στους περιορισµούς mincardinality, στην OWL Lite το n µπορεί να πάρει µόνο τις τιµές 0 και 1. 47

62 Περιορισµός Cardinality: Αν έχει οριστεί ένας περιορισµός Cardinality n µέσα σε µία τάξη C για µία ιδιότητα P, τότε αυτό σηµαίνει πως όλες οι οντότητες αυτής της τάξης θα σχετίζονται µέσω της ιδιότητας P µε ακριβώς n οντότητες η κάθε µία. Αυτός ο τύπος περιορισµού δηµιουργήθηκε για ευκολία, καθώς αν δεν υπήρχε θα έπρεπε στην παραπάνω περίπτωση να δηλώσουµε 2 περιορισµούς για την ιδιότητα P που να αφορούν την τάξη C: τους maxcardinality n και mincardinality n. Για παράδειγµα, µε τη χρήση του περιορισµού Cardinality µπορεί να οριστεί ότι κάθε άνθρωπος έχει ακριβώς µία φυσική µητέρα. <owl:class rdf:id="person" > <rdfs:subclassof> <owl:restriction> <owl:onproperty rdf:resource="#hasbirthmother"/> <owl:cardinality rdf:datatype="&xsd;nonnegativeinteger">1</owl:cardinality> </owl:restriction> </rdfs:subclassof> </owl:class> Όπως και στους περιορισµούς mincardinality και maxcardinality, στην OWL Lite το n µπορεί να πάρει µόνο τις τιµές 0 και OWL Lite και τοµές τάξεων Η OWL Lite επιτρέπει µόνο τοµές επώνυµων τάξεων και owl:restriction κλάσεων. Για παράδειγµα, η τάξη EmployedPerson µπορεί να δηλωθεί ως τοµή των τάξεων EmployedThings (η τάξη που περιέχει τα πράγµατα που έχουν τουλάχιστον 1 εργοδότη) και Person ως εξής: <owl:class rdf:id="employedperson"> <owl:equivalentclass> <owl:class> <owl:intersectionof rdf:parsetype="collection"> <owl:class rdf:about="#person"/> <owl:class rdf:about="#employedthings"/> </owl:intersectionof> </owl:class> </owl:equivalentclass> </owl:class> 48

63 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ Από αυτή τη δήλωση µία µηχανή θα µπορούσε να συµπεράνει ότι κάθε οντότητα που ανήκει στην τάξη EmployedPerson έχει τουλάχιστον έναν εργοδότη OWL Lite και ιδιότητες σχολιασµού Η OWL Lite επιτρέπει το σχολιασµό των τάξεων, των ιδιοτήτων και των οντοτήτων µε τις εξής ιδιότητες σχολιασµού (annotation properties): versioninfo: Μπορεί να χρησιµοποιηθεί για να δώσουµε πληροφορίες για την έκδοση της οντολογίας(µε τη µορφή σχολίων φυσικής γλώσσας). Υπάρχουν επίσης ιδιότητες σχολιασµού όπως priorversion, deprecatedclass, depracatedproperty, backwardcompatiblewith, incompatiblewith κ.λ.π, που µπορούν να χρησι- µοποιηθούν για να παραστήσουν τις σχέσεις µεταξύ διαφόρων εκδόσεων (versions) των οντολογιών. rdfs:label: Μπορεί να χρησιµοποιηθεί για να δώσουµε ένα όνοµα φυσικής γλώσσας ή γενικότερα µία περιγραφή φυσικής γλώσσας σε τάξεις οντότητες και ιδιότητες. rdfs:comment: Μπορεί να χρησιµοποιηθεί για να κάνουµε οποιοδήποτε σχολιασµό φυσικής γλώσσας, για παράδειγµα: <owl:class rdf:id="tree"> <rdfs:comment>trees are a type of plants</rdfs:comment> <rdfs:subclassof rdf:resource="#plant"/> </owl:class> rdfs:isdefinedby: Χρησιµοποιείται για τον ορισµό διευθύνσεων που παρέχουν πληροφορίες για την οντολογία, για παράδειγµα: <Ontology rdf:about=""> <rdfs:isdefinedby rdf:resource=" owl-semantics /" /> </Ontology> 49

64 3.5 Οι OWL DL και OWL Full Η OWL DL[28,29,30] σχεδιάστηκε για τους χρήστες που επιθυµούν τη µέγιστη δυνατή εκφραστικότητα διατηρώντας την υπολογιστική πληρότητα και την αποφασισιµότητα (όλοι οι υπολογισµοί να απαιτούν πεπερασµένο χρόνο). Έχει ονοµαστεί έτσι, διότι α- ντιστοιχεί στις Περιγραφικές Λογικές(Description Logics). Οι Περιγραφικές Λογικές επιτρέπουν την εύκολη περιγραφή τάξεων αντικειµένων, καθώς και την αποδοτική διενέργεια ελέγχων υπαγωγής(subsumption) και ταξινόµησης(classification), δηλαδή ελέγχων του κατά πόσον µία τάξη αποτελεί υπο-τάξη µιας άλλης και του κατά πόσον µία οντότητα ανήκει σε µία τάξη. Σήµερα υπάρχουν πολλές µηχανές εξαγωγής συµπερασµάτων(π.χ. Cerebra Inference Engine, Cyc Inference Engine κ.α.) οι οποίες µπορούν να χρησιµοποιηθούν στην περίπτωση της OWL DL(και της OWL Lite). Η γλώσσα OWL DL επιτρέπει των ορισµό αξιωµάτων όπως το ακόλουθο: π.χ. άντρες που έχουν παιδί και όλα τους τα παιδιά είναι γιατροί µε πλούσιους και διάσηµους φίλους Με την προσθήκη αξιωµάτων σε µια οντολογία δηµιουργούµε µια βάση γνώσης ή αλλιώς µια ορολογία, την οποία µπορεί στη συνέχεια να χρησιµοποιήσει µια µηχανή εξαγωγής συµπερασµάτων και να επεκτείνει τα αξιώµατα χρησιµοποιώντας τις λειτουργίες που προσφέρει το µοντέλο OWL DL. Ο επόµενος πίνακας περιγράφει κάποιες δοµές που χρησιµοποιούνται για τον ορισµό των κλάσεων και κάποια από τα αξιώµατα της γλώσσας OWL DL. Πίνακας 4.3: Τα κύρια αξιώµατα και δοµές(class constructs) της OWL-DL (C, D: έννοιες - R, S: ρόλοι) Σύνταξη OWL Σύνταξη DL Παράδειγµα Περιγραφή intersectionof CI D Supervisor I Male All Supervisors that are Male unionof CU D Supervisor U Manager allvaluesfrom R.C supervisor.male Anything that is either Supervisor or Employee All supervisors must be of type Male 50

65 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ somevalues- From R.C hasson.male At least one of the sons must be of type Male value R.{o} haslocation.athens mincardinality n R.C 1supervises.Employee maxcardinality n R.C 1hasManager.Manager Cardinality =n R.C = 1 isdependenton.employee SubClassOf C τ D Manager τ Employee DisjointClass C D Department_Task_Manager Technical_Task_Manager The location property must have the value Athens A Supervisor supervises at least one employee An Employee has at most one Manager A Person is dependent on exactly one Employee A Manager is a kind of Employee Someone cannot be a Department_Task_Manager and a Technical_Task_Manager at the same time Η OWL Full[28,29,30] σχεδιάστηκε για εκείνους τους χρήστες που επιθυµούν να έχουν τη µέγιστη εκφραστικότητα καθώς και τη συντακτική ελευθερία της RDF, χωρίς όµως να υπάρχουν οι υπολογιστικές εγγυήσεις της OWL DL. Η OWL Full παραβιάζει τους περιορισµούς των µηχανών εξαγωγής συµπερασµάτων των Περιγραφικών Λογικών και εποµένως οι µηχανές αυτές δεν µπορούν εν γένει να χρησιµοποιηθούν για εξαγωγή συ- µπερασµάτων από οντολογίες OWL Full. Οι OWL DL και OWL Full χρησιµοποιούν το ίδιο λεξιλόγιο, αλλά η OWL DL θέτει κάποιους περιορισµούς στη χρήση αυτού του λεξιλογίου. Γενικά η διαφορά µεταξύ OWL DL και OWL Full είναι ότι η OWL DL απαιτεί τον αυστηρό διαχωρισµό των τύπων. Επίσης η OWL DL απαιτεί κάθε ιδιότητα να είναι είτε ObjectProperty είτε DatatypeProperty, δηλαδή να συσχετίζει οντότητες του πεδίου ορισµού της µε τις οντότητες ή τιµές συγκεκριµένων τύπων δεδοµένων αντίστοιχα. Παρακάτω περιγράφονται οι επεκτάσεις του λεξιλογίου της OWL Lite που χρησιµοποιούνται στις OWL DL και OWL Full. oneof: Επιτρέπει τον ορισµό µιας τάξης µέσω απαρίθµησης (enumeration) των στιγµιοτύπων που την αποτελούν. Για παράδειγµα η τάξη DaysOfTheWeek µπορεί να περιγραφεί απαριθµώντας απλά τις οντότητες Sunday, Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday, Saturday <owl:class rdf:id="daysoftheweek"> <owl:oneof rdf:parsetype="collection"> 51

66 <owl:thing rdf:about="#monday"/> <owl:thing rdf:about="#tuesday"/> <owl:thing rdf:about="#wednesday"/> <owl:thing rdf:about="#thursday"/> <owl:thing rdf:about="#friday"/> <owl:thing rdf:about="#saturday"/> <owl:thing rdf:about="#sunday"/> </owl:oneof> </owl:class> hasvalue: Οι οντότητες µιας τάξης µπορεί να απαιτείται να έχουν µία συγκεκριµένη τιµή ιδιότητας. Για παράδειγµα οι οντότητες της τάξης Zinfandel µπορούν να οριστούν ως τα κρασιά που έχουν κόκκινο χρώµα και εποµένως η ιδιότητα hascolor πρέπει να έχει τιµή Red, <owl:class rdf:id="zinfandel"> <rdfs:subclassof> <owl:restriction> <owl:onproperty rdf:resource="#hascolor" /> <owl:hasvalue rdf:resource="#red" /> </owl:restriction> </rdfs:subclassof> </owl:class disjointwith: ύο τάξεις µπορούν να δηλωθούν ως ξένες. <owl:class rdf:id="pasta"> <rdfs:subclassof rdf:resource="#ediblething"/> <owl:disjointwith rdf:resource="#meat"/> <owl:disjointwith rdf:resource="#fowl"/> <owl:disjointwith rdf:resource="#seafood"/> <owl:disjointwith rdf:resource="#dessert"/> <owl:disjointwith rdf:resource="#fruit"/> </owl:class> Από αυτή τη δήλωση µία µηχανή µπορεί να εντοπίσει µία ασυνέπεια όταν µία οντότητα έχει δηλωθεί ότι ανήκει και στις δύο τάξεις. unionof, intersectionof, complementof: Αντιστοιχούν στην ένωση, την τοµή και το συµπλήρωµα τάξεων. Για παράδειγµα µε την χρήση της ένωσης µπορού- 52

67 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ µε να δηλώσουµε ότι µία τάξη περιέχει τις οντότητες που είναι είτε USCitizens είτε DutchCitizens, ως εξής: <owl:class rdf:id=" USCitizensORDutchCitizens"> <owl:equivalentclass> <owl:class> <owl:unionof rdf:parsetype="collection"> <owl:class rdf:about="#uscitizens"/> <owl:class rdf:about="#dutchcitizens"/> </owl:unionof> </owl:class> </owl:equivalentclass> </owl:class> Επίσης, µε το συµπλήρωµα µπορούµε για παράδειγµα να ορίσουµε µία τάξη NotAnimal η οποία περιέχει τις οντότητες που δεν είναι ζώα(complementof Animal): <owl:class rdf:id="notanimal"> <owl:equivalentclass> <owl:class> <owl:complementof rdf:resource="#animal"/> </owl:class> </owl:equivalentclass> </owl:class> Οι περιορισµοί που ισχύουν στην OWL Lite για την τοµή δεν ισχύουν για τις OWL DL και OWL Full. mincardinality, maxcardinality, Cardinality: Ενώ στην OWL Lite οι περιορισµοί πληθαρίθµων µπορούν να είναι µόνο 0 ή 1, στις OWL DL και OWL Full επιτρέπεται οποιοσδήποτε µη αρνητικός ακέραιος. Σύνθετες τάξεις: Σε πολλές δηλώσεις του λεξιλογίου της, η OWL Lite επιτρέπει µόνο τη χρήση επώνυµων τάξεων(π.χ. στις δηλώσεις subclassof και equivalentclass). H OWL Full και η OWL DL αίρουν αυτούς τους περιορισµούς, επι- 53

68 τρέποντας παντού τη χρήση ανώνυµων τάξεων που προκύπτουν ως συνδυασµοί τοµών, ενώσεων, συµπληρωµάτων, απαριθµήσεων τάξεων και περιορισµών. 3.6 Συµπεράσµατα Η γλώσσα οντολογιών OWL είναι η πληρέστερη οντολογική γλώσσα τη συγκεκριµένη χρονική στιγµή που συντάσσεται αυτή η εργασία. Αποτελεί την πρότυπη γλώσσα του W3C και επιτρέπει τη δηµιουργία αλλά και την επεξεργασία οντολογιών. Είναι η γλώσσα οντολογιών, η οποία καλύπτει τις ελλείψεις που είχαν οι προηγούµενες και προσφέρει σηµαντικές δυνατότητες στο χρήστη αυτής, όπως αυτές παρουσιάστηκαν πιο πάνω. 54

69 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ 4 Ο Σηµασιολογικός Ιστός στις Επιχειρήσεις 4.1 Εισαγωγή Μέχρι αυτό το σηµείο της εργασίας έχει οριστεί ο σηµασιολογικός ιστός, η δοµή του και τα στοιχεία που τον αποτελούν καθώς και προγράµµατα που χρησιµοποιούνται ως τώρα αυτόνοµα και θα αποτελέσουν τµήµα του σηµασιολογικού διαδικτύου. Αφού έ- χουν αναπτυχθεί τα όσα αναφέρθηκαν πιο πριν πλέον µπορούµε να προχωρήσουµε στην ανάπτυξη του σηµασιολογικού ιστού στις επιχειρήσεις, στα εταιρικά δίκτυα, και τις ωφέλειες που θα έχουν αυτές από τη χρησιµοποίησή του. Η συγγραφή του κεφαλαίου αυτού θα οδηγηθεί από την παράθεση των πλεονεκτηµάτων του σηµασιολογικού ιστού στην παραγωγή γνώσης, εντός των εταιρικών δικτύων, σε σχέση µε τα συστήµατα παραγωγής και διαχείρισης γνώσης που µέχρι τώρα χρησι- µοποιούνται. Η παραγωγή γνώσης στις σύγχρονες επιχειρήσεις αποτελεί συγκριτικό πλεονέκτηµα και οδηγεί στην αποκόµιση κέρδους. 4.2 Ελλείψεις του υπάρχοντος δικτύου Το σηµασιολογικό διαδίκτυο θα εφαρµοστεί κυρίως στον παγκόσµιο ιστό χωρίς όµως αυτό να είναι δεσµευτικό για την εξάπλωσή του πέρα από αυτό και στα εταιρικά δίκτυα. Η εφαρµογή του στα εταιρικά δίκτυα επιβάλλει την οργάνωση της εταιρίας και την ύπαρξη σύγχρονης τεχνολογίας σε αυτή. Ο σηµασιολογικός ιστός είναι το «µέσο» εκείνο που θα οδηγήσει στην επίλυση των περισσότερων, αν όχι του συνόλου, των προβλη- µάτων των δικτύων σήµερα. Τα προβλήµατα αυτά αφορούν την παραγωγή και διαχείριση γνώσης στα εταιρικά δίκτυα και τον παγκόσµιο ιστό. Οι κατηγορίες των προβλη- µάτων είναι : 55

70 1. Συγκέντρωση πληροφοριών Το πρόβληµα που απασχολεί µε τη λύση του τους επιστήµονες και τους ειδικούς της πληροφορικής είναι αυτό της υπερβολικής συγκέντρωσης πληροφοριών στον παγκόσµιο ιστό, και σε µικρότερο βαθµό στα εταιρικά δίκτυα. Το συγκεκριµένο πρόβληµα έχει επισηµανθεί εδώ και δεκαετίες αλλά δεν προωθήθηκε καµία λύση γιατί δεν είχαν αντιληφθεί οι εµπλεκόµενοι το µέγεθος που θα λάµβανε. Αυτή η υπερβολική συγκέντρωση πληροφοριών αποτελεί την αναµενόµενη εξέλιξη, αναλογιζόµενοι την εξέλιξη της επικοινωνίας και των τρόπων ανταλλαγής και προώθησης πληροφοριών. Αυτή η υπερφόρτωση οδήγησε σε έρευνες του υπολειπόµενου ελεύθερου χώρου στον παγκόσµιο ιστό, µε τις εκτιµήσεις των ειδικών να εστιάζονται στο «θάνατο» του διαδικτύου λόγω της εξάντλησης των διευθύνσεων, άρα και του διαθέσιµου χώρου αποθήκευσης και προώθησης πληροφοριών. Αυτό το αποτέλεσµα οφείλεται στον αµετάβλητο τρόπο διαχείρισης των πληροφοριών σε σχέση µε την ταχύτατη εξέλιξη της επικοινωνίας και των τρόπων ανταλλαγής πληροφοριών. 2. Περιεχόµενο πληροφοριών Το πρώτο πρόβληµα που αναφέρθηκε µόλις πριν έχει επιπλέον επιπτώσεις. Η υπερβολική συγκέντρωση πληροφοριών από πλήθος διαφορετικών πηγών δηµιουργεί την λανθασµένη εντύπωση πως όλες αυτές οι πληροφορίες µπορούν να αξιολογηθούν και να διαχειριστούν σωστά. Κάτι τέτοιο είναι ανέφικτο. Τα συστήµατα εξόρυξης και διαχείρισης γνώσης που χρησιµοποιούνται σήµερα από επιχειρήσεις και οργανισµούς για τις αναζητήσεις που κάνουν στο διαδίκτυο, δεν οδηγούν σε σίγουρα αποτελέσµατα που να µπορούν να παράγουν γνώση, η οποία θα προσδώσει συγκριτικό πλεονέκτηµα σε σχέση µε τους ανταγωνιστές της. Το πρόβληµα αυτό οφείλεται στην αδυναµία κατανόησης του περιεχοµένου των πληροφοριών από τα σύγχρονα συστήµατα. 3. Stonepipe systems Σηµαντικό πρόβληµα δηµιουργείται όταν ένα σύστηµα είναι «κλειστό» και δεν επιτρέπει την επικοινωνία µε το εξωτερικό του περιβάλλον. Αυτό παρατηρείται όταν τα επι- µέρους στοιχεία του συστήµατος δύνανται να επικοινωνούν µόνο µεταξύ τους. Αυτό σηµαίνει πως η γνώση που παράγεται µέσα σε αυτό το σύστηµα παραµένει αποκλειστικά σε αυτό, καθώς αποτρέπεται η επικοινωνία µε εξωτερικά συστήµατα. Για µία µικρή επιχείρηση αυτό είναι πλεονέκτηµα, όταν αναφερόµαστε όµως σε µεγάλες επιχειρήσεις και οργανισµούς που δεν βρίσκονται σε µία µόνο γεωγραφική τοποθεσία µεταβάλλεται 56

71 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ σε µειονέκτηµα. Όταν ένα τέτοιο σύστηµα βρεθεί σε µία µεγάλη επιχείρηση τότε µε σιγουριά µπορούµε να πούµε πως αποτελεί ίσως τον κυριότερο ανασχετικό παράγοντα στην εξέλιξη της και την ανταγωνιστικότητά της. 4. Προβλήµατα τεχνολογίας / Τεχνολογικές ελλείψεις Η τεχνολογία που χρησιµοποιεί κάθε επιχείρηση µπορεί να αποτελέσει από µόνη της πρόβληµα για την ίδια. Έχει ήδη αναφερθεί ο τρόπος µε τον οποίο συνήθως αναζητούνται πληροφορίες σε ένα δίκτυο, η αναζήτηση µε λέξεις κλειδιά. Κύριο µειονέκτηµα αυτού του τρόπου αναζήτησης είναι η σπατάλη χρόνου, τόσο για την αναζήτηση πληροφοριών όσο και για την επεξεργασία αυτών. Η σηµερινή τεχνολογία µας επιτρέπει την εύρεση αρχείων µέσω αναζήτησης µε λέξη κλειδί αλλά στη συνέχεια µας αναγκάζει στην επισταµένη εξέταση αυτών ώστε να επαληθευθεί η ύπαρξη της αναζητούµενης πληροφορίας. Όπως έχει αναφερθεί σε προηγούµενο κεφάλαιο, σύνηθες είναι η κακή χρήση των λέξεων που οδηγεί σε λάθος αποτελέσµατα. Έχοντας υπόψη όλα τα παραπάνω και βασιζόµενοι στη φράση «η γνώση είναι δύναµη» οι οργανισµοί και οι επιχειρήσεις επιδιώκουν την αποτελεσµατικότερη διαχείριση της γνώσης. Μεγαλύτερο ενδιαφέρον επέδειξαν επιχειρήσεις µεγάλες σε µέγεθος που βρίσκονταν σε περισσότερα από ένα µόνο σηµεία, καθώς αυτές ήταν που όφειλαν να συλλέξουν, επεξεργαστούν και διαχειριστούν µεγαλύτερο όγκο δεδοµένων. Κάθε ένα από αυτά τα διαφορετικά γεωγραφικά σηµεία συγκέντρωνε δικό του όγκο πληροφοριών, πολλές φορές διαφορετικά οργανωµένο και µε διαφορετικό εννοιολογικό περιεχόµενο από τα υπόλοιπα. Αυτά τα προβλήµατα που θα προέκυπταν καλούνταν να λύσουν εξειδικευµένα τµήµατα διαχείρισης γνώσης σε κάθε µία από αυτές τις επιχειρήσεις ή τους οργανισµούς. Στόχος των ειδικών πλέον αποτελεί η εύρεση λύσης στα προβλήµατα της εξόρυξης και διαχείρισης γνώσης. Ο σηµασιολογικός ιστός θα αποτελέσει ένα πολύ ισχυρό εργαλείο στα χέρια των ειδικών στην αντιµετώπιση και την εύρεση λύσης των πιο πάνω προβλη- µάτων. Με τη δηµιουργία και εφαρµογή του σηµασιολογικού ιστού οδηγούµαστε πλέον στη δηµιουργία συστηµάτων εξόρυξης και διαχείρισης γνώσης µε εξελιγµένα χαρακτηριστικά όπως : Η οργάνωση της γνώσης θα γίνεται βάσει του περιεχοµένου και του νοήµατος 57

72 και όχι βάσει λέξεων κλειδιών. Αντίστοιχα η αναζήτηση θα γίνεται µε ερωτήµατα σχετικά µε το περιεχόµενο και το νόηµα των πληροφοριών και τα αποτελέσµατα θα περιέχουν διάφορους τύπους εγγράφων. Συστήµατα θα ελέγχουν τις ανακρίβειες στο περιεχόµενο των εγγράφων, θα παράγουν γνώση, θα τη διοχετεύουν όπου χρειάζεται και θα τη διατηρούν για µελλοντική χρησιµοποίησή της. Η εφαρµογή του σηµασιολογικού διαδικτύου οδηγεί στον ευκολότερο αποκλεισµό εγγράφων, πληροφοριών ή τµήµατος αυτών για άτοµα ή τµήµατα που έ- χουν επιλεγεί. 4.3 Κριτικές για τον Σηµασιολογικό Ιστό Το σηµασιολογικό διαδίκτυο, όπως κάθε τι καινοτόµο, κατά την εµφάνιση του αντιµετώπισε τις επικρίσεις κάποιων αλλά και την υποστήριξη κάποιων άλλων από την επιστηµονική κοινότητα. Η πρώτη κριτική που δέχτηκε το σηµασιολογικό διαδίκτυο προήλθε από την αλλαγή που αυτό θα επέφερε στη δεδοµένη υπάρχουσα κατάσταση, αυτή του παγκόσµιου ι- στού. Μέρος των επικριτών του σηµασιολογικού ιστού µε αφορµή την αλλαγή αυτή αποτελούν αυτοί οι οποίοι είχαν αντιδράσει και στην δηµιουργία και εφαρµογή του παγκόσµιου ιστού. Όλοι αυτοί υποστηρίζουν πως το σηµασιολογικό διαδίκτυο είναι περιττό και δεν θα έχει ουσιαστική χρησιµότητα. Κάθε αλλαγή λόγω εξέλιξης θα πρέπει να αντιµετωπίζεται θετικά ως µία νέα πρόκληση και να υποστηρίζεται αντί να επικρίνεται. Πλέον των πρώτων αντιδράσεων από αυτούς οι οποίοι είναι αντίθετοι στην πρόοδο και την εξέλιξη της τεχνολογίας, επιφυλάξεις απέναντι στο σηµασιολογικό ιστό υπήρξαν και από όσους τον συνέδεσαν µε την τεχνητή νοηµοσύνη. Αυτές οι αντιδράσεις ήταν η συνέχεια των όσων επέκριναν τις υπερβολικές εκτιµήσεις για την εξέλιξη των υπολογιστών όταν οι δεύτεροι άρχιζαν να χρησιµοποιούνται περισσότερο. Έτσι οι συνεχιστές όσων εξέφρασαν τις επιφυλάξεις τους πριν από δεκαετίες πιστεύουν πως γίνεται προσπάθεια να αντικατασταθεί ο ανθρώπινος νους από τους ηλεκτρονικούς υπολογιστές. 58

73 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ Κάτι τέτοιο είναι αδύνατο τη συγκεκριµένη χρονική στιγµή καθώς προς το παρόν οι υπολογιστές είναι ικανοί να επιλύσουν προβλήµατα καλά ορισµένα, ακολουθώντας µία καλά ορισµένη ακολουθία διαδικασιών, µε καλά ορισµένα αποτελέσµατα και σαφέστατα καθορισµένες πιθανές απαντήσεις. Η δηµιουργία και εφαρµογή του σηµασιολογικού ιστού αποτελεί ένα πολυδάπανο εγχείρηµα. Σε αυτή την κριτική κανείς από όσους στηρίζουν την εφαρµογή αυτής της καινοτόµου ιδέας δεν αντέδρασε για να τη διαψεύσει, όµως την υποστήριξαν µε θέρµη. Ένα µεγάλο µέρος του ποσού που χρειάζεται για την ανάπτυξη του σηµασιολογικού διαδικτύου έχει καλυφθεί από ερευνητικά προγράµµατα σε ιδιωτικά κέντρα και πανεπιστήµια που ωθούν την προώθηση του. Επιπλέον η όλο και µεγαλύτερη χρησιµοποίησή του από εταιρικά δίκτυα µεγάλων επιχειρήσεων και οργανισµών πιθανόν να οδηγήσει σε µείωση του κόστους που θα οδηγήσει στην πιο εύκολη εφαρµογή του και από µικρότερου µεγέθους επιχειρήσεις, ώστε να διαδοθεί ακόµη περισσότερο η χρησιµοποίησή του. Πέρα από τις κριτικές και τις αντιδράσεις για το σηµασιολογικό διαδίκτυο σηµαντικό είναι να αναφέρουµε τις θετικές αντιδράσεις που αυτό προκάλεσε καθώς και την ένθερµη υποστήριξη που του παρείχαν όσοι από την αρχή το αποδέχτηκαν. Η αύξηση της χρήσης των ηλεκτρονικών υπολογιστών τα τελευταία χρόνια οδήγησε στην όλο και µεγαλύτερη επαφή µε τις εφαρµογές δικτύου από ένα συνεχώς αυξανόµενο αριθµό χρηστών ηλεκτρονικού υπολογιστή. Αυτή η αυξητική τάση που παρατηρήθηκε απέδωσε ακόµη µεγαλύτερη αύξηση στη χρησιµότητα που το δίκτυο παρέχει στους χρήστες του και το αισιόδοξο µήνυµα πως η χρησιµότητα θα βαίνει αυξανόµενη µέχρι το σηµείο που να µην µπορεί πλέον να αυξηθεί περισσότερο. Αυτή η «εξίσωση» βρήκε µεγαλύτερη εφαρµογή στα εταιρικά ή ενδοεταιρικά δίκτυα. Αυτό συνέβη γιατί πρώτες οι επιχειρήσεις και οι οργανισµοί προσπάθησαν να εκµεταλλευτούν προς όφελός τους την εσωτερική παραγωγή γνώσης αλλά και διάχυσής της πέραν του σηµείου που αυτή έχει παραχθεί σε ολόκληρο το δίκτυο και τους χρήστες αυτού. Αυτή η σύγχρονη τεχνολογία που χρησιµοποιείται ήδη έχει αποδώσει θετικά οφέλη στις επιχειρήσεις και µε την προσθήκη του σηµασιολογικού διαδικτύου αυτά θα πολλαπλασιαστούν. 59

74 Βασιζόµενοι και στα προηγούµενα δεν θα πρέπει να ξεχάσουµε πως η αύξηση της χρήσης των ηλεκτρονικών υπολογιστών οδήγησε στην ωρίµανση της περιόδου εφαρµογής τεχνολογιών που ήταν αδύνατο να εφαρµοστούν νωρίτερα καθώς δεν ήταν δυνατή η υποστήριξή τους. Σε συνέχεια των προηγουµένων, θα έπρεπε πρώτα να γίνεται χρήση του διαδικτύου από ένα µεγάλο αριθµό χρηστών ώστε να φτάσει σε ικανοποιητικό επίπεδο η εκµετάλλευση των δυνατοτήτων του και έπειτα η σχεδίαση και εφαρµογή ενός ανώτερου τύπου δικτύου που θα προσδώσει επιπλέον δυνατότητες. Η σηµαντικότερη «προσφορά» του σηµασιολογικού ιστού θα είναι η χρησιµοποίησή του σε συνδυασµό µε άλλα αυτοµατοποιηµένα προγράµµατα µε σκοπό την εύρεση σχέσεων και συσχετίσεων µεταξύ των πηγών των πληροφοριών και η αυτόµατη ενηµέρωση αυτών κατά τη µεταβολή ενός στοιχείου. Όλα βέβαια τα παραπάνω έχουν ένα στόχο, την παραγωγή και χρησιµοποίηση της γνώσης από το σύνολο των χρηστών του σηµασιολογικού ιστού ή και µικρότερων εταιρικών δικτύων. Το σηµασιολογικό διαδίκτυο θα είναι το «όχηµα» εκείνο που θα οδηγήσει την αναζήτηση πληροφοριών, παραγωγή και ταξινόµηση γνώσης σε νέο ανώτερο επίπεδο µε ευκολότερη χρήση και καλύτερα αποτελέσµατα. 4.4 Τα πλεονεκτήµατα του σηµασιολογικού ιστού Εξετάζοντας όλες τις απόψεις περί του σηµασιολογικού διαδικτύου, είτε θετικές είτε αρνητικές, υπό το πρίσµα του ουδέτερου παρατηρητή θα διαπιστώσουµε πως η πραγ- µατικότητα βρίσκεται σε κάποιο σηµείο που εµπεριέχει όλες τις απόψεις. Έτσι µπορού- µε να συµπεράνουµε πως το σηµασιολογικό διαδίκτυο είναι ένα δαπανηρό εγχείρηµα για τις επιχειρήσεις και θα πρέπει ο σχεδιασµός και η εφαρµογή του να είναι τέλεια µελετηµένα και εκτελεσµένα. Το αποτέλεσµα αυτής της δαπανηρής επένδυσης όµως θα είναι εκπληκτικό, αν εκπαιδευµένοι χρήστες χρησιµοποιήσουν το σηµασιολογικό ιστό και εκµεταλλευτούν τις δυνατότητές του, παράγοντας και διαχειρίζοντας γνώση. Η γνώση που παράγεται σε µία επιχείρηση, η οποία δεν δραστηριοποιείται σε µονοπωλιακό τοµέα, είναι εκείνη που προσδίδει συγκριτικό πλεονέκτηµα σε σχέση µε τις υπόλοιπες επιχειρήσεις του κλάδου και αυτό τείνει να γίνει ανταγωνιστικό πλεονέκτηµα αν 60

75 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ τα διοικητικά της στελέχη το διαχειριστούν µε τον κατάλληλο τρόπο. Η δύναµη που παρέχει η γνώση όταν αυτή είναι κτήµα όχι του συνόλου αλλά ενός µόνο µέρους των επιχειρήσεων είναι ίσως το κριτήριο µε τη µεγαλύτερη βαρύτητα για την επιτυχία αυτών. Το σηµασιολογικό διαδίκτυο θα δώσει µία επιπλέον ώθηση στην παραγωγή και διαχείριση(υπό την ευρεία έννοια) της γνώσης µε την τεχνολογία που θα εφαρµοστεί. Θα είναι αυτή η τεχνολογία, η οποία, θα καλύψει τα κενά των ελλιπών συστηµάτων διαχείρισης γνώσης. Τα έως τώρα χρησιµοποιούµενα συστήµατα διαχείρισης γνώσης δεν αποτελούν τις πλέον αξιόπιστες λύσεις στην παραγωγή γνώσης. Ο σηµασιολογικός ιστός θα προσφέρει σε όσους το χρησιµοποιούν την δυνατότητα να αντλούν πληροφορίες και να συνθέτουν σχέσεις και συσχετίσεις άµεσα χωρίς να ζητηθεί από κάποιο χρήστη. Αυτό θα έχει ως αποτέλεσµα την εξαγωγή γνώσης που µέχρι να βρεθούν οι τελευταίες σχέσεις και συσχετίσεις ήταν αδύνατο να εξαγόταν. Με τον σηµασιολογικό ιστό µπορούν οι επιχειρήσεις και οι οργανισµοί να εκµεταλλευτούν στοιχεία και πληροφορίες που µέχρι τη χρησιµοποίησή του θεωρούνταν άσχετα µεταξύ τους, µε µικρή αξία και µε µοναδικό χαρακτηριστικό την κατάληψη πολύτιµου αποθηκευτικού χώρου. Ο σηµασιολογικός ιστός έχει ήδη επιφέρει σηµαντικές αλλαγές σε όλους όσους αποφάσισαν την εφαρµογή του στο δίκτυό τους και θα οδηγήσει σε ακόµη µεγαλύτερες αλλαγές όταν πλέον γίνει ευρύτερα αποδεκτός. Έχοντας ήδη αναφέρει τα πλεονεκτήµατά του σε ένα γενικό πλαίσιο ακολουθεί εκτενέστερη παρουσίασή τους Υποστήριξη λαµβανόµενων αποφάσεων Ο σηµασιολογικός ιστός πέρα των άλλων χαρακτηριστικών του έχει την ιδιότητα να υποστηρίζει τις αποφάσεις που λαµβάνονται από τα στελέχη της επιχείρησης, είτε αυτές λαµβάνονται ως συνέχεια παλαιότερων αποφάσεων είτε για να µετατρέψουν δεδοµένα που δηµιουργήθηκαν µε παλαιότερες καταστάσεις. Σε κάθε τµήµα των επιχειρήσεων και των οργανισµών τηρούνται αρχεία, που τα στοιχεία τους αφορούν το προσωπικό, οικονοµικά και ποσοτικά µεγέθη, δείκτες αποδοτικότητας και παραγωγικότητας και στοιχεία που αφορούν ή σχετίζονται µε το εξωτερικό περιβάλλον της επιχείρησης. Τα δεδοµένα τα οποία συγκεντρώνονται µπορούν µε την βοήθεια του σηµασιολογικού δια- 61

76 δικτύου να συνδυαστούν και να αποδώσουν ωφέλιµα συµπεράσµατα. Τα συµπεράσµατα αυτά θα αφορούν το εσωτερικό αλλά και το εξωτερικό περιβάλλον της επιχείρησης ή του οργανισµού και θα υποστηρίξουν τις αποφάσεις τις οποίες λαµβάνουν στελέχη της ιεραρχικής δοµής. Πολλά στελέχη ακόµη και σήµερα οδηγούνται σε µία απόφαση καθαρά από την εµπειρία την οποία έχουν ήδη αποκτήσει, χωρίς να στηρίζουν την ενέργεια που έχουν κάνει σε κάποια στοιχεία ή πληροφορίες. Οι αποφάσεις που λαµβάνονται µε αυτό τον τρόπο αποτελούν ένα σηµαντικότατο παράγοντα κινδύνου. Τέτοιου είδους αποφάσεις έχουν οδηγήσει πολλές φορές σε οικονοµικές ζηµιές αλλά και σε προβλήµατα που να απειλούν τη βιωσιµότητά των επιχειρήσεων. Εκτός των αποφάσεων που λαµβάνουν οι επιχειρήσεις και οι οργανισµοί οι οποίες αφορούν το εσωτερικό και εξωτερικό τους περιβάλλον λαµβάνονται αποφάσεις που αφορούν τις λειτουργίες της οργάνωσης, διοίκησης ακόµα και αυτή του ελέγχου. Έτσι όταν ζητούνται εκθέσεις µηνός, τριµήνου ή και µεγαλύτερων διαχειριστικών περιόδων και ξεκινούν µε τη σύνταξη αναφορών από τα στελέχη κάθε επιπέδου, δεν φτάνουν αυτούσιες στον κύριο υπεύθυνο( γενικός διευθυντής, πρόεδρος ) αλλά πρώτα διαβιβάζονται προς τον άµεσο προϊστάµενό τους και αυτός µε τη σειρά του συντάσσει µία συγκεντρωτική αναφορά. Στη διαδικασία που ακολουθείται υπάρχει ο φόβος δηµιουργίας λανθασµένων εντυπώσεων για τη επιχείρηση και την εξαγωγή συµπερασµάτων τα οποία ενώ φαντάζουν χρήσιµα να αποδειχθούν επιζήµια. Το πρόβληµα αυτό γίνεται πιο έντονο όταν η επιχείρηση ή οργανισµός είναι µεγάλου µεγέθους, µε πολλά τµήµατα και ιεραρχικά επίπεδα. Μία λάθος αναφορά ή έκθεση µπορεί να είναι τόσο σηµαντική που να βλάψει την επιχείρηση στο µερίδιο της αγοράς, τα οικονοµικά της στοιχεία ή και την βιωσιµότητά της. Ο σηµασιολογικός ιστός προσφέρει πλέον τη δυνατότητα της άµεσης συλλογής δεδο- µένων και πληροφοριών από το εταιρικό δίκτυο αλλά και τον παγκόσµιο ιστό, καθώς και αυτή της εξαγωγής σχέσεων και συσχετίσεων. Έτσι ο χρήστης του σηµασιολογικού διαδικτύου θα µπορεί να είναι ενήµερος για τις όποιες αλλαγές και οι αποφάσεις που θα λάβει να αντιπροσωπεύουν τις συνθήκες της κάθε στιγµής, χαρακτηριστικό που αποτελεί ίσως το σηµαντικότερο στοιχείο για την επιτυχία στη λήψη αποφάσεων. 62

77 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ Επιχειρησιακή ανάπτυξη Ο σηµασιολογικός ιστός σε συνδυασµό µε τις διαδικτυακές υπηρεσίες και τα προγράµ- µατα πρακτόρων βοηθά τις επιχειρήσεις πλέον να ξεπεράσουν τα στενά τοπικά όρια της γεωγραφικής δραστηριοποίησης των και την οδηγεί σε παγκόσµια δραστηριοποίηση και ανάπτυξη. Η διεύρυνση της δραστηριοποίησης µπορεί να γίνει στους τοµείς της ε- ξυπηρέτησης πελατών, ηλεκτρονικού εµπορίου και της προµήθειας πρώτων και δεύτερων υλών. Οι νέες αυτές τεχνολογικές δυνατότητες βοηθούν σηµαντικά στην ανάπτυξη της επιχείρησης σε µέγεθος ή σε νέες δραστηριότητες, δηλαδή σε οριζόντια ή κάθετη ανάπτυξη. Εκτός της ανάπτυξης ή επέκτασης των επιχειρήσεων σε νέες δραστηριότητες οι επιχειρήσεις µπορούν να επωφεληθούν από το σηµασιολογικό ιστό και µε άλλους τρόπους µε σκοπό την ανάπτυξή τους. Μπορούν δηλαδή να ελέγχουν τα διαστήµατα εξυπηρέτησης των πελατών και τις προτιµήσεις τους. Έπειτα είναι σε θέση οι επιχειρήσεις να αναµένουν τη ζήτηση από τον κάθε πελάτη σε συγκεκριµένα χρονικά διαστήµατα και τις ποσότητες αγαθών ή τις υπηρεσίες που θα ζητηθούν. εν θα πρέπει να ξεχάσουµε να α- ναφέρουµε πως οι προτιµήσεις των πελατών συµβάλουν σηµαντικά στον σχεδιασµό της κατάλληλης µεθόδου προώθησης νέων προϊόντων ή υπηρεσιών. ίνοντας ιδιαίτερη έµφαση στο ηλεκτρονικό εµπόριο, αφού είναι εκείνος ο τοµέας των επιχειρήσεων που µπορεί να έχει την ταχύτερη ανάπτυξη αυτή τη στιγµή, θα πρέπει να αναπτύξουµε περισσότερο την συµβολή του σηµασιολογικού ιστού. Ο συνδυασµός του σηµασιολογικού διαδικτύου µε πράκτορες και µε διαδικτυακές υπηρεσίες βοηθά σηµαντικά στην µετατροπή της δύσκολης δραστηριότητας του εµπορίου σε µία πολύ εύκολη διαδικασία. Είναι αποδεκτό από όλους πως η διαδικασία εντοπισµού προϊόντων, πωλητών και αγοραστών, η συµφωνία στον ορισµό των τιµών, όρων πληρωµών καθώς και η διαδικασία παραλαβής υλών - παράδοσης προϊόντων είναι ένα χρονοβόρο και δύσκολο σύνολο διαδικασιών αλλά µε τη χρήση του σηµασιολογικού ιστού γίνεται πολύ εύκολα. Πλέον αυτών µπορεί µία καλά οργανωµένη επιχείρηση ή οργανισµός να συλλέξει και να επεξεργαστεί στοιχεία από ζηµιές οικονοµικές, υλικών αγαθών ή και απώλειας πελατών κατά το παρελθόν και να µπορέσει να αποφύγει επιπλέον δυσάρεστες καταστάσεις στο µέλλον αν εµφανιστούν παρόµοιες συνθήκες. 63

78 4.4.3 ιάχυση πληροφοριών Σηµαντικό πρόβληµα στις επιχειρήσεις είναι η έλλειψη επικοινωνίας µεταξύ ων διαφόρων τµηµάτων, ακόµη και όταν αυτά βρίσκονται στην ίδια τοποθεσία. Αυτό σηµαίνει πως τα δεδοµένα που συλλέγονται και επεξεργάζονται σε ένα τµήµα, καθώς και η πληροφορίες που µπορεί να εξαχθούν από αυτά, δεν διαβιβάζονται σε άλλα τµήµατα της επιχείρησης και δεν ενηµερώνονται τα άλλα τµήµατα για την ύπαρξή τους. Αυτό ση- µαίνει πως δεν µπορεί κάποιο άλλο τµήµα της επιχείρησης να επεξεργαστεί αυτά τα στοιχεία προς όφελός του όταν θα χρειαστεί να λάβει κάποια απόφαση, µε τον κίνδυνο να ληφθεί λανθασµένη απόφαση από έλλειψη πληροφόρησης. Εξετάζοντας το πρόβλη- µα αυτό κατανοούµε πως ανήκει στα προβλήµατα ανάλυσης σύνθεσης, ανάλυσης των εισερχοµένων δεδοµένων ή πληροφοριών και σύνθεσή τους σε µορφή αρχείου κατανοητή και προσβάσιµη σε όλους όσους έχουν αυτό το δικαίωµα. Ο σηµασιολογικός ιστός βοηθά σηµαντικά στην επίλυση του προβλήµατος αυτού καθώς εκτός από τη συλλογή και επεξεργασία δεδοµένων και πληροφοριών συµβάλλει και στην διάχυσή τους σε όλα τα τµήµατα µίας επιχείρησης ή ενός οργανισµού Μηχανική λήψη αποφάσεων Ο σηµασιολογικός ιστός όπως έχουµε αναφέρει αποτελεί ένα πολύ σηµαντικό «εργαλείο» για τη συλλογή και επεξεργασία πληροφοριών και την παραγωγή και διάχυση γνώσης. Αυτό το εργαλείο µπορεί όµως να εκτελέσει από µόνο κάποιες εργασίες. Πολλές φορές αυτές οι εργασίες απαιτούν την σπατάλη πολύτιµου χρόνου, ο οποίος θα µπορούσε να αφιερωθεί σε κάποια άλλη εργασία πιο σηµαντική. Σε καλά ορισµένα προβλήµατα στα οποία ορίζουµε επακριβώς τις πηγές των δεδοµένων καθώς και τις α- παντήσεις που µπορούµε να λάβουµε την εργασία αναλαµβάνει να εκτελέσει ο σηµασιολογικός ιστός. Χαρακτηριστικό είναι το παράδειγµα των χρονολογικών σειρών για µία επιχείρηση. Κάθε επιχείρηση παραγωγής προϊόντων ή παροχής υπηρεσιών χωρίζει τη χρονική περίοδο του έτους σε µικρότερα κοµµάτια που έχουν παρουσιάσει κοινά χαρακτηριστικά σε περιόδους του παρελθόντος. Ανάλογα µε τα δεδοµένα που λαµβάνει κάθε µήνα συντάσσει καταστάσεις µε διαθέσιµα στοιχεία για πρόβλεψη µελλοντικών περιόδων. Αυτή η διαδικασία περιλαµβάνει κάποιους σύνθετους υπολογισµούς, οι οποίοι απαιτούν τη δέσµευση για κάποιο χρονικό διάστηµα κάποιου στελέχους της επιχείρησης. Με τον 64

79 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ σηµασιολογικό ιστό µπορεί πλέον κάθε επιχείρηση ή οργανισµός να ορίσει το πρόβλη- µα των χρονολογικών σειρών µε σαφείς συναρτήσεις, να ορίσει τις µεταβλητές που θα χρησιµοποιηθούν και τα σηµεία που βρίσκονται αποθηκευµένα τα δεδοµένα και η εργασία να εκτελεστεί µέσα στο λιγότερο δυνατό χρόνο χωρίς το φόβο ύπαρξης λάθους υπολογισµού. Το σηµασιολογικό διαδίκτυο θα συµβάλει τα µέγιστα στην εύρυθµη λειτουργία της επιχείρησης, µε τις αυτοµατοποιηµένες διαδικασίες που θα εκτελεί για τη συλλογή και ε- πεξεργασία δεδοµένων αλλά και µε την εξαγωγή αποτελεσµάτων σε ορισµένα προβλή- µατα. 4.5 Παραδοσιακά συστήµατα παραγωγής γνώσης Η γνώση αποκτάται µε την εµπειρία, την παρατήρηση, τη µελέτη βιβλίων ή εγχειριδίων και µε την εσωτερίκευση γνώσης που εξωτερικεύει κάποιος άλλος. Οι ίδιες διαδικασίες ακολουθούνται για την απόκτηση γνώσης σε ένα οργανισµό ή µία επιχείρηση. Στις τρεις(3) πρώτες περιπτώσεις απόκτησης γνώσης, παρατηρείται και παραγωγή γνώσης για όποιον µετέχει στη διαδικασία. Αυτοί οι τρόποι παραγωγής γνώσης απαιτούν τη διάθεση σηµαντικών ποσοτήτων χρόνου, αλλά παράλληλα και τη διάθεση για µάθηση από τους συµµετέχοντες, και τους διακρίνει το µειονέκτηµα της συνήθως µικρής συµ- µετοχής. Ο τέταρτος τρόπος είναι ο πιο εύκολος όσο αφορά τη διαδικασία απόκτησης γνώσης αλλά σπάνια εφαρµόζεται. Σε αυτό τον τρόπο έχουµε τη µεταφορά γνώσης από ένα άτοµο σε ένα άλλο µέσω του προφορικού λόγου. Σηµαντικό είναι να γνωρίζουµε πως όλοι οι παραπάνω τρόποι απόκτησης γνώσης παρουσιάζουν µειονεκτήµατα. Μέσω της εµπειρίας αποκτάται γνώση αλλά αυτή συνήθως περιορίζεται σε γενικούς κανόνες που διαµορφώνονται κάθε φορά ανάλογα µε τις συνθήκες, την κρίση και τις ιδιαίτερες καταστάσεις του κάθε ατόµου(υγεία, ψυχολογική κατάσταση, κ.α.). Αυτές οι διαφοροποιήσεις που δηµιουργούνται ανάλογα µε τις περιστάσεις δεν µεταβιβάζονται στις περισσότερες των περιπτώσεων. Η απόκτηση γνώσης µέσω της παρατήρησης απαιτεί µεγάλα χρονικά διαστήµατα παρατήρησης, προσπάθεια κατανόησης των ενεργειών και εν τέλει οδηγεί στη µηχανική αφοµοίωσή τους. Ο τρίτος τρόπος αφορά τη γνώση που παράγεται όταν κάποιος θελήσει να µελετήσει βιβλί- 65

80 α/εγχειρίδια που αφορούν το αντικείµενο της εργασίας του. Η γνώση που παρέχεται από τα βιβλία αποτελείται από τα βασικά στοιχεία γνώσης που βοηθούν απλά στη λειτουργία της επιχείρησης και όχι στην ανάπτυξη δεξιοτήτων ή την ανάπτυξη τρόπων βελτίωσης των διαδικασιών. Πολλές φορές η χρησιµοποίηση βιβλίων και εγχειριδίων αποδεικνύεται ως αναξιόπιστη µέθοδος απόκτησης γνώσης καθώς αυτά µπορεί να µην είναι ανανεωµένα, να µην συµβαδίζουν µε τις εξελίξεις της εποχής και να οδηγήσουν σε λανθασµένα συµπεράσµατα. Όπως αναφέρθηκε και πιο πάνω ο τέταρτος τρόπος σπάνια εφαρµόζεται. Η σπανιότητα του αυτή οφείλεται στα χαρακτηριστικά της ανθρώπινης φύσης και στο αίσθηµα ανασφάλειας που διακατέχει τον κάθε άνθρωπο. Πως µπορεί να ερµηνευτεί όµως η τελευταία φράση; Η απάντηση είναι πως σχεδόν κανένας ειδικός σε κάποιο α- ντικείµενο δεν θα αποκαλύψει όλες τις πτυχές της εργασίας του και τα µυστικά του σε κάποιο συνεργάτη ή υφιστάµενο του, όπως ούτε θα τις καταγράψει σε κάποιο έγγραφο ώστε να µπορούν πολλοί «άλλοι» να εσωτερικεύσουν τη «δική» του γνώση. Αιτία αυτής της συµπεριφοράς είναι τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της ανθρώπινης φύσης που ωθούν τον κάθε άνθρωπο να νοιώθει το αίσθηµα της ανασφάλειας όταν δεν έχει το πλεονέκτηµα της αποκλειστικότητας σε κάποιο γνωστικό αντικείµενο. Οι διαδικασίες που αναφέρθηκαν πιο πάνω αφορούν κατά κύριο λόγο το µεγαλύτερο ποσοστό των ελληνικών επιχειρήσεων, τις ΜικροΜεσαίεςΕπιχειρήσεις(ΜΜΕ). Περνώντας στις µεγάλες επιχειρήσεις και οργανισµούς τότε διαπιστώνουµε κάποια εξέλιξη, αλλά όχι σηµαντική ώστε να επιφέρει σηµαντικές αλλαγές. Στις µεγάλες επιχειρήσεις τηρούνται αρχεία των ενεργειών που γίνονται. Από τα αρχεία αυτά µπορούµε να λάβουµε πληροφορίες σχετικές µε την εισαγωγή των Α και Β υλών, την παραγωγή ενδιάµεσων και τελικών προϊόντων ή υπηρεσιών και στοιχεία για το περιβάλλον της επιχείρησης, εσωτερικό και εξωτερικό. Κάθε στοιχείο που εισέρχεται σε κάποιο τµήµα της επιχείρησης καταγράφεται και αποθηκεύεται. Τα προβλήµατα που παρουσιάζονται σε αυτό το σηµείο είναι πολλά καθώς οι εισερχόµενες πληροφορίες δεν έχουν πάντα την ίδια µορφή αλλά και σηµασία. Οι πληροφορίες µπορεί να είναι σε γραπτό ή προφορικό λόγο, σε επίσηµη ή ανεπίσηµη αναφορά, σε φυσικό ή ηλεκτρονικό αρχείο. Έτσι όταν µία πληροφορία διαβιβαστεί µε γραπτό λόγο τότε στην πλειονότητα των περιπτώσεων αυτή αποθηκεύεται αλλά όταν αυτή διαβιβαστεί µε προφορικό λόγο τότε υπάρχουν ση- µαντικές πιθανότητες να χαθεί. Παρατηρείται πως όταν τα έγγραφα που εισέρχονται σε 66

81 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ ένα τµήµα δεν είναι όλα επίσηµα τότε υπάρχει η πιθανότητα-που είναι αρκετά µεγάλητα ανεπίσηµα έγγραφα όσο σηµαντικά και να είναι να µην διαβαστούν και να καταστραφούν. Αυτό σηµαίνει δηλαδή πως η πληροφορία θα καταστραφεί και η παραγωγή γνώσης θα ατονήσει. Πλέον αυτών οι εισερχόµενες µε γραπτό λόγο πληροφορίες δεν έχουν πάντα την ίδια µορφή. Μπορεί να είναι αρχείο κειµένου γραµµένο σε υπολογιστικό φύλο ή ένα σύνολο συναρτήσεων σε αρχείο κειµένου ή πιο απλά να είναι αρχεία κειµένου διαφορετικού τύπου που δεν είναι συµβατά µε το υπάρχον σύστηµα του κάθε τµήµατος. Το σύνηθες φαινόµενο στις περισσότερες ΜΜΕ είναι να αποθηκεύονται στοιχεία(δεδοµένα και πληροφορίες) σε κάθε τµήµα χωριστά, µε διαφορετική µορφή αρχείων και ονοµατολογία. Αυτή η ενέργεια επιφέρει σηµαντικά προβλήµατα στην αποτελεσµατικότητα της διαχείρισης των πληροφοριών και της παραγωγής γνώσης. Έτσι αν για παράδειγµα ο προµηθευτής Α υλών ενηµερώσει την αποθήκη πως θα αυξηθούν οι τι- µές λόγω επιβολής φορολογίας, αλλά ο υπεύθυνος του τµήµατος απλά καταχωρήσει την πληροφορία και την αποθηκεύσει ως δεδοµένο σε κάποιο αρχείο που τηρεί αλλά δεν το µεταφέρει στον προϊστάµενο παραγωγής και το λογιστήριο, ώστε να ενηµερωθεί και ο οικονοµικός διευθυντής, τότε στην επόµενη αγορά Α υλών θα χρειαστεί να γίνει δαπανηθούν περισσότερα χρήµατα και θα έχει χαθεί η ευκαιρία να γίνει άµεσα η παραγγελία Α υλών και να ωφεληθεί χρηµατικά η επιχείρηση. Αυτό σηµαίνει πως η πληροφόρηση από την πλευρά του προµηθευτή δεν έφερε τα εν δυνάµει προσδοκώµενα αποτελέσµατα. Τα τελευταία χρόνια παρατηρείται η τάση να εξαλειφθούν τέτοια φαινόµενα και για αυτό το σκοπό προωθείται η χρήση συστηµάτων E.R.P. (enterprise resource planning). Με τα E.R.P. συστήµατα οι επιχειρήσεις και οι οργανισµοί πλέον έχουν ενοποιηµένες βάσεις δεδοµένων. Σκοπός των συστηµάτων αυτών είναι η ευκολότερη ανάκτηση και χρήση δεδοµένων και πληροφοριών από κάθε τµήµα. Όµως ακόµα και σε αυτή τη διαδικασία αντιµετώπισαν δυσκολίες στην εφαρµογή και την αποτελεσµατικότητά τους. Όταν µία επιχείρηση είχε επιµέρους συστήµατα για το κάθε τµήµα και αυτά(τα τµήµατα) µε τη σειρά τους τηρούσαν τα αρχεία τους µε τρόπους που τα ίδια επιθυµούσαν α- ντιµετώπιζε τότε η επιχείρηση- δυσκολίες στην ενοποίηση των αρχείων σε µία κοινή βάση δεδοµένων. Τα αρχεία θα έπρεπε να οµαδοποιηθούν µε βάση τον τύπο αλλά και το περιεχόµενό τους. Ο τρόπος που αυτό επιτυγχάνεται θυµίζει προσπάθεια συγκόλλη- 67

82 σης δύο(2) αντικειµένων µε τσίχλα, γεγονός αδύνατο. Ως δεύτερη επιλογή εφαρµογής των συστηµάτων E.R.P. συναντάµε την ολική αναδηµιουργία του συστήµατος της επιχείρησης. Με αυτό τον τρόπο έχουµε άµεσες επιπτώσεις σε κόστος, χρόνο, χρήµα και ωφέλιµες εργατοώρες. ηλαδή το σύστηµα θα µείνει ανενεργό κατά τµήµατα για κάποιο χρονικό διάστηµα µε άµεση συνέπεια πιθανό κόστος από τη λήψη λανθασµένων αποφάσεων. Το κόστος σε αυτές τις περιπτώσεις είναι οικονοµικό, όµως σε όλη αυτή τη διαδικασία θα χρειαστεί να λάβουν µέρος, βοηθώντας, και άλλα στελέχη της επιχείρησης, από κάθε τµήµα διαδοχικά, που σηµαίνει την απουσία αυτών από τις θέσεις εργασίας των. Αφού αναφέρθηκαν οι τρόποι που χρησιµοποιούνται ακόµη και σήµερα για την αποθήκευση πληροφοριών και την τήρηση αρχείων, θα παρουσιαστεί συνοπτικά παρακάτω η διαδικασία εύρεσης πληροφοριών και παραγωγής γνώσης. Αν για παράδειγµα µία επιχείρηση έχει πέντε(5) τµήµατα και σε κάθε τµήµα τηρούνται αρχεία σε ηλεκτρονική µορφή µε πληροφορίες που σχετίζονται µε αυτό, τότε η αναζήτηση στοιχείων που αφορούν το σύνολο της επιχείρησης θα πρέπει να γίνει σε όλα τα τµήµατα και σε κάθε τύπο αρχείου καθώς επίσης θα πρέπει να γίνει και έλεγχος περιεχοµένου του κάθε αρχείου. Αυτή η τελευταία ενέργεια είναι απαραίτητη γιατί πολλές φορές ο τίτλος ενός αρχείου δεν έχει καµία σχέση µε το περιεχόµενό του. Αφού συγκεντρωθούν όλα τα αρχεία τότε θα ελεγχθούν αν περιέχουν κοινά δεδοµένα και πληροφορίες και αν αυτά είναι διαφορετικά ποια είναι τα σωστά. Ως παράδειγµα αναφέρουµε πως αν µία ηµεροµηνία γέννησης είναι λάθος σε ένα από τα δύο αρχεία τα οποία τηρούνται µε τα συγκεκριµένα στοιχεία σε µία επιχείρηση, τότε θα πρέπει να αναζητηθεί η σωστή πληροφορία και να καταστραφεί ή να διορθωθεί η λάθος. Αφού ελεγχθούν όλα τα αρχεία που βρεθούν από αναζήτηση µε λέξεις κλειδιά, τότε συγκεντρώνονται όλα τα σχετικά αρχεία και προχωράµε στην διαδικασία παραγωγής γνώσης. Σε επιχειρήσεις που έχουν εφαρµόσει τα E.R.P. συστήµατα η κατάσταση δεν διαφέρει σε µεγάλο βαθµό. Η αναζήτηση γίνεται πάλι µε λέξεις κλειδιά αλλά αντί να γίνεται σε κάθε τµήµα περιορίζεται στην ενοποιηµένη βάση δεδοµένων. Η συνέχεια των διαδικασιών είναι η ίδια, δηλαδή έλεγχος σε κάθε τύπο αρχείου, έλεγχος περιεχοµένου, συγκρότηση των στοιχείων και διαχείριση των πληροφοριών για την παραγωγή γνώσης. 68

83 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ 4.6 Η εξαγωγή γνώσης στο σηµασιολογικό ιστό Παρουσιάζοντας την έως τώρα κατάσταση στην παραγωγή και διαχείριση της γνώσης γίνεται εύκολα αντιληπτό γιατί επιχειρήσεις και οργανισµοί αναζητούσαν νέους τρόπους για τις διαδικασίες αυτές. Η δηµιουργία του σηµασιολογικού ιστού δηµιούργησε νέες οδούς γνώσης, σε σχέση µε το παρελθόν και πλέον θα χρειαζόταν λιγότερος χρόνος, µικρότερο κόστος και θα παρείχε µεγαλύτερη αξιοπιστία. Με τη χρησιµοποίηση του σηµασιολογικού ιστού τα στάδια της όλης διαδικασίας χωρίζονται στα παρακάτω: αναζήτηση πληροφοριών, µετασχηµατισµός σε οντολογίες, αναζήτησης στην εταιρική βάση(µέσω των οντολογιών), ανάκληση πληροφορίας και χρησιµοποίηση αυτής Αναζήτηση και µετασχηµατισµός πληροφοριών Το πρώτο µέρος στην παραγωγή γνώσης µε τη χρήση του σηµασιολογικού ιστού αποτελείται από τα δύο πρώτα στάδια, την συλλογή πληροφοριών και την προσθήκη σε αυτές σηµασιολογικού περιεχοµένου. Οι πληροφορίες που λαµβάνονται ή συλλέγονται από τα στελέχη της επιχείρησης είναι αυτές που θεωρούν πως περιέχουν χρήσιµα στοιχεία για την παραγωγή γνώσης. Κάθε επιχείρηση η οποία επιθυµεί να λαµβάνει τις καταλληλότερες αποφάσεις πρέπει να έχει ένα αρκετά µεγάλο όγκο ωφέλιµων πληροφοριών που να µπορεί να τον χρησιµοποιήσει όποτε χρειαστεί. Οι πληροφορίες θα πρέπει πάντοτε να έχουν συναφές περιεχόµενο µε το αντικείµενο της εταιρίας και το περιβάλλον αυτής ώστε να είναι ποιοτικές και να µπορέσουν να αποδώσουν όσο καλύτερα αποτελέσµατα. Αφού ολοκληρωθεί η συλλογή των δεδοµένων-πληροφοριών ακολουθεί η κωδικοποίηση αυτών µε XML, όσων βέβαια δεν έχουν τέτοια. Αυτή η ενέργεια θα σηµαίνει το διαχωρισµό του περιεχοµένου από την παρουσίαση και την οµοιόµορφη παρουσίαση των πληροφοριών. Αυτό το βήµα απαιτεί χρόνο, ο οποίος όµως θα αποσβεστεί από την χρησιµότητα που θα προσδώσει. Στη συνέχεια δύναται η υπογραφή των αρχείων αυτών µε XML υπογραφή από το στέλεχος εκείνο που ασχολήθηκε ώστε να φτάσει σε αυτό το σηµείο η διαδικασία. Η XML υπογραφή υποδηλώνει τον έλεγχο των πληροφοριών και την πιστοποίηση της συνάφειας αυτών, από το συγκεκριµένο στέλεχος. Αφού έχουµε φτάσει στο σηµείο που η πληροφορίες έχουν κοινή µορφή, το περιεχόµενό τους δεν συνδέεται µε την παρουσίασή τους και είναι ελεγµένες τότε ακολουθεί η προσθήκη του 69

84 σηµασιολογικού περιεχοµένου σε αυτές. Αφού συλλεγχθούν και κωδικοποιηθούν σε XML οι πληροφορίες και πριν τις προσδώσουµε σηµασιολογικό περιεχόµενο µε σχολιασµό και σηµειώσεις, κατηγοριοποιούµε τις πληροφορίες που εισέρχονται στην επιχείρηση ή τον οργανισµό. Η κατηγοριοποίηση θα γίνει βάσει των οντολογιών που υπάρχουν στην επιχείρηση. Με αυτό τον τρόπο η κάθε πληροφορία θα µπορεί να ελεγχθεί και να συγκριθεί µε βάσει τις προηγούµενες πληροφορίες που είναι αποθηκευµένες στη βάση δεδοµένων της εταιρίας. Η διαδικασία αυτή θα γίνει µε την προσθήκη σχολίων και σηµειώσεων από το στέλεχος εκείνο που θα επεξεργαστεί την κάθε πληροφορία και θα την υπογράψει πάλι µε XML υπογραφή. Ο σχολιασµός και η προσθήκη σηµειώσεων θα γίνουν µε το RDF model και σκοπός τους θα είναι να σχετιστεί η κάθε πληροφορία µε την οντολογία της εταιρίας και τις οντολογίες των επιµέρους τµηµάτων. Αφού γίνει ο σχολιασµός της πληροφορίας τότε αυτή θα καταχωρηθεί σε εταιρική εφαρµογή η ο- ποία έχει διασύνδεση µε µία ή περισσότερες διαδικτυακές υπηρεσίες. Συνοψίζοντας τα δύο πρώτα βήµατα του πρώτου µέρους της παραγωγής γνώσης µε τη χρήση του Σηµασιολογικού ιστού παρατηρούµε πως σε αυτό το στάδιο γίνεται η µετατροπή της πληροφορίας σε µορφή µε σκοπό το διαχωρισµό περιεχοµένου και παρουσίασης. Με το RDF model γίνεται ο σχολιασµός της «νέας» πληροφορίας και η αποθήκευσή αυτής µε βάση τις εταιρικές οντολογίες. Η κατηγοριοποίηση αυτή βοηθά στη σύγκριση µε τις πληροφορίες από την εταιρική βάση δεδοµένων. Τέλος, η διασύνδεση της εφαρµογής µε διαδικτυακές υπηρεσίες βοηθά στην επικοινωνία των δύο και την ανακάλυψη γνώσης Αναζήτηση και Επεξεργασία µετασχηµατισµένων πληροφοριών Έχουµε ήδη τονίσει τη σηµασία του Σηµασιολογικού Ιστού στις αναζητήσεις µέσω του διαδικτύου ή και εντός ενός εταιρικού δικτύου. Με το Σηµασιολογικό Ιστό η διαδικασία είναι πολύ πιο εύκολη και γρήγορη. Στο σηµασιολογικό διαδίκτυο η αναζήτηση γίνεται µέσω των διαδικτυακών υπηρεσιών και των προγραµµάτων πρακτόρων. Τα δεδο- µένα που αναζητούµε συλλέγονται από πράκτορες και εµφανίζονται στον χρήστη µέσω των διαδικτυακών υπηρεσιών µε κριτήριο τις οντολογίες και τις ταξινοµίες στις οποίες ανήκουν. Η αναζήτηση µε το Σηµασιολογικό Ιστό δίνει αποτελέσµατα ακριβέστερα από κάθε άλλη αναζήτηση καθώς η χρησιµοποίηση οντολογιών οδηγεί στη µετάβαση 70

85 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ από τα απλά αποτελέσµατα σε σύνθετα που δεν θα ήταν εύκολο να βρεθούν χωρίς αυτές. Γνωρίζοντας πως η αναζήτηση και η ανάκτηση δεδοµένων γίνεται πιο εύκολα, γρήγορα και αποτελεσµατικά µε τη χρήση του Σηµασιολογικού Ιστού θα αναφέρουµε µε ποιους τρόπους επιτυγχάνεται αυτό. Έτσι έχουµε: Συσχέτιση οντολογιών Όπως από την αρχή έχουµε αναφέρει όλα τα δεδοµένα στο σηµασιολογικό ιστό κατατάσσονται σε οντολογίες. Όταν γίνεται αναζήτηση για συγκεκριµένη έννοια τότε η αναζήτηση αναφέρεται τουλάχιστον στο σύνολο της εταιρικής βάσης δεδοµένων και έπειτα στον παγκόσµιο ιστό. Η συσχέτιση των οντολογιών µπορεί να αποδώσει και αποτελέσµατα σε ερωτήµατα µε αλυσιδωτή µορφή, στα οποία το αποτέλεσµα του ερωτήµατος είναι η ένωση των αποτελεσµάτων που προέρχονται από το αρχικό ερώτηµα και ερωτηµάτων στο αποτέλεσµα του πρώτου κ.ο.κ. Σύνθετη αναζήτηση Αναφέρθηκε νωρίτερα πως όλες οι διαδικτυακές υπηρεσίες επικοινωνούν µεταξύ τους. Αυτό επιτυγχάνεται µε τη χρήση του πρωτοκόλλου SOAP[23], το οποίο ση- µαίνει πως µπορούν και όλες οι εφαρµογές που υπάρχουν σε µία επιχείρηση να α- ναζητούν δεδοµένα σε κάθε διαδικτυακή υπηρεσία της εταιρίας. Η επικοινωνία των διαδικτυακών υπηρεσιών µας επιτρέπει να λάβουµε ως αποτέλεσµα το σύνολο των επιµέρους αποτελεσµάτων. Εκτός αυτού οι διαδικτυακές υπηρεσίες µπορούν να δώσουν απαντήσεις σε συνδυασµένα ερωτήµατα-σύνθετα- που µέχρι τώρα ήταν αδύνατο να λάβουµε αποτελέσµατα. Για παράδειγµα, στη βάση δεδοµένων του ΟΑΕ θα µπορούσε να ζητηθεί η εύρεση ενός άντρα και µίας γυναίκας, οι οποίοι έχουν πτυχίο πανεπιστηµίου, µεταπτυχιακό και χρόνο ανεργίας µεγαλύτερο των δύο ετών, να ελεγχθούν τα πρόσθετα προσόντα αυτών και αντίστοιχα να προταθούν σε εργοδότες. Αναζήτηση µε προγράµµατα πράκτορες Τα προγράµµατα πράκτορες είναι καλά ορισµένα προγράµµατα που εκτελούν συγκεκριµένη εργασία, την αναζήτηση στοιχείων στην περίπτωσή µας. Αν ένα πρό- 71

86 γραµµα πράκτορας οριστεί να ενηµερώνει την εταιρική βάση δεδοµένων για κάθε νέο στοιχείο-αρχείο συγκεκριµένου θέµατος-αντικειµένου, τότε ο πράκτορας αυτό θα ενεργήσει σε κάθε εύρεση στοιχείων συναφών µε το θέµα. Αναζήτηση και επεξεργασία µέσω ταξονοµιών Στο Σηµασιολογικό Ιστό χρησιµοποιούνται οι οντολογίες και οι ταξονοµίες για την κατηγοριοποίηση των πληροφοριών και των δεδοµένων. Έτσι µπορούµε να έχουµε αναζήτηση βάσει των ταξονοµιών και των οντολογιών που χρησιµοποιούνται. Με τις ταξονοµίες µπορούµε να βρούµε ποιο τµήµα της επιχείρησης σχετίζεται µε τι, και µε τις οντολογίες οι οποίες συνδέουν όλα τα δεδοµένα που περιέχονται- να εµφανίσουν σχέσεις που στο παρελθόν δεν ήταν δυνατό να εντοπιστούν, πλην της περίπτωσης του εξονυχιστικού ελέγχου που όµως κοστίζει χρόνο και χρηµατικές µονάδες. Μπορούµε δηλαδή να ελέγξουµε αν οι εργαζόµενοι αντιδρούν θετικά ή αρνητικά στις ασθένειες και ποια η απόδοσή τους µετά από αυτές. Αυτόµατη εξαγωγή συµπερασµάτων Το Σηµασιολογικό ιαδίκτυο παρέχει επίσης τη δυνατότητα εξαγωγής συµπερασµάτων που βασίζονται στη λογική και τις οντολογίες, τη βάση δεδοµένων και την εταιρική βάση γνώσης. Η δυνατότητα αυτή είναι ακόµη ένα αποτέλεσµα της χρήσης των οντολογιών που δίδουν την ευκαιρία σε άλλα προγράµµατα ή µηχανές αναζήτησης να «διαβάσουν» το περιεχόµενο των πληροφοριών στην εταιρική βάση µε άµεσο αποτέλεσµα την εξαγωγή λογικών συµπερασµάτων που οδηγούν σε νέα γνώση. Κάποιες φορές τα συµπεράσµατα δεν είναι αληθή και τότε θα πρέπει να υ- πάρξει η ανθρώπινη παρέµβαση για να διορθώσει τα λάθη. Με την πάροδο του χρόνου και την αύξηση των εισερχόµενων πληροφοριών η δυνατότητα αυτή γίνεται ακόµα πιο χρήσιµη στην εξαγωγή λογικών συµπερασµάτων, για τα οποία δεν θα χρειάζεται έλεγχος και διορθώσεις αφού το µεγαλύτερο πλήθος εισερχόµενων πληροφοριών εξασφαλίζει την αξιοπιστία. Συγκεντρώνοντας τα χαρακτηριστικά µιας νέας τεχνολογίας όπως το Σηµασιολογικό ιαδίκτυο µε τον τρόπο που αναπτύχθηκαν πιο πάνω, µπορούµε σχεδόν απόλυτα και µε ασφάλεια να πούµε πως το Σηµασιολογικό ιαδίκτυο προσφέρει συγκριτικό πλεονέκτηµα σε όσες επιχειρήσεις ή οργανισµούς το χρησιµοποιούν. Αυτό επιτυγχάνεται µε τη βοήθεια που παρέχει στην ανακάλυψη νέας γνώσης και τη χρησιµοποίηση της ήδη 72

87 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ υπάρχουσας. Η καταχώρηση σε οντολογίες της κάθε νέας πληροφορίας βοηθά στην πληρέστερη επεξεργασία των δεδοµένων και την παραγωγή λογικών συµπερασµάτων. Το Σηµασιολογικό ιαδίκτυο αποτελεί ίσως την πιο ωφέλιµη καινοτοµία των τελευταίων ετών Χρησιµοποίηση της γνώσης και των πληροφοριών Μέχρι αυτό το σηµείο αναπτύχθηκε όλη η διαδικασία της αναζήτησης, εύρεσης και α- νάκλησης γνώσης και πληροφοριών µε τη χρήση του Σηµασιολογικού Ιστού και αναφέρθηκε η αποθήκευση στοιχείων στην εταιρική βάση γνώσης. Αυτό το σηµείο θα µας απασχολήσει σε αυτό το στάδιο. Η χρησιµοποίηση της παραχθείσας γνώσης και συµπερασµάτων σε επόµενη χρονική περίοδο γίνεται µε την ανάκληση από την εταιρική βάση γνώσης µε σκοπό την επίλυση προβληµάτων ή τη λήψη αποφάσεων. Κάθε φορά αφού περατωθεί η διαδικασία ανακάλυψης γνώσης ακολουθεί η αποθήκευσή της µε την µορφή που έχει(ηλεκτρονικό αρχείο, έγγραφη αναφορά) αλλά και η προσθήκη στις εταιρικές οντολογίες ώστε να γίνει πληρέστερη η πληροφόρηση αυτών, η εξαγωγή συµπερασµάτων και γνώσης ακριβέστερη και µε µικρότερες πιθανότητες εµφάνισης ανακρίβειας. Αυτή η διαδικασία δίνει τη δυνατότητα βελτιστοποίησης της διαδικασίας αναζήτησης και ανάκλησης των αποτελεσµάτων. Ελέγχοντας τη διαδικασία γίνεται αντιληπτό πως η προσθήκη νέων στοιχείων παραπέ- µπει στα αρχικά στάδια της διαδικασίας. Η αποθήκευση δεδοµένων(γνώσης ή συµπερασµάτων στην περίπτωση αυτή) µπορεί να συνδεθεί µε το σχολιασµό αυτών από το στέλεχος εκείνο που θα ενεργήσει για την προσθήκη αυτών στις οντολογίες. Αυτή η ενέργεια του σχολιασµού θα πρέπει να συνοδευτεί απαραίτητα από αυτή της προσθήκης της ψηφιακής υπογραφής των υπευθύνων. Η αποθήκευση της παραχθείσας γνώσης και η χρησιµοποίησή της µετέπειτα είναι τόσο σηµαντική όσο και η παραγωγή της γνώσης, γιατί δεν θα ήταν τόσο σηµαντική αυτή η διαδικασία για τη λήψη µίας και µόνο απόφασης. Το σύνολο των λειτουργιών αυτών είναι σηµαντικό για τη λήψη ορθών αποφάσεων, την βιωσιµότητα και την ανταγωνιστικότητα της επιχείρησης. 73

88 4.7 ιαχείριση αλλαγών σε µία επιχείρηση για την εφαρµογή του σηµασιολογικού διαδικτύου Η µεταβολή από την πρότερη κατάσταση, αυτή της διαχείρισης της γνώσης µε τα συστήµατα και τα επιµέρους προγράµµατα που συµβάλλουν σε αυτή µε την πολύτιµη συµµετοχή του ανθρώπινου παράγοντα, στη νέα κατάσταση, που η παραγωγή και η διαχείριση της γνώσης γίνεται µε τη χρήση του Σηµασιολογικού Ιστού, απαιτεί τη συµβολή µίας επιµέρους διαδικασίας διοίκησης, της διαχείρισης αλλαγών. Μέχρι το σηµείο αυτό έχουν αναφερθεί όλες οι αλλαγές στο σύστηµα που χρησιµοποιεί η κάθε επιχείρηση και οργανισµός για την παραγωγή γνώσης και την προσθήκη ενός νέου χρήστη, των µηχανών. Στο σηµείο αυτό πρέπει πλέον να γίνει αναφορά στην αλλαγή του ανθρώπινου παράγοντα, όχι µε την αντικατάσταση του υπάρχοντος προσωπικού αλλά µε την αλλαγή στη στάση του στην παραγωγή και τη διαχείριση γνώσης Πρώιµο στάδιο Η αλλαγή από τον παραδοσιακό τρόπο παραγωγής και διαχείρισης γνώσης σε αυτόν µε τη χρήση του Σηµασιολογικού Ιστού απαιτεί διαχείριση αλλαγών µόνο όταν το µέγεθος της επιχείρησης ή του οργανισµού είναι µεγάλο. Όταν το µέγεθος της επιχείρησης είναι µικρό, η αλλαγή στους ανθρώπους είναι εύκολη και δεν απαιτεί ούτε ιδιαίτερο χειρισµό, ούτε και σηµαντική ποσότητα εργατοωρών. Έτσι οι επόµενες παράγραφοι, γίνεται αντιληπτό πως, θα αφορούν την εφαρµογή του Σηµασιολογικού ιαδικτύου σε µεγάλες επιχειρήσεις και οργανισµούς. Η πρώτη ενέργεια από τη διοίκηση των επιχειρήσεων ή των οργανισµών είναι ο εντοπισµός των αναγκών τους και ο καθορισµός των στόχων εφαρµογής του Σηµασιολογικού ιαδικτύου. Όταν εντοπιστούν οι ανάγκες τότε πρέπει να γίνει κατανοητή από όλους τους εργαζοµένους η χρησιµότητα της κάλυψής των µε τη χρησιµοποίηση του Σηµασιολογικού ιαδικτύου. Από τη στιγµή που το προσωπικό αντιληφθεί τις ανάγκες τότε θα ακολουθήσει η ανάλυση των στόχων και η κατανόησή τους από αυτό. Έτσι αναπτύσσοντας τα παραπάνω θα ακολουθήσουµε τα παρακάτω στάδια: 74

89 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ i. Καθορισµός αναγκών και στόχων Ο καθορισµός των αναγκών για την εφαρµογή του Σηµασιολογικού ιαδικτύου ξεκινά µε προσωπικές συνεντεύξεις, συµπλήρωση ερωτηµατολογίων, παρατήρηση των λειτουργιών, συλλογή εγγράφων κ.α.. Αφού συλλεγούν όλα τα πιο πάνω στοιχεία τότε επεξεργάζονται από τον ειδικό για την εφαρµογή του Σηµασιολογικού ιαδικτύου και οδηγούµαστε στον καθορισµό των αναγκών. Αν θεωρήσουµε τις ανάγκες ως το αριστερό τµήµα µίας εξίσωσης, τότε ο καθορισµός των θα έχει ως αποτέλεσµα τον καθορισµό των στόχων της επιχείρησης ή του οργανισµού. Η επεξεργασία των αναγκών οδηγεί σε ανάπτυξη των στόχων που θέτουν οι επιχειρήσεις. Οι στόχοι ξεκινούν από γενικό επίπεδο και έπειτα περνούν σε ειδικότερο. Γίνεται σαφές πως ο καθορισµός των στόχων αυτών θα επηρεάσει τους υπόλοιπους στόχους της επιχείρησης και θα πρέπει να τροποποιηθούν σε κάποιο ποσοστό οι αρχικοί στόχοι και οι λειτουργίες που επιτελούνται για την επίτευξη αυτών. ii. Καθορισµός σηµείων αλλαγών Αφού καθοριστούν και οι στόχοι τότε θα πρέπει να γίνει ένας λεπτοµερής έλεγχος για την εύρεση των τµηµάτων της επιχείρησης που θα επηρεαστούν και θα δεχθούν αλλαγές. Η υλοποίηση της νέας τεχνολογίας, του Σηµασιολογικού ιαδικτύου, θα έχει επίδραση στη λειτουργία και την απόδοση των τµηµάτων αυτών. Για τα τµήµατα αυτά θα πρέπει να δηµιουργηθεί και να συντονιστεί ένας µηχανισµός υποστήριξης κατά τη διάρκεια της αλλαγής. iii. Επιλογή οµάδας προώθησης του Σηµασιολογικού ιαδικτύου Αφού γίνουν τα δύο πρώτα βήµατα στη διαχείριση της αλλαγής, θα ακολουθήσει ίσως το πιο σηµαντικό στάδιο για την επιτυχία της αλλαγής. Στο στάδιο αυτό θα πρέπει να επιλεγούν τα άτοµα εκείνα που θα στελεχώσουν την οµάδα υποστήριξης του Σηµασιολογικού ιαδικτύου στο εσωτερικό της επιχείρησης ή του οργανισµού. Η διαδικασία της επιλογής των ατόµων είναι πολύ σηµαντική καθώς θα πρέπει να επιλεγούν εκείνα τα άτοµα από κάθε τµήµα που θα είναι σε θέση να έρθουν σε επαφή µε όλο το τµήµα και να διαδώσουν τις ανάγκες εφαρµογής του Σηµασιολογικού ιαδικτύου και τους στόχους της εφαρµογής του. Με την επιτυχή επιλογή ατόµων θα οδηγηθούµε στην αποδοχή της αλλαγής αυτής από το σύνολο της επιχείρησης ή 75

90 τουλάχιστον από το µεγαλύτερο τµήµα της. Στόχος της οµάδας αυτής θα είναι η κατανόηση και αποδοχή των αλλαγών στις διαδικασίες που ακολουθούσαν µέχρι τώρα καθώς αυτές οι αλλαγές θα οδηγήσουν σε αύξηση της παραγωγικότητας και της α- ποδοτικότητας Στάδιο εκπαίδευσης συµµετεχόντων Αφού έχει ολοκληρωθεί µε επιτυχία το πρώτο στάδιο στη διαδικασία διαχείρισης αλλαγών ακολουθεί το στάδιο εκπαίδευσης όσων συµµετέχουν στη διαδικασία παραγωγής και διαχείρισης γνώσης και η πρώτη επαφή µε τη νέα αυτή τεχνολογία που θα εφαρµοστεί. Η διαδικασία της εκπαίδευσης θα χωριστεί σε δύο µέρη α) την εκπαίδευση των ανώτερων διοικητικών στελεχών και β) την εκπαίδευση απλών διοικητικών στελεχών και τεχνικού προσωπικού. Αναλυτικότερα έχουµε: a) Εκπαίδευση ανώτερων διοικητικών στελεχών Αρχικά θα πρέπει τα ανώτερα διοικητικά στελέχη να κατανοήσουν τις λειτουργίες του Σηµασιολογικού Ιστού, τις δυνατότητες που θα προσφέρει στην επιχείρηση και τα αποτελέσµατα που αυτό θα φέρει. Έχουµε αναφέρει τη «δύναµη» που προσφέρει η έγκαιρη και έγκυρη πληροφόρηση και η σωστή διαχείριση της γνώσης. Αυτά τα στοιχεία επηρεάζουν τη βιωσιµότητα και την κερδοφορία της επιχείρησης, αλλά και τη φήµη που θα αποκτήσει και τους επιπλέον δεσµούς µε πελάτες και προµηθευτές. Η εκπαίδευση των ανώτερων διοικητικών στελεχών είναι πολύ σηµαντική για την ευόδωση των σχεδίων ανάπτυξης του Σηµασιολογικού Ιστού καθώς καµία αλλαγή δεν στέφεται µε επιτυχία αν δεν έχει την υποστήριξη των ανώτερων διοικητικών στελεχών. b) Εκπαίδευση απλών διοικητικών στελεχών και τεχνικού προσωπικού Σε αντίθεση µε τα ανώτερα διοικητικά στελέχη, τα απλά διοικητικά στελέχη και το τεχνικό προσωπικό θα πρέπει να λάβουν επιπλέον ενηµέρωση για το Σηµασιολογικό Ιστό, τις έννοιες και τα χαρακτηριστικά αυτού. Η εκπαίδευση σε αυτές τις οµάδες θα πρέπει να γίνει από εξειδικευµένο προσωπικό, µε γνώση του Σηµασιολογικού Ιστού και των δυνατοτήτων του. Το στάδιο αυτό σαφέστατα απαιτεί µεγαλύτερη οικονοµική δαπάνη και µεγαλύτερο χρονικό διάστηµα για την υλοποίησή του. Οι 76

91 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ «εκπαιδευτές» θα πρέπει να επιλέξουν το πεδίο της ενηµέρωσης και το βάθος της ανάλυσης που θα κάνουν, σίγουρα όµως θα πρέπει να µεταφέρουν τις γνώσεις τους για την τεχνολογία που χρησιµοποιεί ο Σηµασιολογικός Ιστός και τη δοµή του. Έτσι θα πρέπει να εξηγήσουν την προτίµηση της XML από την HTML και τα χαρακτηριστικά της, την τεχνολογία των οντολογιών, ταξινοµιών και RDF. Θα πρέπει το τεχνικό προσωπικό και τα απλά διοικητικά στελέχη να µπορούν να προσθέσουν στοιχεία σε µία οντολογία, να αναζητήσουν σχέσεις και συσχετίσεις και επιπλέον θα πρέπει να εκπαιδευτούν στη χρησιµοποίηση των ιαδικτυακών Υπηρεσιών -σε συνδυασµό µε τους πράκτορες ή µόνες. Οι διαδικτυακές υπηρεσίες βοηθούν πολύ στη διαχείριση και τη δηµιουργία γνώσης και επιπλέον µπορούν να αλληλεπιδρούν. Η εκπαίδευση και των δύο οµάδων θα οδηγήσει στο σωστό χειρισµό του Σηµασιολογικού Ιστού µε σκοπό τη βελτιστοποίηση των αποτελεσµάτων Στάδιο υλοποίησης Αφού έχουµε φτάσει στο σηµείο να γνωρίζουµε τις ανάγκες της επιχείρησης ή του οργανισµού, τους στόχους τους οποίους καθορίσαµε- και έχουµε εκπαιδεύσει διοικητικό και τεχνικό προσωπικό, τότε µπορούµε να περάσουµε στο επόµενο βήµα για την αλλαγή από την προηγούµενη κατάσταση σε αυτή της διαχείρισης γνώσης µε τη χρήση του Σηµασιολογικού Ιστού. Πλέον πρέπει να δηµιουργηθεί κοινή πεποίθηση σε όλο το προσωπικό της επιχείρησης ή του οργανισµού για τη χρήση του Σηµασιολογικού Ιστού και την εφαρµογή του προηγούµενου σταδίου. Σε αυτό το στάδιο όλα τα έγγραφα θα πρέπει να λάβουν την XML µορφή. Η XML θα βοηθήσει στο διαχωρισµό περιεχοµένου και παρουσίασης. Με αυτή την ενέργεια όλα τα έγγραφα θα έχουν κοινή µορφή και θα µπορούν να επεξεργαστούν πιο εύκολα. Όπως έχουµε αναφέρει και νωρίτερα η αναζήτηση των αρχείων στο εταιρικό δίκτυο ή το διαδίκτυο γίνεται µε τη χρήση ιαδικτυακών Υπηρεσιών. Σε αυτό το σηµείο θα πρέπει να γίνει η διασύνδεση των αρχείων που περιέχουν δεδοµένα πληροφορίες ή γνώση µε τις διαδικτυακές υπηρεσίες για να είναι επεξεργάσιµα. Η ενέργεια αυτή θα γίνει από τους τεχνικούς της επιχείρησης. Οι υπάρχουσες διαδικτυακές υπηρεσίες είναι δυνατό και χρήσιµο να καταγραφούν σε εταιρικό κατάλογο. Παράλληλα µε τη δηµιουργία του 77

92 καταλόγου µπορούµε να ενσωµατώσουµε επιπλέον εργαλεία στις διαδικτυακές υπηρεσίες µε σκοπό την καλύτερη απόδοση αυτών σε πιο σύνθετες ζητούµενες εργασίες. Μετά τα πρώτα στάδια και παράλληλα µε το τρίτο µπορούν να αναπτυχθούν οι οντολογίες. Η δηµιουργία των οντολογιών απαιτεί τη διάθεση µεγάλης ποσότητας εργατοωρών και χρηµατικών µονάδων. Μέχρι σήµερα οι περισσότερες γλώσσες οντολογιών δεν επέτρεπαν την επεξεργασία των οντολογιών είτε την τροποποίησή τους µετά από τη δηµιουργία τους. Γλώσσες όµως όπως η OWL παρέχουν επιπλέον δυνατότητες τροποποίησης που σηµαίνει εξοικονόµηση χρηµάτων και χρόνου καθώς θα µπορεί µία οντολογία να τροποποιηθεί και όχι να αντικατασταθεί. Η δηµιουργία και η εφαρµογή των οντολογιών µπορεί να ακολουθηθεί από τη χρήση διαδικτυακών υπηρεσιών που θα βοηθήσει στην οργάνωση της εταιρικής βάσης γνώσης. Όταν έχουµε τη δοµή των οντολογιών και την εταιρική βάση γνώσης τότε θα πρέπει να προσθέσουµε στις οντολογίες νέα στοιχεία από τα αρχεία µε µορφή XML. Η προσθήκη αυτών των αρχείων απαιτεί όπως είχε αναφερθεί νωρίτερα- το σχολιασµό των αρχείων αυτών και την προσθήκη της ψηφιακής υπογραφής σε αυτά. Τελειώνοντας τους τεχνικούς στόχους έχουµε να προσθέσουµε την ανάγκη προσθήκης µέσω αγοράς ή δηµιουργίας- ενός ή περισσοτέρων εργαλείων αναζήτησης στο Σηµασιολογικό Ιστό. Ως τελικό τεχνικό στόχο µπορούµε να ορίσουµε τη δηµιουργία εταιρικών portals. Τα εταιρικά portals θα συνδέσουν τα εργαλεία σηµασιολογικής αναζήτησης που χρησιµοποιούνται από τις διαδικτυακές υπηρεσίες µε τη γνώση που έχει ήδη παραχθεί. Αφού καθοριστούν οι τεχνικοί στόχοι τότε θα πρέπει να αλλάξει και ο τρόπος εργασίας της επιχείρησης ή του οργανισµού. Αυτό το τελευταίο βήµα µπορεί να γίνει µε δύο τρόπους, είτε από τη µία µέρα στην άλλη είτε µε τη σταδιακή αλλαγή. Η απευθείας αλλαγή θα είναι µία απότοµη ενέργεια που όµως αν τα προηγούµενα βήµατα έχουν εφαρ- µοστεί ορθά τότε δεν θα υπάρξει κανένα πρόβληµα. Η σταδιακή αλλαγή δεν είναι µεν απότοµη αλλά δηµιουργεί σύγχυση στο προσωπικό. Ο συντάκτης της εργασίας είναι υπέρ της εφαρµογής της αλλαγής από τη µία µέρα στην άλλη καθώς η υλοποίηση του όλου εγχειρήµατος θα έχει γίνει και θα αποµένει η εκπαίδευση του συνόλου των εργαζοµένων, ανεξαρτήτως θέσης στην ιεραρχική δοµή, και η εφαρµογή της νέας τεχνολο- 78

93 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ γίας. Η εφαρµογή του Σηµασιολογικού Ιστού απαιτεί την τεχνική υποστήριξη αυτού, σε επίπεδο εκπαίδευσης των εργαζοµένων στην αρχή αλλά και σε επίπεδο τεχνικής υποστήριξης προγραµµάτων και υλικού. Η εφαρµογή κάθε νέας τεχνολογίας, όσο άρτια και αν είναι τα προηγούµενα βήµατα, έχει ως αποτέλεσµα την εµφάνιση κάποιων προβληµάτων. Η επίλυση αυτών αρχικά θα απαιτεί την παρουσία µίας πλήρους οµάδας τεχνικής υποστήριξης, η οποία στη συνέχεια θα µειώσει τον αριθµό των συµµετεχόντων σε αυτή αλλά ποτέ δεν θα πάψει να υφίσταται Εφαρµογή Το τελευταίο στάδιο είναι η εφαρµογή του Σηµασιολογικού Ιστού. Η χρήση του Σηµασιολογικού Ιστού από το προσωπικό της επιχείρησης ή του οργανισµού οδηγεί στα πρώτα αποτελέσµατα, θετικά ή αρνητικά. Η εµφάνιση αρνητικών αποτελεσµάτων, προβληµάτων ή δυσλειτουργιών που δεν έχουν προβλεφθεί θα αντιµετωπιστούν και έτσι θα ολοκληρωθεί η µετάβαση από την προηγούµενη µέθοδο παραγωγής γνώσης µε τους έως τώρα τρόπους στην παραγωγή γνώσης µε τη χρήση του Σηµασιολογικού Ιστού. 4.8 Συµπεράσµατα Η προώθηση της ιδέας του σηµασιολογικού ιστού αντιµετωπίστηκε αρνητικά από µεγάλο µέρος όσων χρησιµοποιούν τον παγκόσµιο ιστό και τα παραδοσιακά συστήµατα παραγωγής και διαχείρισης γνώσης. Μέρος όσων ασκούν κριτική στο σηµασιολογικό ιστό το ίδιο είχε πράξει και απέναντι στην ιδέα του παγκόσµιου ιστού πριν αυτή επικρατήσει. Παρά τις κριτικές και τη στείρα αντιµετώπιση από κάποιους ο σηµασιολογικός «ανοίγει» νέους δρόµους στην παραγωγή και διαχείριση γνώσης για τις επιχειρήσεις και τους οργανισµούς. Τα µειονεκτήµατα που µέχρι τώρα φαινόντουσαν αξεπέραστα, όπως το κόστος, µε την δραστηριοποίηση ερευνητικών οµάδων και πανεπιστηµίων όλο και µικραίνουν και στο µέλλον θα εξαλειφθούν. Ήδη το σηµασιολογικό διαδίκτυο δέχεται βελτιώσεις όπως η χρήση της γλώσσας οντολογιών OWL, η οποία προσφέρει καλύτερη εκφραστικότητα αλλά και επεξεργασία των ήδη παραχθέντων από αυτή ο- ντολογιών. 79

94 5 Σηµασιολογικός Ιστός και Peer-To-Peer ίκτυα 5.1 Εισαγωγή Οι σύγχρονες προσεγγίσεις στη διαχείριση γνώσης αντικατοπτρίζονται στις καινοτόµες προτάσεις της διαχείρισης γνώσης µε τη χρήση peer-to-peer networks και της διαχείρισης γνώσης µε τη χρήση των οντολογιών και του σηµασιολογικού ιστού. Οι δύο αυτές προσεγγίσεις αποτελούν καινοτοµία στο χώρο της διαχείρισης της γνώσης αφού κάθε µία, από διαφορετική πλευρά, τείνει να εξαλείψει τις έως τώρα υπάρχουσες ατέλειες. Στα προηγούµενα κεφάλαια έχει γίνει αναφορά στον τρόπο µε τον οποίο θα εφαρµοστεί η διαχείριση γνώσης µέσω των οντολογιών και του σηµασιολογικού ιστού. Σε αυτό το κεφάλαιο θα αναφερθεί η πρώτη προσέγγιση µε τη χρήση των peer-to-peer networks και θα ακολουθήσει η παρουσίαση της προσπάθειας για εφαρµογή και των δύο αυτών προσεγγίσεων σε µία, δηλαδή τη χρησιµοποίηση των οντολογιών και του σηµασιολογικού ιστού σε δίκτυα που εφαρµόζεται η τεχνολογία peer-to-peer. 5.2 Peer-to-peer δίκτυα Τα τελευταία χρόνια η χρήση των peer-to-peer δικτύων στα εταιρικά δίκτυα είναι όλο και πιο συχνή. Το γεγονός αυτό σε συνδυασµό µε την µεγιστοποίηση της σηµαντικότητας της γνώσης που την έχει καταστήσει ως έναν από τους πιο σηµαντικούς παράγοντες επιτυχίας, ενισχύουν την προώθηση καινοτόµων εφαρµογών στη διαχείριση γνώσης, όπως την χρήση των peer-to-peer δικτύων. Η διαχείριση γνώσης αποτελεί ένα σύνθετο τµήµα στη διαδικασία διοίκησης επιχειρήσεων και οργανισµών. Αποτελείται από επι- µέρους τµήµατα όπως η διοίκηση ανθρωπίνων πόρων, η οργάνωση της δοµής, η πολιτισµική µελέτη και επεξεργασία και η τεχνολογία της πληροφορικής. Η τεχνολογία της πληροφορικής όµως είναι το τµήµα εκείνο που υποστηρίζει σηµαντικά τα υπόλοιπα και συντελεί στην διαδικασία της διαχείρισης της γνώσης. 80

95 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ Peer-to-peer συστήµατα είναι κατανεµηµένα συστήµατα που αποτελούνται από διασυνδεδεµένους κόµβους, ικανούς να αυτοδιοργανώνονται σε τοπολογίες δικτύου µε σκοπό την κοινή χρήση πόρων όπως περιεχόµενα, κύκλους µηχανής, χώρο αποθήκευσης, και εύρος, ικανά να προσαρµόζονται στις αποτυχίες και στις παροδικές µετακινήσεις κόµβων ενώ διατηρούν προσβάσιµη συνδετικότητα και εκτελούνται χωρίς την α- παίτηση για µεσολάβηση ή υποστήριξη ενός καθολικού κεντρικού εξυπηρετητή ή αρχής.[37] Στα peer-to-peer δίκτυα κάθε κόµβος που µετέχει είναι ισότιµος µε κάθε άλλο εντός του δικτύου και µπορεί να ενεργεί είτε σαν πελάτης(client) είτε σαν εξυπηρετητής(server). Ώθηση για την ανάπτυξη peer-to-peer εφαρµογών αποτελεί η αποκεντρικοποιηµένη και κατανεµηµένη δοµή αυτών των συστηµάτων τα οποία δεν απαιτούν διαχείριση, συντήρηση, οικονοµικές αξιώσεις ή άλλους περιορισµούς. Κάθε κόµβος κατά την είσοδό του ή την έξοδό του σε ένα δίκτυο peer-to-peer προσαρµόζεται και αυτοδιοργανώνεται. Οι λειτουργίες ενός τέτοιου δικτύου είναι κατανεµηµένες στους κόµβους που µετέχουν σε αυτό, και διαφορετικοί χρήστες µπορούν να κάνουν χρήση του δικτύου ταυτόχρονα.[37,38] Στα τέλη της δεκαετίας του 90 εµφανίζονται οι πρώτες εφαρµογές µέσω των οποίων οι χρήστες ανταλλάσσουν αρχεία. Το Napster είναι η πρώτη peer-to-peer εφαρµογή, όπου κεντρικοί διακοµιστές διατηρούν ευρετήρια για τη θέση των αρχείων που ο χρήστης αναζητεί, και τα οποία µπορεί να λάβει(download) απευθείας από την θέση που βρίσκονται αποθηκευµένα. Μετεξέλιξη του Napster αποτελεί η Gnutella όπου οι χρήστες συνδέονται µεταξύ τους για την εύρεση των ζητούµενων αρχείων. Στη διαχείριση γνώσης η εφαρµογή των peer-to-peer δικτύων θα οδηγήσει στην εύκολη αναζήτηση, εύρεση, λήψη, χρήση και ανάκτηση αρχείων κάθε µορφής και έτσι θα ωθήσει τους ειδικούς στη βελτιστοποίηση των αποτελεσµάτων στην παραγωγή και διαχείριση της γνώσης. Τα peer-to-peer δίκτυα διευκολύνουν όλες τις παραπάνω λειτουργίες καθώς το κάθε ερώτηµα που τίθεται προωθείται σε επόµενους κόµβους µέχρι να βρεθεί τουλάχιστον µία απάντηση, µέσω των ευρετηρίων που διαθέτει κάθε κόµβος για το περιεχόµενο των γειτονικών του, που να καλύπτει τον χρήστη. Η εφαρµογή των peer-topeer δικτύων σε συνδυασµό µε το σηµασιολογικό ιστό θα επιφέρει θεαµατικά αποτελέσµατα στην εύρεση και ανάκτηση αρχείων στα τιθέµενα ερωτήµατα, σε όλο το δίκτυο, 81

96 µε άµεσο αποτέλεσµα την εξοικονόµηση χρόνου και προσπάθειας αλλά και την επαναχρησιµοποίηση γνώσης που έχει παραχθεί σε αντίστοιχες περιπτώσεις του παρελθόντος Αρχιτεκτονική των peer-to-peer δικτύων Η στρατηγική αναζήτησης ενός ερωτήµατος εξαρτάται άµεσα από την αρχιτεκτονική του χρησιµοποιούµενου p2p δικτύου. Οι κόµβοι που µετέχουν σε ένα p2p δίκτυο σχη- µατίζουν ένα δίκτυο επικάλυψης(overlay network) πάνω από την υπάρχουσα υποδοµή του διαδικτύου. ιασυνδέονται, επικοινωνούν και ανταλλάσσουν πληροφορίες µεταξύ τους, ανεξάρτητα από το δίκτυο υποδοµής διατηρώντας την αυτονοµία τους.[46] Για τον σχηµατισµό του overlay δικτύου χρησιµοποιούνται διάφορες αρχιτεκτονικές [37,47] όπως: Κεντρικοποιηµένα peer-to-peer δίκτυα Ιεραρχικά peer-to-peer δίκτυα Μη Κεντρικοποιηµένα peer-to-peer δίκτυα - οµηµένα - Αδόµητα Σχήµα 5.1 P2P αρχιτεκτονικές Κεντρικοποιηµένα peer-to-peer δίκτυα Σε αυτού του τύπου τις αρχιτεκτονικές υπάρχει ένας κεντρικός εξυπηρετητής τον οποίο οι κόµβοι ρωτούν για να πληροφορηθούν που βρίσκονται τα επιθυµητά δεδοµένα. Σε τέτοια αρχιτεκτονική peer-to-peer δικτύων η καλή αποδοτικότητα αντισταθµίζεται από την έλλειψη κλιµάκωσης και την ύπαρξη ενός ενιαίου σηµείου συµφόρησης (bottleneck). 82

97 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ Ιεραρχικά δίκτυα Στις αρχιτεκτονικές αυτού του τύπου οι κόµβοι οργανώνονται σε ιεραρχική δοµή. Στα ιεραρχικά peer-to-peer δίκτυα εισάγεται η έννοια των super-peers. Η δοµή των ιεραρχικών p2p δικτύων µπορεί να είναι κεντρικοποιηµένη ή µη. Μη Κεντρικοποιηµένα peer-to-peer δίκτυα Ακόµη µία κατηγορία αρχιτεκτονικών είναι οι µη-κεντρικοποιηµένες αρχιτεκτονικές δοµές στις οποίες οι κόµβοι συγκροτούν το overlay δίκτυο είτε δοµηµένα, ακολουθώντας κανόνες για τον σχηµατισµό του, είτε αδόµητα, όπου δεν υπάρχει κεντρικό ευρετήριο ούτε σαφείς οδηγίες για τον σχηµατισµό τοπολογίας του δικτύου και την τοποθέτηση των περιεχοµένων. οµηµένα: Οι κόµβοι οργανώνονται σε δοµηµένο γράφο για το σχηµατισµό του overlay δικτύου. Η τοποθέτηση των δεδοµένων στους κόµβους γίνεται µε προκαθορισµένο τρόπο έτσι ώστε να διευκολύνεται η αναζήτησή τους και να επιτυγχάνεται η κλιµάκωση. Επιπλέον στα δεδοµένα αντιστοιχίζεται ένα κλειδί. Στα χαλαρά δοµηµένα δίκτυα η τοποθέτηση των αρχείων βασίζεται στην εκτίµηση για το «σηµείο» που µπορεί να βρεθεί η ζητούµενη πληροφορία[47]. Στα αυστηρά δοµηµένα δίκτυα τόσο η δόµηση του overlay δικτύου όσο και η τοποθέτηση των αρχείων είναι σαφώς καθορισµένη. Στα δοµηµένα δίκτυα ο εντοπισµός ενός δεδοµένου από µία εφαρµογή γίνεται σε µικρό αριθµό βηµάτων, µε την προϋπόθεση της ύπαρξης ενός πίνακα δροµολόγησης σε κάθε κόµβο. Χαρακτηριστικά παραδείγµατα των δοµηµένων δικτύων αποτελούν τα CAN[58] και CHORD[57]. Αδόµητα: Σε αυτού του τύπου τα δίκτυα δεν υπάρχει καµία δοµή στο overlay δίκτυο και τα περιεχόµενα του τοποθετούνται σε κόµβους στο δίκτυο χωρίς γνώση της τοπολογίας. Στις περιπτώσεις εκείνες που το πλήθος των κόµβων που µετέχουν στο δίκτυο είναι µεγάλο και η συµµετοχή των κόµβων παροδική τότε προτι- µώνται τα αδόµητα δίκτυα, τα οποία όµως δεν δύνανται να προσφέρουν αποδοτικούς µηχανισµούς αναζήτησης, κλιµάκωσης και διαθεσιµότητας. Παρά τα προηγούµενα µειονεκτήµατα είναι τα δίκτυα εκείνα που υποστηρίζουν καλύτερα σύνθετες ερωτήσεις σε σχέση µε τα δεδοµένα.[48] Παραδείγµατα αδόµητων δικτύων αποτελούν το Napster, το KaZaA και η Gnutella. 83

98 5.2.2 Αναζήτηση σε peer-to-peer δίκτυα Κύρια χρήση των peer-to-peer δικτύων είναι ο διαµοιρασµός αρχείων (file sharing). Όσοι ασχολούνται µε την διαχείριση γνώσης µέσω της χρήσης peer-to-peer δικτύων ενδιαφέρονται για τον τρόπο αναζήτησης ενός ή περισσοτέρων αρχείων. Ενδιαφέρονται δηλαδή για τον τρόπο που θα εντοπιστούν τα επιθυµητά δεδοµένα/αρχεία, τον µηχανισµό εντοπισµού, και πως θα πραγµατοποιηθεί η ερώτηση, πόσοι και ποιοι γειτονικοί κόµβοι θα επιλεγούν για να ερωτηθούν και αντίστοιχα σε πόσους και ποιους κόµβους θα προωθήσει την ερώτηση ένας κόµβος που δεν µπορεί να απαντήσει. Η στρατηγική αναζήτησης που χρησιµοποιείται για τον εντοπισµό και την ανάκτηση ζητούµενων πληροφοριών (δεδοµένα/αρχεία) είναι κρίσιµος παράγοντας στα peer-topeer δίκτυα αφού τα επηρεάζει στο σύνολό τους και εξαρτάται από αυτά. Κύριο σηµείο έρευνας στα peer-to-peer δίκτυα είναι η διαχείριση ερωτήσεων που υποβάλλονται σε αυτά και ως στόχο έχουν: α)τον εντοπισµό της επιθυµητής πληροφορίας, β)την δροµολόγηση άλλων ερωτήσεων ή την προώθηση ενηµερώσεων και γ)τον εντοπισµό κόµβων για σύνδεση (join) Η αναζήτηση στα peer-to-peer δίκτυα γίνεται µε λέξεις κλειδιά ή µε κλειδί που αντιστοιχεί στα δεδοµένα που αναζητούµε. Οι µέθοδοι αναζήτησης που χρησιµοποιούνται στα συγκεκριµένα δίκτυα είναι η κεντρικοποιηµένη, η ιεραρχική και η πληµµύρα (flooding) για δοµηµένα και αδόµητα δεδοµένα. Τις µεθόδους θα τις διακρίνουµε σε τυφλές και πληροφορηµένες, όπου στις πρώτες δεν υπάρχει πληροφόρηση για την αναζήτηση σε αντίθεση µε τις δεύτερες. Αναλυτικότερα έχουµε : i. Κεντρικοποιηµένη αναζήτηση Πληροφορίες για τους κόµβους και τα δεδοµένα που είναι αποθηκευµένα σε αυτούς περιέχονται σε ένα κεντρικό κατάλογο(όπως στο Napster). Σε αυτό τον κεντρικό κατάλογο καταχωρούνται, όπως σε µία βάση δεδοµένων, µία τιµή κλειδί για το κάθε δεδοµένο και η θέση του κάθε δεδοµένου, ο κόµβος δηλαδή που είναι αποθηκευµένο. Αφού βρεθούν τα ζητούµενα δεδοµένα τότε οι κόµ- 84

99 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ βοι που τα περιέχουν επικοινωνούν µε τον κόµβο που τα ζητά και τα προωθούν για την ανάκτησή τους από τον κόµβο εκείνο που αποτελεί την βέλτιστη επιλογή σχετικά µε την ταχύτητα, τη διαθεσιµότητα, το κόστος και τις ανάγκες του χρήστη. Αυτού του τύπου η αναζήτηση είναι πολύ γρήγορη αλλά η κεντρικοποιηµένη δοµή της περιορίζει την κλιµάκωση. ii. Ιεραρχική αναζήτηση Η ιεραρχική αναζήτηση στηρίζεται στο σχήµα που χρησιµοποιείται στο διαδίκτυο για τον εντοπισµό µιας IP διεύθυνσης µε τη χρήση Domain Name System. Στα peer-to-peer δίκτυα οι super peers κόµβοι, δηµιουργούν µία ιεραρχική δοµή(όπως στο KaZaA). Η κορυφή της ιεραρχικής δοµής αποτελεί την α- φετηρία της αναζήτησης ακολουθώντας ένα µονοπάτι µέχρι τον κόµβο στον οποί είναι αποθηκευµένα τα ζητούµενα δεδοµένα. Αυτού του τύπου η αναζήτηση δεν είναι πάντα επιτυχής. Μια αναζήτηση µπορεί να ολοκληρωθεί σε O(logN) βήµατα, όπου Ν ο αριθµός των κόµβων. Αποτυχίες ή αποχωρήσεις κόµβων, ειδικά όταν βρίσκονται σε υψηλή ιεραρχική θέση ακολουθούνται από προβλήµατα. iii. Τυφλή Αναζήτηση(µέθοδος πληµµύρας- flooding) Όταν αναζητούµε κάποιο δεδοµένο µε την µέθοδο της πληµµύρας[47,59] τότε ο κόµβος που θέτει το ερώτηµα ελέγχει πρώτα την τοπική του βάση δεδοµένων. Αν βρει το ζητούµενο δεδοµένο, το επιστρέφει, διαφορετικά προωθεί το ερώτηµα στους γειτονικούς του κόµβους(όπως η Gnutella). Αυτή η µέθοδος αναζήτησης δεν παρέχει τη σιγουριά της εύρεσης του δεδοµένου και επιπλέον σπαταλά πόρους του συστήµατος. Θα πρέπει να αποφεύγονται κύκλοι, και η διακοπή της αναζήτησης µετά από κάποιο αριθµό βηµάτων. Ως λύσεις για την πρόωρη διακοπή[47] της προτείνονται η χρήση της παραµέτρου TTL(Time to Live) και Expanding Ring. Η τιµή της παραµέτρου TTL δέχεται µία πρώτη τιµή, συνήθως 7, και µειώνεται κατά 1(ένα) καθώς περνά η ερώτηση από κόµβο σε κόµβο. Όταν η τιµή είναι πλέον µηδέν τότε σταµατά η διάδοση των µηνυµάτων. Σε αντίθεση µε την TTL παράµετρο, στην παράµετρο Expanding Ring έχουµε τη διαδοχική αύξηση της παραµέτρου TTL όσο δεν βρίσκονται τα ζητούµενα δεδοµένα. Όσο δεν 85

100 βρίσκονται τα ζητούµενα δεδοµένα ξεκινούν νέες επαναλαµβανόµενες αναζητήσεις µέχρι να βρεθεί το αποτέλεσµα. Η χρήση της παραµέτρου TTL µε µία τυπική τιµή αυτού και µε C συνδέσεις κατά µέσο όρο ανά κόµβο παράγει TTL i 2 C( C 1) µηνύµατα που διακινούνται στο διαδίκτυο. i= 0 Ο µεγάλος αριθµός των µηνυµάτων που παράγονται επιβάλει την αναζήτηση νέων µεθόδων ή την τροποποίηση των υπαρχόντων. Έτσι οι διαφορετικές προσεγγίσεις είναι : - Modified-BFS: Το ερώτηµα προωθείται σε ένα τυχαίο υποσύνολο των γειτόνων του. - Iterative Deepening: Η αναζήτηση των ζητούµενων δεδοµένων γίνεται σε καθορισµένο βάθος (TTL, βηµάτων). Αν τα δεδοµένα δεν βρεθούν τότε η ερώτηση επαναλαµβάνεται µε νέες τιµές για την παράµετρο βάθους. - Random Walks: Ως λύση προτείνεται και η χρήση ενός ή περισσοτέρων περιπατητών (walker). Ένας περιπατητής επιλέγει τυχαία έναν κόµβογείτονα σε κάθε επόµενο βήµα της αναζήτησης. Περισσότεροι του ενός περιπατητές µπορούν να αποδώσουν καλύτερα αποτελέσµατα. Ο περιπατητής σταµατά µετά από ορισµένο αριθµό βηµάτων(ttl) είτε περιοδικά γίνεται έλεγχος αν δόθηκε απάντηση. iv. Πληροφορηµένη αναζήτηση Σε αυτή την περίπτωση οι κόµβοι που αποτελούν ένα peer-to-peer δίκτυο διατηρούν πληροφορίες και δηµιουργούν µία δοµή για το overlay δίκτυο. Αυτή η δοµή του overlay δικτύου χρησιµοποιείται για την δροµολόγηση των ερωτήσεων και την αποφυγή των µειονεκτηµάτων της πληµµύρας. Συµµετρικά δοµηµένα σχήµατα αναζήτησης(όπως τα CAN και Chord): Στα δίκτυα αυτά η θέση των κόµβων και των δεδοµένων στο δίκτυο είναι συγκεκριµένη. Ο προσδιορισµός της θέσης γίνεται µε βάση ένα κατανεµηµένο πίνακα κατακερµατισµού(distributed Hash Table-DHT). Οι κόµβοι και τα δεδοµένα προσδιορίζονται µοναδικά από ένα αναγνωριστικό. Κάθε δεδοµένο αντιστοιχίζεται και αποθηκεύεται σε ένα κόµβο µε 86

101 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ βάση µία συνάρτηση κατακερµατισµού, ώστε να επιτευχθεί εξισορρόπηση φορτίου. Κατά την αναζήτηση, εντοπίζεται το ζητούµενο δεδοµένο(η θέση του), µε µία συνάρτηση κατακερµατισµού και η ερώτηση προωθείται στους κόµβους που είναι πιο κοντά βάσει κάποιας συνάρτησης απόστασης(distance function) και λαµβάνοντας υπόψη τον πίνακα δροµολόγησης(routing indices) που κάθε κόµβος διατηρεί τοπικά. Το Chord διατηρεί µία skiplist (ή finger tables) δοµή και η αναζήτηση ολοκληρώνεται σε O(logN) βήµατα αν υπάρχουν N συνδεδεµένοι κόµβοι. Στο CAN η αναζήτηση γίνεται µε την προώθηση της ερώτησης στον προορισµό(γνωστό από πριν) µε χρήση greedy αλγόριθµων. Semantic Overlay Network: Στους κατανεµηµένους πίνακες κατακερ- µατισµού βασίζεται αυτή η προσέγγιση η οποία προτείνει την τοποθέτηση των δεδοµένων στο χώρο βάσει του περιεχοµένου τους (των µεταδεδοµένων που έχουν). Έτσι επιτυγχάνεται ένα είδος εννοιολογικής οµαδοποίησης των δεδοµένων σε ένα overlay δίκτυο(semantic Overlay Network) όπως φαίνεται και στο επόµενο σχήµα[41]. Σχήµα 5.2 Σχηµατική παράσταση αρχιτεκτονικής semantic overlay Για κάθε έγγραφο δηµιουργείται ένα διάνυσµα και µε βάση αυτό τοποθετείται στον CAN χώρο είτε το ίδιο είτε ο δείκτης του. Κάθε φορά που τίθεται µία ερώτηση σε κάποιο κόµβο, παράγεται ένα εννοιολογικό διάνυσµα ερώτησης και δροµολογείται στο overlay δίκτυο µε την µέθοδο της πληµµύρας σε µία ακτίνα r. Οι κόµβοι που λαµβάνουν το ερώτηµα ελέγχουν τοπικά για το έγγραφο που ταιριάζει καλύτερα και α- παντούν. Το µέσο µήκος του µονοπατιού δροµολόγησης είναι όπως και 87

102 στο CAN (d/4 * n 1/d ) όπου d το πλήθος των διαστάσεων και n το πλήθος των κόµβων. Όµως όσο το πλήθος των διαστάσεων αυξάνει τα αποτελέσµατα δεν είναι τα αναµενόµενα. Σε αυτό το πρόβληµα προτείνονται δύο λύσεις: Rolling Index[60] και Content Direct Search[60], τις οποίες όµως δεν θα αναλύσουµε εδώ. Routing Indices: Αποτελεί ένα µηχανισµό κατανεµηµένου ευρετηρίου που σε κάθε κόµβο αποθηκεύει ένα µικρό τµήµα του. Σκοπός των RI είναι να υποδείξουν την κατεύθυνση που βρίσκεται το αντικείµενο και όχι την πραγµατική του θέση. Όταν υποβάλλεται µία ερώτηση σε έναν κόµβο, ε- κείνος κοιτάζει την λίστα των γειτόνων του και την προωθεί σε αυτόν µε την µεγαλύτερη τιµή των σχετικών µε το ζητούµενο αντικείµενο αρχείων. Εναλλακτικά των Routing Indices σχήµατα είναι οι compound RI, exponential RI και hop-count RI που ούτε αυτές οι εναλλακτικές λύσεις θα α- ναλυθούν επιπλέον Εννοιολογική προσέγγιση: Η βασική ιδέα αυτής της προσέγγισης της πληροφορηµένης αναζήτησης είναι πως αν ένας κόµβος διαθέτει περιεχό- µενο που ενδιαφέρει και κάποιον άλλο κόµβο, τότε είναι πιθανό να έχει επίσης και άλλα περιεχόµενα που ενδιαφέρουν τον άλλο κόµβο. Έτσι µπορεί να δηµιουργηθεί ένα δίκτυο µέσω ενός πρωτοκόλλου αυτοδιοργάνωσης. Τέτοιου είδους προσεγγίσεις είναι οι Interest Based locality, Associative Search και Semantic Overlay Network(θα µας απασχολήσει η τρίτη προσέγγιση µόνο). Semantic Overlay Network: Πέρα των όσων αναφέρθηκαν πιο πάνω τα Σηµασιολογικά Overlay ίκτυα βασίζονται στη λογική πως η δροµολόγηση των ερωτήσεων προς τους κόµβους εκείνους που είναι πιο πιθανό να περιέχουν απαντήσεις είναι αποδοτικότερη άλλων τρόπων δροµολόγησης. Η κατηγοριοποίηση των κόµβων γίνεται ιεραρχικά και σχηµατίζουν ένα overlay δίκτυο σε ανώτερο επίπεδο. Στο δίκτυο αυτό οι κόµβοι καταλαµβάνουν τις θέσεις στην ιεραρχία ανάλογα µε το πλήθος των δεδοµένων που περιέχουν και µε την εννοιολογική τους σηµασία. Ο σχηµατισµός αυτός δεν αποκλείει λάθη, εσφαλµένες κατηγοριοποιήσεις δηλαδή, όταν η 88

103 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ πληροφορία δεν είναι αρκετή. Όταν τίθεται µία ερώτηση σε ένα Σηµασιολογικό Overlay ίκτυο, θα πρέπει πρώτα να κατηγοριοποιηθεί και στη συνέχεια να προωθηθεί στον αντίστοιχο κόµβο για να απαντηθεί. Αν το αποτέλεσµα δεν είναι ικανοποιητικό τότε η ερώτηση προωθείτε σε ανώτερα επίπεδα. Έχοντας αναφέρει την αρχιτεκτονική των peer-to-peer δικτύων και τους τρόπους αναζήτησης σε αυτά παρατηρούµε πως ο εντοπισµός δεδοµένων απαιτεί µεγάλο εύρος αν η αναζήτηση γίνεται µέσω κεντρικού server(napster), υψηλό overhead αν γίνει αναζήτηση µε τη µέθοδο της πληµµύρας(gnutella) και υψηλό κόστος ενηµέρωσης αν διατηρούνται πολλά αντίγραφα των δεδοµένων για πιο σύντοµη αναζήτηση και ανάκτηση. Στα συστήµατα που βασίζονται σε πίνακες κατακερµατισµού η αναζήτηση απαιτεί O(logN) βήµατα κατά µέσο όρο µε την προϋπόθεση ότι υπάρχει εξισορρόπηση φορτίου και οµοιόµορφη κατανοµή ερωτήσεων. Στα ιεραρχικά δίκτυα η δροµολόγηση ερωτήσεων απαιτεί περίπου O(logN) βήµατα αν το δέντρο της ιεραρχίας είναι ισορροπηµένο (balanced). Έχοντας αναφέρει όλα τα παραπάνω φτάνουµε στο σηµείο να συµπεράνουµε πως η βέλτιστη λύση αναζήτησης σε peer-to-peer δίκτυα είναι η αναζήτηση δεδοµένων µε σηµασιολογικό υπόβαθρο. Μπορούµε να παρατηρήσουµε στο παρακάτω σχήµα πως τα βασισµένα σε οντολογίες δίκτυα p2p είναι εκείνα στα οποία οι δύο προηγούµενες τεχνολογίες συνδυάζονται. Αν όλη η διαδικασία προσθήκης σηµασιολογίας στα δεδοµένα ήταν ορθή και επιτυχής και η κατηγοριοποίηση των κόµβων σε οµάδες είναι επίσης ορθή τότε θα έχουµε τον πιο σύντοµο τρόπο αναζήτησης δεδοµένων σε peer-to-peer δίκτυα. Παράδειγµα τέτοιας εφαρµογής είναι η EDUTELLA, η οποία βασίζεται στα επίσηµα, από το W3C, πρότυπα µεταδεδοµένων RDF και RDF σχήµα.[43] Σχήµα 5.3 Σχηµατική παράσταση συστηµάτων εύρεσης πληροφοριών 89

104 5.2.3 Ολοκλήρωση και κατηγοριοποίηση γνώσης Οι βιοµηχανικές εφαρµογές διαχείρισης γνώσης, που χρησιµοποιούνται έχουν ως στόχο την ελαχιστοποίηση του overhead των επιχειρήσεων στο µέγιστο δυνατό. Ακολούθως είναι απαραίτητη η εφαρµογή της ολοκλήρωσης γνώσης[33], όπως για παράδειγµα τη δηµιουργία µεταδεδοµένων αλλά και τη διαδικασία εύκολης πρόσβασης στη γνώση, ειδικότερα για εξελιγµένες αναζητήσεις στο εταιρικό δίκτυο ή στο παγκόσµιο διαδίκτυο (browsing). Η διαδικασία της παραγωγής γνώσης θα πρέπει να υποστηριχθεί από αυτό- µατες ή ηµιαυτόµατες εφαρµογές ως αποτέλεσµα ενεργειών που ούτως ή άλλως πραγ- µατοποιούνται σε µία εταιρία (side-effects). Παράδειγµα µιας τέτοιας προσέγγισης είναι η χρήση των φορµών (forms) που παράγονται από µια οντολογία. Από τη στιγµή που τα στοιχεία της κάθε φόρµας συνδέονται µε την αρχική οντολογία, η συµπλήρωση αυτών των φορµών συντελεί στη δηµιουργία των µεταδεδοµένων που χαρτογραφούν άµεσα την κάθε οντολογία. Ο τοµέας των emergent semantics ασχολείται µε τον προσδιορισµό των σηµασιολογικών κατηγοριών[33] και των σχέσεων µε τα αντικείµενα µέσω της παρατήρησης των αλληλεπιδράσεων των χρηστών ή της συµπεριφοράς τους, και λαµβάνοντας υπόψη το υπόβαθρο του κάθε χρήστη. Ο στόχος των emergent semantics σχεδόν είναι η µείωση των γενικών εξόδων ανάπτυξης και διατήρησης των οντολογιών. Ένα peer-to-peer σύστηµα διαχείρισης γνώσης είναι κατάλληλα διαµορφωµένο ώστε να µπορεί να εκµεταλλευτεί τα emergent semantics, επειδή πολλές από τις ενέργειες των υπαλλήλων γνώσης εσωκλείουν υπονοούµενα σηµασιολογικά σχήµατα όπως: αποστολή µηνυµάτων ηλεκτρονικού ταχυδροµείου µε περιγραφές αντικειµένων οργάνωση των εγγράφων σε φακέλους οµαδοποίηση γνώσης ανάπτυξη σχηµάτων (XML, XML schemes RDF schemes και άλλα) Ενηµερότητα γνώσης και Εξατοµίκευση Η πρόσβαση και η παρουσίαση της γνώσης πρέπει να είναι εξαρτηµένες µε το περιβάλλον τους το οποίο οργανώνεται βάσει του αντικειµένου απασχόλησης, την κάθε στιγ- µή[33], στην εκάστοτε επιχείρηση. Η σύνδεση των στοιχείων που αποτελούν το περιβάλλον της γνώσης πρέπει να συµπληρωθεί από την εξατοµίκευση[33]. Λαµβάνοντας 90

105 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ υπόψη την εµπειρία του κάθε χρήστη αλλά και τις προσωπικές του ανάγκες κατά τη διάρκεια της εργασίας, αποτελούν αναγκαία προϋπόθεση για την αποφυγή υπερφόρτωσης πληροφοριών και για την παράδοση γνώσης στο επιθυµητό επίπεδο ακεραιότητας. Η τεχνολογία του σηµασιολογικού διαδικτύου παρέχει µια ελπιδοφόρο υπόβαθρο, καθώς οι οντολογίες και τα σχετιζόµενα µεταδεδοµένα, παρέχουν σηµασιολογικές πληροφορίες σχετικές µε τη συµπεριφορά και τα ενδιαφέροντα του χρήστη. Η εξατοµίκευση µπορεί να υποστηριχθεί από τεχνολογίες όπως η στατιστική και η εξόρυξη δεδοµένων. Ωστόσο, οι µελλοντικές λύσεις της διαχείρισης γνώσης θα στηριχθούν σε πιο σύνθετες εφαρµογές εξόρυξης δεδοµένων Κατασκευή ιαδικτυακής Πύλης γνώσης Η ανάπτυξη των διαδικτυακών πυλών γνώσης[33] που εξυπηρετούν τις ανάγκες των επιχειρήσεων ή και των χρηστών παραµένει µία διαδικασία χειρωνακτική. Οι οντολογίες και τα σχετιζόµενα µεταδεδοµένα αποτελούν µια ικανοποιητική εννοιολογική βάση για τη δηµιουργία διαδικτυακών πυλών γνώσης. Η δηµιουργία των knowledge portals θα πρέπει να συνοδεύεται από την (ηµι)-αυτόµατη εξέλιξή τους. εδοµένου ότι το επιχειρηµατικό περιβάλλον και οι επιχειρηµατικές στρατηγικές εξελίσσονται ιδιαίτερα γοργά, οι πύλες διαχείρισης γνώσης πρέπει να διατηρούνται ενηµερωµένες εξίσου γρήγορα. Η ανάπτυξη των portals την άποψη της αποφυγής της µη σύγχρονης γνώσης «Κοινωνίες της πρακτικής» Η σηµαντικότητα της διανοµής και της επαναχρησιµοποίησης της γνώσης µε σκοπό καλύτερων πρακτικών και την αποφυγή διπλάσιων, από τις απαραίτητες, ενεργειών έχει οδηγήσει το ενδιαφέρον στην έννοια της «κοινωνίας της πρακτικής»[33]. Πρόσφατες εθνογραφικές µελέτες στους εργασιακούς χώρους φανέρωσαν ότι πολύ συχνά συµβαίνει η πραγµατική εργασία των ανθρώπων να διαφέρει σηµαντικά από την εργασία τους όπως αυτή περιγράφεται µέσα στα οργανογράµµατα των εταιριών και τις περιγραφές των εργασιών. Ο όρος «κοινωνία της πρακτικής» περιγράφει τις άτυπες οµάδες ατόµων µέσα στις οποίες λαµβάνει χώρα σηµαντική ανταλλαγή γνώσεων. Τυπικά οι κοινότητες αυτές µπορεί κανείς να πει ότι δεν αποτελούν οµάδα αλλά περισσότερο ένα άτυπο δίκτυο µέσα στο οποίο άτοµα µε κοινά ενδιαφέροντα ανταλλάσσουν πληροφορίες µεταξύ 91

106 τους. Οι ευέλικτες µορφές εργασίας, η παγκοσµιοποίηση και ακόµη περισσότερο η διάδοση του παγκόσµιου ιστού υποστηρίζει τη δηµιουργία και υποστήριξη αυτών των ο- µάδων. Η πρόκληση για τις επιχειρήσεις είναι η υποστήριξη αυτών των οµάδων καθώς και να καταστήσουν αυτές αποτελεσµατικές. Το σηµασιολογικό διαδίκτυο µπορεί να υποστηρίξει τις οµάδες αυτές πιο αποτελεσµατικά από άλλες σύγχρονες τεχνολογίες Τα P2P δίκτυα και οι επιπτώσεις τους στη διαχείριση γνώσης Η τεχνολογία P2P σε συνδυασµό µε την τεχνολογία του σηµασιολογικού διαδικτύου αποτελεί µία ενδιαφέρουσα και αποτελεσµατική εναλλακτική λύση στις πιο κεντροποιηµένες λύσεις διαχείρισης γνώσης που βασίζονται στις οντολογίες[33]. Οι P2P εφαρµογές µετατρέπουν αποτελεσµατικά τον υπολογιστή του κάθε µεµονωµένου χρήστη από µια συσκευή ανάγνωσης σε έναν ενεργό σύστηµα που βασίζεται στις τεχνολογίες του διαδικτύου. Η επιτυχία των πρώτων p2p εφαρµογών οδήγησε το επιστηµονικό ενδιαφέρον στην εκµετάλλευση των p2p αρχιτεκτονικών σε επιχειρηµατικές εφαρµογές. Η αρχιτεκτονική των p2p δικτύων θα αποδώσει µεγαλύτερη ευελιξία στις επιχειρήσεις καθώς και µεγαλύτερη «επιστροφή» των επενδύσεων σε ΙΤ. Εν συντοµία ένα p2p δίκτυο επιτρέπει την υψηλά αποκεντρωµένη αρχιτεκτονική δικτύου, µε τους υπολογιστές να µπορούν να αλληλεπιδρούν µεταξύ τους µε µικρό ή και χωρίς κεντρικό έλεγχο 5.3 Το όραµα των οντολογιών Όπως ήδη υποστηρίχθηκε, οι οντολογίες συνδυάζουν δύο σηµαντικές ικανότητες που βοηθούν τα διαδίκτυα να εκµεταλλευτούν πλήρως στις δυνατότητές τους[33]. Πρώτον, οι οντολογίες καθορίζουν την επίσηµη σηµασιολογία για τις πληροφορίες, επιτρέποντας έτσι την επεξεργασία πληροφοριών από έναν υπολογιστή και δεύτερον, καθορίζουν την σηµασιολογία του πραγµατικού κόσµου, µε τις οποίες είναι δυνατή η σύνδεση των δεδοµένων που µπορεί να επεξεργαστεί ένας υπολογιστής µε τις έννοιες και τις ορολογίες που χρησιµοποιούν οι άνθρωποι. Η δεύτερη ικανότητα των p2p δικτύων απέχει ακόµη πολύ από την πλήρη µελέτη της, πως µπορούν οι οντολογίες να χρησιµοποιηθούν για να επικοινωνήσουν οι σηµασιολο- 92

107 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ γίες του πραγµατικού κόσµου µεταξύ ανθρώπων και τεχνητών πρακτόρων. Είναι κοινώς αποδεκτό πως η εργασία που πραγµατοποιείται σχετικά µε τις οντολογίες είναι εν µέρει αποπροσανατολισµένη από το στόχο της, µε την έννοια ότι αγνοεί κύρια προβλή- µατα στον σχεδιασµό τους και στην πραγµατική χρησιµοποίησή τους. Το µεγαλύτερο µέρος των ερευνών αντιµετωπίζει τις οντολογίες σαν αποµονωµένη θεωρία που καλύπτει ενδεχοµένως ένα µεγάλο αριθµό εννοιών, σχέσεων, και περιορισµών. Είναι πλέον φανερό πως οι οντολογίες πρέπει να εξετάζονται από µία ευρύτερη άποψη, πρέπει να έχουν µια δικτυακή αρχιτεκτονική και να είναι δυναµικές. Με άλλα λόγια, οι οντολογίες πρέπει να εξετάζουν την ετερογένεια του χώρου, και την ανάπτυξη στο χρόνο. Ετερογένεια στο χώρο: οντολογία ως δίκτυα εννοιών Από πολύ νωρίς κατανοήθηκε πως η ετερογένεια θα είναι µία βασική προϋπόθεση για το δίκτυο των οντολογιών. Τα εργαλεία για την αντιµετώπιση των συγκρουόµενων περιορισµών και την ισχυρή υποστήριξη των διασυνδεδεµένων τοπικών θεωριών είναι απαραίτητα ώστε να µετατραπεί αυτή η τεχνολογία σε ικανή για εργασία και κλιµάκωση, όπως είχε συµβεί και στο πρώιµο στάδιο του διαδικτύου. Η Gnutella, ένα P2P δίκτυο, είναι µία περίπτωση επί του θέµατος όπου οι πράκτορες µπορούν να εισέλθουν και να εξέλθουν από αυτό δυναµικά. Μπορούν επιπλέον να επικοινωνούν το τοπικό περιβάλλον άλλων πρακτόρων. Η έρευνα και η ενασχόληση πλέον δε στρέφεται γύρω από τις οντολογίες ως µεµονωµένες οντότητες αλλά ως δίκτυα(οντολογιών). Οι οντολογίες πρέπει να πληρούν τις τρεις πιο κάτω προϋποθέσεις: 1. Να συνδέουν τις τοπικές αντιλήψεις οι οποίες εξετάζουν τους ετερογενείς ορισµούς και τις εξατοµικευµένες απόψεις. 2. Να υποστηρίζουν την εύκολη διαµόρφωση και αναδιαµόρφωση δικτύων ο- ντολογιών σύµφωνα µε τις ανάγκες επικοινωνίας των πρακτόρων. 3. Μέσω µεθόδων και εργαλείων που βοηθούν τους πράκτορες να σχηµατίσουν οµοφωνίες, επιτρέποντας τους να ανταλλάσουν έννοιες. Σκοπός των οντολογιών είναι να εξασφαλίζουν την επικοινωνία µεταξύ των διάφορων πρακτόρων. Ανάπτυξη µέσα στο χρόνο, ενεργές οντολογίες 93

108 Αρχικά, µια οντολογία πρέπει να απεικονίζει την αλήθεια µιας ορισµένης πτυχής της πραγµατικότητας. Σήµερα, οι οντολογίες χρησιµοποιούνται ως µέσα α- νταλλαγής νοηµάτων µεταξύ διαφορετικών µηχανών. Εξ ορισµού, οι οντολογίες είναι αποτέλεσµα κοινωνικών διεργασιών και δεν πρέπει να αντιµετωπίζονται στατικά. Μια οντολογία είναι χρήσιµη για την ανταλλαγή νοήµατος αλλά κάτι τέτοιο είναι πιθανό στη συνέχεια να επηρεάσει και να τροποποιήσει µία οντολογία. Συνεπώς, η πραγµατική πρόκληση για τις οντολογίες είναι η κατοχή πρωτοκόλλων που επιτρέπουν τη διαδικασία εξέλιξης των οντολογιών. 5.4 Peer-2-Peer, Οντολογίες και γνώση Στις σηµερινές, βασισµένες στη γνώση, οικονοµίες, η ανταγωνιστικότητα των επιχειρήσεων και η ποιότητα της εργασίας είναι άρρηκτα συνδεδεµένη µε τη δυνατότητα των εταιριών να δηµιουργούν γνώση και να τη διανέµουν αποτελεσµατικά στα διάφορα τµήµατά τους. Σε αυτό το τµήµα της εργασίας συζητείται το ζήτηµα της διαχείρισης γνώσης που βασίζεται στο συνδυασµό της τεχνολογίας Peer-2-Peer και της τεχνολογίας του σηµασιολογικού ιστού[33] Ανεπάρκειες της τεχνολογίας Peer-2-Peer και των οντολογιών ως ξεχωριστά πρότυπα Η τεχνολογία P2P στην παρούσα φάση αποτελεί µια τάση για τις ενδοδικτυακές εφαρ- µογές αλλά και για τις εφαρµογές του διαδικτύου. Οι αναλυτές αναµένουν την ταχύτατη ανάπτυξή της σηµασίας για τις λύσεις διαχείρισης γνώσης σε µεγάλες κυρίως επιχειρήσεις. Επιχειρήσεις όπως η Microsoft, ΙΒΜ, Intel, SAP, και η Sun έχουν αναγγείλει τις πρώτες λύσεις σχετικά µε αυτό το θέµα. Οι emerging P2P λύσεις ταιριάζουν όλο και περισσότερο στην αποκεντρωµένη φύση των σηµερινών επιχειρήσεων και οργανισµών, είτε πρόκειται για µια µεµονωµένη επιχείρηση είτε για ένα µεγάλο δίκτυο εταιριών. Καθιστούν εφικτό για τους διαφορετικούς πιθανούς συµµετέχοντες να διατηρούν διαφορετικές απόψεις και να µπορούν να ανταλλάσσουν πληροφορίες µεταξύ τους. Με αυτόν τον τρόπο αποφεύγονται προβλήµατα που συνδέονται µε παραδοσιακότερες λύσεις, οι οποίες στηρίζονται στον µοναδικό ή σε έναν µικρό αριθµό συγκεντρωµένων κεντρικών εξυπηρετητών. Την ίδια στιγµή όµως, επειδή στηρίζονται στην αναζήτηση 94

109 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ µέσω λέξης-κλειδιού και σε απλές τεχνικές αναπαράστασης γνώσης οι P2P λύσεις είναι εξαιρετικά περιορισµένων ικανοτήτων. Οι P2P λύσεις δεν µπορούν εύκολα να υποστηρίξουν την εισαγωγή νέων εννοιών, και δυσκολεύονται να καθορίσουν εάν δύο όροι είναι ισοδύναµοι. Η τρέχουσα κατάσταση προόδου στην επιστήµη της διαχείρισης γνώσης εστιάζεται σε ένα ή σε σχετικά µικρό αριθµό αποθηκών γνώσης-υψηλά κεντρικοποιηµένων- όπου οι οντολογίες αποτελούν το σηµαντικότερο µέσο για την αναζήτηση και εξόρυξη γνώσης. Η υπόθεση αυτή τελικά αποβαίνει ιδιαίτερα περιοριστική για τους εξής δύο λόγους: 1. ηµιουργεί σηµαντικές δυσχέρειες και συνεπάγεται σηµαντικά γενικά διαχειριστικά έξοδα, ειδικά όσον αφορά µεγάλα και σύνθετα προβλήµατα. 2. εν υποστηρίζει την εύκολη διατήρηση και τη δυναµική ανανέωση/αναβάθµιση των οντολογιών έτσι ώστε να εκφράζουν τις µεταβαλλόµενες ανάγκες των χρηστών, τις δυναµικές επιχειρηµατικές διαδικασίες ή ακόµη και τις νέες συνθήκες της αγοράς. Αντίθετα η τεχνολογία P2P προσφέρει την υπόσχεση της εξάλειψης αυτών των περιορισµών. Η ουσία του P2P είναι ότι κάθε κόµβος σε ένα δίκτυο µπορεί άµεσα να εκµεταλλευτεί τις πηγές γνώσης ενός άλλου κόµβου µέσα στο ίδιο δίκτυο, χωρίς τη µεσολάβηση κάποιου κεντρικού εξυπηρετητή. Η τεράστια επιτυχία των δικτύων όπως τα Napster και Gnutella, καθώς επίσης και οι βιοµηχανικές πρωτοβουλίες έχουν αποδείξει ότι τα P2P δίκτυα είναι ιδιαιτέρως ισχυρά όταν χρησιµοποιούνται για τη διανοµή αρχείων µέσω του παγκόσµιου ιστού χωρίς τη µεσολάβηση οποιασδήποτε κεντρικής διαχείρισης και µε την παράδοση των αρχείων στο χρήστη βάσει των ιδιαίτερων αναγκών αυτού. Παρόλα αυτά όµως, και η τεχνολογία P2P παρουσιάζει σηµαντικούς περιορισµούς: 1. Σε πολλά έργα πληροφορικής, τα P2P δίκτυα συζητούνται είτε ως λύση σε επίπεδο πρωτοκόλλου είτε ως µέσο διανοµής στο δίσκο. Εντούτοις αυτά είναι ζητήµατα δευτερεύουσας σπουδαιότητας για τη διαχείριση γνώσης. Στόχος των P2P δικτύων είναι η διάχυση πληροφορίας και γνώσης και όχι η οργάνωση του συστήµατος αποθήκευσης δίσκων ή κυκλοφορίας µέσα σε ένα δίκτυο. 95

110 2. Οι υπάρχουσες λύσεις όπως Napster και Gnutella παρέχουν πολύ περιορισµένη υποστήριξη όσον αφορά τη διανοµή πληροφοριών και γνώσης. Η εφαρµογή Napster υποστηρίζει µόνο αναζητήσεις βασισµένες σε λέξεις κλειδιά, ενώ η ε- φαρµογή Gnutella δεν παρέχει προκαθορισµένο τρόπο αναζήτησης, δηλαδή κάθε πελάτης(client) στην Gnutella είναι απολύτως ελεύθερος σχετικά µε το πώς θα ερµηνεύσει µια ερώτηση. 3. Οι κυριότερες βιοµηχανικές προσπάθειες που πραγµατοποιούνται, όπως από την Sun Microsystems (JXTA)[56] περιορίζουν τις P2P υπηρεσίες στο απόλυτο ταίριασµα της φράσης, καθώς δεν παρέχουν καµία υποστήριξη για τις κοινές οντολογίες. Οι ερωτήσεις ορίζονται µε αυθαίρετα σχήµατα XML, και δε γίνεται κα- µία προσπάθεια να χρησιµοποιηθεί η RDF και το RDF σχήµα για να γίνει εφικτή η έκφραση κοινών λεξιλογίων. Τελικά η JXTA(Sun Microsystems) περιορίζει τις ερωταπαντήσεις στη χρήση πηγών από µία µόνο τοποθεσία, ενώ στην πραγµατικότητα πολλές ερωτήσεις θα απαιτούσαν συνδυασµό πληροφοριών από διαφορετικές πηγές και θέσεις. 4. Η αναζήτηση/επιλογή σηµείων(peer) δεν είναι ακόµη πραγµατικά βασισµένη στο περιεχόµενο. Η αναζήτηση/επιλογή σηµείων πρέπει να βελτιωθεί για να καθοδηγεί µια ερώτηση στο επόµενο σηµείο που περιέχει γνώση και όχι σε κάποιο άλλο αυθαίρετα. Αυτές οι ελλείψεις καθιστούν τα τρέχοντα P2P συστήµατα ακατάλληλα για το σκοπό της διανοµής γνώσης. Κλειδί για την επιτυχία του συνδυασµού P2P και της τεχνολογίας του σηµασιολογικού δικτύου είναι η χρήση των emergent semantics. Τα emergent semantics µπορούν να στηριχθούν σε απλές ή πιο σύνθετες οντολογίες που έχουν δηµιουργηθεί από διαφορετικά άτοµα, τµήµατα ή εταιρίες. Αφού εξετάσουν την επικάλυψη µεταξύ των οντολογικών ορισµών και της χρήσης των εννοιών και των σχέσεων µε πραγµατικά δεδοµένα, τότε εξάγουν κοινές οντολογίες για αυτά τα σύνολα ατόµων ή οµάδων. Επίσης, τεχνολογικά εξελιγµένα εργαλεία θα χρησιµοποιήσουν αυτούς τους ορισµούς για να εξασφαλίσουν ότι η γνώση θα είναι κατάλληλα δοµηµένη, έτσι ώστε να βρίσκεται εύκολα. Έτσι, η διαχείριση γνώσης θα µπορούσε να αποτελέσει µία πραγ- µατικότητα σε µία κατανεµηµένη δοµή χωρίς να αυξηθούν τα γενικά έξοδα από τη διοίκηση των εταιριών. 96

111 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ Προκλήσεις στην ολοκλήρωση Peer-2-Peer και οντολογιών Η προσέγγιση της διαχείρισης γνώσης µε τη χρήση οντολογιών και του σηµασιολογικού ιστού σε συνδυασµό µε την p2p προσέγγιση διαχείρισης γνώσης έχουν ως σκοπό τη βελτιστοποίηση των ωφελειών µε την ενσωµάτωση των πλεονεκτηµάτων από τις δύο προσεγγίσεις και την εξάλειψη των περισσοτέρων µειονεκτηµάτων[33]. Το πιο κάτω σχήµα 5.3[33] παρουσιάζει τα πλεονεκτήµατα των βασισµένων σε p2p συστήµατα διαχείρισης γνώσης. Στο σχήµα αυτό απεικονίζεται η ποιοτική σύγκριση των ωφελειών που προκύπτουν από ένα σύστηµα διαχείρισης γνώσης προς το ποσό γνώσης µέσα σε αυτό το σύστηµα. Ως ωφέλειες λογίζονται ο χρόνος που εξοικονοµείται ή η περιττή εργασία που αποφεύγεται και εκφράζονται σε οικονοµικούς όρους. Σχήµα 5.4: Ποιοτική σύγκριση των ωφελειών ως αποτέλεσµα των επενδύσεων σε συστήµατα διαχείρισης γνώσης Είναι βέβαιο πως οι σαφώς ορισµένες οντολογίες µπορούν να αυξήσουν τις ωφέλειες από κάθε λύση συστήµατος διαχείρισης γνώσης καθώς µπορούν να βελτιώσουν την α- κρίβεια της πρόσβασης και διανοµής γνώσης. Μελετώντας το πιο πάνω σχήµα, οι λύσεις που βασίζονται στα p2p δίκτυα ακόµα και µε µηδενική επένδυση είναι δυνατόν να αποδώσουν θετικά αποτελέσµατα, σε αντίθεση µε τα συµβατικά συστήµατα για τα ο- ποία πάντα υπάρχει η ανάγκη για εκτενείς και ακριβές επενδύσεις. Για το λόγο αυτό µία συνδυασµένη προσέγγιση p2p δικτύων και σηµασιολογικού διαδικτύου υπερτερεί έναντι κάθε άλλου έµπειρου, αλλά συµβατικού συστήµατος διαχείρισης γνώσης. Παρόλα αυτά κάθε καινοτόµα προσέγγιση παρουσιάζει σηµαντικές προκλήσεις[33]: 1. Επιλογή κατάλληλου κόµβου. Στοχεύοντας να λάβουµε τις σωστές απαντήσεις χωρίς να θέσουµε πληθώρα ερωτηµάτων στους κόµβους, θα πρέπει να θέτουµε τα ερωτήµατα στους σωστούς κόµ- 97

112 βους. Αυτό µπορεί να επιτευχθεί µε την εύρεση µηχανισµών που θα επιλέγουν τον κόµβο που θα αποστέλλουν το ερώτηµα. 2. Μεταβολή οντολογιών. Οι διαφορετικοί κόµβοι θα χρησιµοποιήσουν διαφορετικές οντολογίες. Τα εργαλεία παράταξης, χαρτογράφησης και απεικόνισης των οντολογιών πρέπει να διαχειριστούν διαφορετικές οντολογίες, έστω κι αν κάποιες συσχετίσεις δεν έχουν σαφώς καθορισµένες. Σε κάποιες περιπτώσεις η χρήση των emergent semantics στην ανάλυση της γνώσης που περιέχουν οι κόµβοι βοηθά στην παράταξη και τη χαρτογράφηση. 3. Έλλειψη οντολογικής ακρίβειας. Οι οντολογίες παράγονται από τις ενέργειες των χρηστών, όπως για παράδειγµα από τις ταξινοµήσεις που πραγµατοποιούν µέσα σε φακέλους (folders) ή τη χρήση των µεταδεδοµένων (metadata). Σε κάθε δίκτυο οι οντολογίες ορίζονται µε ανακρίβειες και «ακαταστασία», και αυτό αποτελεί τον κανόνα και όχι την εξαίρεση. Σε αυτές τις περιπτώσεις η χρήση µιας µηχανής εξαγωγής συµπερασµάτων, που να µπορεί να θέτει αλλά και να απαντά ερωτήµατα, είναι απαραίτητη. 4. Εξέλιξη των οντολογιών Σε ένα P2P περιβάλλον δεν υπάρχει κάποιος που να προσδοκά τη συντήρηση και αναβάθµιση των οντολογιών(στην πλειονότητα των περιπτώσεων οι χρήστες α- γνοούν τη λειτουργία των οντολογιών στις εφαρµογές και τα µηχανήµατά τους)[44]. Ως αποτέλεσµα αυτού, θα πρέπει να σχεδιαστούν µηχανισµοί οι οποίοι να επιτρέπουν στις οντολογίες να ανανεώνονται(από µόνες τους), προκειµένου να ενσωµατώνουν την εξέλιξη, όπως αυτή διαµορφώνεται κάθε φορά. Με βάση τις ερωτήσεις και τις απαντήσεις σε κάποια άλλα σηµεία του P2P δικτύου, οι οντολογίες θα πρέπει να ρυθµίσουν τους ορισµούς τους αναλόγως. Κάθε µια από αυτές τις προκλήσεις θα απαιτήσει σηµαντική έρευνα από την πλευρά της τεχνολογίας των οντολογιών. 98

113 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ 5.5 Η µελλοντική προοπτική της διαχείρισης γνώσης Ο συνδυασµός οντολογιών και των δικτύων P2P µπορούν να δώσουν υποσχέσεις για µελλοντική έρευνα και ανάπτυξη εργαλείων που θα βελτιώσουν τις λειτουργίες και τα αποτελέσµατα στη διαχείριση της γνώσης. Προτείνεται, λοιπόν, η ανάπτυξη και ισχυροποίηση λύσεων διαχείρισης γνώσης, τα οποία θα βασίζονται στα δίκτυα P2P. Σε αυτές τις εφαρµογές η γνώση θα ανακτάται και θα ανανεώνεται µε τρόπο απόλυτα αποκεντρωτικό, µε την έννοια ότι θα εξαλειφθούν οι περιορισµοί των σηµερινών τρόπων διαχείρισης γνώσης σύµφωνα µε τους οποίους η γνώση οργανώνεται γύρω από ένα ή ένα πολύ µικρό αριθµό κεντρικών κόµβων γνώσης Τα δίκτυα P2P για τη δηµιουργία οντολογιών Η τεχνολογία των οντολογιών θα πρέπει να κινηθεί προς τα ανώτερα επίπεδα και να χρησιµοποιήσει τη σηµασιολογία για την προσέγγιση και ανάκτηση της γνώσης. Οι κεντρικοποιηµένες οντολογίες είναι ιδιαίτερα στατικές όταν προσδιορίζονται στα πλαίσια ενός παραδοσιακού δικτύου, σε αντίθεση µε τα ενδιαφέροντα και τις προοπτικές των χρηστών που εξελίσσονται γρήγορα και συχνά. Συνδυάζοντας όλα τα παραπάνω, προτείνεται η ανάπτυξη τεχνολογιών που παρέχουν στους χρήστες την ελευθερία να επιλέξουν από µόνοι του τις οντολογίες που τους εξυπηρετούν. Τα δίκτυα P2P είναι σε θέση να εκµεταλλευτούν τη δυναµική φύση των οντολογιών και να βοηθήσουν τόσο στην περαιτέρω εξέλιξη τους αλλά και στη οµοιόµορφη παρουσίαση των κοινών παρανοµαστών των οντολογιών[33]. Κατά συνέπεια, τα δίκτυα P2P µπορούν να δώσουν αποτελέσµατα σε σηµασιολογικές αναζητήσεις χωρίς τη χρήση κεντρικών οντολογιών Οι οντολογίες για τα δίκτυα P2P και η διαχείριση γνώσης Οι λύσεις που προσφέρουν τα δίκτυα P2P, ωθούν σε αλλαγή τις ήδη υπάρχουσες προσεγγίσεις διαχείρισης γνώσης που βασίζονται στις οντολογίες[33]. Οι οντολογίες δίνουν στους χρήστες τη δυνατότητα για υψηλή ακρίβεια στα αποτελέσµατα των αναζητήσεών τους. Παρόλα αυτά είναι αναγκαίο να εξελιχθεί η χρήση των οντολογιών. Για παράδειγµα, η εξαγωγή συµπερασµάτων µε τη χρήση των οντολογιών θα πρέπει να προσαρ- µοστεί, νέες τεχνικές απεικόνισης θα πρέπει να εξεταστούν, ώστε να εφαρµοστεί η διά- 99

114 κριση µεταξύ των τοπικών και των κοινών οντολογιών. Η χρήση των emergent semantics δίνει απόλυτη ελευθερία στον χρήστη, αλλά τα εργαλεία οντολογίας πρέπει να προσαρµοστούν για να αντιµετωπίσουν κάθε νέα πρόκληση της νέας προσέγγισης. Η µέχρι σήµερα έρευνα και οι υλοποιήσεις των αποτελεσµάτων αυτής µας οδηγούν στην απόφαση της από κοινού χρησιµοποίησης των P2P δικτύων και του σηµασιολογικού ιστού, η οποία λύση θα πρέπει να προσαρµοστεί στο δυναµικό και ευµετάβλητο περιβάλλον. Μία τέτοια προσέγγιση θα πρέπει να λάβει υπόψη της την δυναµική σύνθεση των P2P δικτύων, ως προς το ζήτηµα της ανάκτησης των διαδικτυακών υπηρεσιών. Για να αντιληφθούµε την πλήρη δυναµική ενός P2P δικτύου θα πρέπει να κατανοήσουµε και να εξερευνήσουµε τις αλληλεπιδράσεις µεταξύ των κόµβων[48]. Αυτό µπορεί να επιτευχθεί µε τη χρήση κόµβων βασισµένων σε οντολογίες, που παρέχουν τυποποιηµένη µορφή γενικών δεδοµένων για την ταξινόµηση και τη διαχείριση των κόµβων. Η χρήση των οντολογιών για την περιγραφή των κόµβων παρέχει τα παρακάτω οφέλη[44] : Ικανότητα διαµοιρασµού της κοινής αντίληψης για τη δοµή της πληροφορίας µεταξύ των κόµβων και των πρακτόρων Επιτρέπει την επαναχρησιµοποίηση της γενικής γνώσης Καταστά τις γενικές υποθέσεις ρητές/σαφείς ιαχωρισµός της γενικής γνώσης από τη λειτουργική Ανάλυση της γενικής γνώσης Στο πιο κάτω σχήµα αναπαρίσταται το παράδειγµα που ακολουθεί. Το παράδειγµα α- φορά την υπόθεση χρήσης οντολογικά ορισµένων κόµβων που προσδιορίζουν µία εικονική κοινότητα κόµβων. Η κοινότητα αυτή φιλοξενεί διάφορες διαδικτυακές υπηρεσίες µε σκοπό την αγορά ταξιδιωτικών «πακέτων». Η µηχανή εκείνη που πρέπει να εξερευνήσει τους κόµβους της στο δίκτυο, είτε για ανάκτηση διαδικτυακής υπηρεσίας είτε για αναζήτηση πληροφοριών, πρέπει να στείλει δεκάδες ερωτήµατα σε όλους τους άµεσα συνδεδεµένους κόµβους. Η απάντηση µπορεί να είναι αρνητική, θετική ή αναφορά ενός κόµβου που µπορεί δυναµικά να αποτελεί τµήµα της απαραίτητης οµάδας. Μία κοινότητα ενδιαφέροντος µπορεί να είναι τόσο µικρή που να αποτελείται από δύο κόµβους ή 100

115 ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΚΑΙ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΑ ΙΚΤΥΟ τόσο µεγάλη που να περιέχει όλο το διαδίκτυο. Οι κοινότητες µπορούν να επικαλύψουν τους κόµβους είτε οι κόµβοι να ανήκουν σε περισσότερες από µία κοινότητες βάση της προτυποποίησής τους. Η οντολογικά βασισµένη προτυποποίηση κόµβων παρέχει τα ακόλουθα πλεονεκτήµατα[44] : Επιλύει προβλήµατα διαλειτουργικότητας µεταξύ κόµβων Επιτυγχάνει τη δυναµική αναζήτηση/ανακάλυψη κόµβων Επιτυγχάνει τη δυναµική σύνθεση διαδικτυακών υπηρεσιών Επιτυγχάνει ιδιωτικότητα και ασφάλεια των κόµβων (διατηρεί διαφορετικά α- ντίγραφα κόµβων για διαφορετικές αναζητήσεις) Επιτρέπει την αναζήτηση για δεδοµένα και διαδικτυακές υπηρεσίες όπως επίσης και την ανάκτηση δεδοµένων, όχι ρητά απεσταλµένων στο διαδίκτυο(ανταλλαγή αρχείων) Σχήµα 5.5: The Ontology-Based Community Group[44] ηµιουργία κοινοτήτων, super peers και Edutella Επειδή οι κοινότητες των χρηστών δεν καθορίζονται από την αποθήκη που χρησιµοποιούν αλλά από την γνώση που είναι σηµαντική για αυτές, οι χρήστες έχουν νέες δυνατότητες να αναπτύξουν νέες κοινότητες[33] απολαµβάνοντας το πλεονέκτηµα της P2P επικοινωνίας. Στα p2p δίκτυα όλοι οι κόµβοι δεν έχουν δηµιουργηθεί ίσοι. Εκµεταλλευόµενοι τις διαφορετικές δυνατότητες σε ένα p2p δίκτυο µπορούµε να δηµιουργήσουµε µία αποτελεσµατική αρχιτεκτονική δικτύου, όπου µικρότερα υποσύνολα κόµβων, οι super peers, 101

116 αναλαµβάνουν ειδικές υπευθυνότητες για το σύνολο των κόµβων, τη δροµολόγηση των ερωτηµάτων και την πιθανή µεσολάβηση αυτών. Η υποδοµή των βασισµένων σε super peers p2p δικτύων χρησιµοποιεί επιτυχώς την αρχιτεκτονική δροµολόγησης σε δύο φάσεις. Πρώτα ένα ερώτηµα δροµολογείται προς την υποδοµή ενός super peer και σε δεύτερη φάση το ερώτηµα προωθείται στους κόµβους που είναι συνδεδεµένοι µε τον super peer. Η Edutella[42] βασίζεται σε super peers, µε τη µορφή αστέρα, οι οποίοι χρησιµοποιούν δείκτες δροµολόγησης. Οι δείκτες αυτοί αναγνωρίζουν την σηµασιολογική ετερογένεια των βασισµένων σε οντολογίες p2p δικτύων και εποµένως περιλαµβάνουν πληροφορίες για το σχήµα όπως και άλλους πιθανούς καταλόγους πληροφοριών. Η υποδοµή των super peers είναι υπεύθυνη για τη δροµολόγηση των µηνυµάτων και την ολοκλήρωση/µεσολάβηση των µεταδεδοµένων. Οι super peers[45] στην Edutella τοποθετούνται µε βάση την HyperCup topology, όπως φαίνεται στο επόµενο σχήµα[45]. Σχήµα 5.6: HyperCup super-peer topology Ο HyperCup αλγόριθµος µπορεί να οργανώσει τους κόµβους σε p2p δίκτυο µε µία περιοδικά επαναλαµβανόµενη διαγραµµατική µορφή. Ο HyperCup επιτρέπει την ευρεία αποτελεσµατική αναζήτηση και λειτουργεί ως εξής : Κάθε σύνδεση λαµβάνει ως ετικέτα τη διάστασή της. Κάθε κόµβος που εισάγεται στο εύρος του δικτύου στέλνει µήνυµα σε όλους τους γειτονικούς του κόµβους, σηµειώνοντας το µε µία ταµπέλα πάνω στην οποία µεταβιβάζεται το µήνυµα. Οι κόµβοι που λαµβάνουν το µήνυµα περιορίζουν την προώθηση µε την αποστολή µηνυµάτων µόνο στους κόµβους που έχουν ήδη τη συγκε- 102