Π Τ Υ Χ Ι Α Κ Η Ε Ρ ΓΑ Σ Ι Α

Transcript

1 Α Ρ Ι Σ Τ Ο Τ Ε Λ Ε Ι Ο Π Α Ν Ε Π Ι Σ Τ Η Μ Ι Ο Θ Ε Σ Σ Α Λ Ο Ν Ι Κ Η Σ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Π Τ Υ Χ Ι Α Κ Η Ε Ρ ΓΑ Σ Ι Α ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΗ ΠΛΑΤΦΟΡΜΑ ΑΓΓΕΛΙΩΝ ΛΑΖΑΡΟΥ ΔΕΣΠΟΙΝΑ ΑΕΜ: 1808 ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: ΒΑΣΙΛΕΙΑΔΗΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ, ΑΝΑΠΛΗΡΩΤΗΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2012

2

3

4

5

6

7 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Π Ε Ρ Ι Λ Η Ψ Η Ο Σημασιολογικός Ιστός αναφέρεται σε ένα σύνολο τεχνολογιών και μεθόδων μέσω των οποίων είναι δυνατή η σύνδεση των πληροφοριών με τη σημασία τους, έτσι ώστε να είναι εύκολα επεξεργάσιμες από τις μηχανές. Ο Σημασιολογικός ιστός αποτελεί την εξέλιξη του Παγκόσμιου Ιστού παρέχοντας τις απαραίτητες τεχνολογίες για την πραγματοποίηση των στόχων του. Τα δεδομένα στον Σημασιολογικό Ιστό είναι σε θέση να επεξεργαστούν, ανεξάρτητα από την πλατφόρμα, την εφαρμογή ή το πεδίο της εφαρμογής. Οι μηχανές μπορούν να αναζητήσουν αυτά τα δεδομένα, να τα επεξεργαστούν και να τα αναλύσουν με χρήσιμο τρόπο. Έτσι, το «όραμα» του Σημασιολογικού Ιστού είναι ένα «δίκτυο δεδομένων» το οποίο όχι μόνο αξιοποιεί τον τεράστιο όγκο δεδομένων που υπάρχουν στο διαδίκτυο, αλλά συνδέει επίσης τις πληροφορίες με δεδομένα σε σχεσιακές βάσεις δεδομένων. Οι βάσεις αυτές, είναι οργανωμένες βάσει των σχέσεων μεταξύ των δεδομένων και οι σχέσεις αυτές αποκαλύπτουν τη σημασιολογία των δεδομένων. Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η παρουσίαση των βασικών τεχνολογιών του Σημασιολογικού Ιστού, όπως οι υπάρχουσες γλώσσες οντολογιών και τα συστήματα συλλογιστικής και η εφαρμογή τους στην πράξη. Για το σκοπό αυτό, έγινε ανάπτυξη μιας διαδικτυακής εφαρμογής, η οποία λειτουργεί ως ιστότοπος καταχώρησης και σημασιολογικής αναζήτησης αγγελιών για προϊόντα. VII

8

9 ABSTRACT A B S T R A C T The Semantic Web is a resource oriented extension of the current Web that aims to afford a common framework for sharing and reusing data across heterogeneous agents, applications and systems. The data in the Semantic Web can be processed, regardless of platform, application or domain restrictions. Machines can search, process and analyze this information, in a formal, machine-understandable way. Thus, the "vision" of the Semantic Web is a "data network" which not only utilizes the enormous amounts of data on the internet, but also links this information with data stored in relational databases. These databases are organized based on the relationships between the data that describe the recourses in a unambiguous manner. The purpose of this thesis is to present the fundamental technologies of the Semantic Web, such as the existing ontology languages and reasoning systems and to investigate the way these technologies can be practically applied in the domain of e- commerce. For this purpose, we developed a web application, which serves as site for registering and semantically searching advertisements about products. IX

10

11 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Ε Υ Χ Α Ρ Ι Σ Τ Ι Ε Σ Πριν την παρουσίαση των αποτελεσμάτων της παρούσας εργασίας, αισθάνομαι την υποχρέωση να ευχαριστήσω ορισμένους από τους ανθρώπους που γνώρισα, συνεργάστηκα μαζί τους και έπαιξαν πολύ σημαντικό ρόλο στην πραγματοποίησή της. Αρχικά θα ήθελα να ευχαριστήσω τον επιβλέποντα της πτυχιακής μου εργασίας και αναπληρωτή του Τμήματος Πληροφορικής Νικόλαο Βασιλειάδη για την εμπιστοσύνη και την ανάθεση της παρούσας πτυχιακής εργασίας αλλά και για τη συνεχή καθοδήγησή του. Θα ήθελα επίσης να εκφράσω τις θερμές μου ευχαριστίες στον Γιώργο Μεδίτσκο για την κατανόηση και τη διαρκή βοήθειά του. Τέλος, πολλά ευχαριστώ στην οικογένεια και στους φίλους μου για τη συνεχή στήριξη, που χωρίς αυτούς η ολοκλήρωση αυτής της εργασίας δεν θα ήταν δυνατή. Ιούνιος 2012 Δέσποινα Λαζάρου XI

12

13 Π Ε Ρ Ι Ε Χ Ο Μ Ε Ν Α ΠΕΡΙΛΗΨΗ... VII EXECUTIVE SUMMARY... IX ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ... XI ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΛΙΣΤΑ ΣΧΗΜΑΤΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΤΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΔΟΜΗ ΤΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Ο ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΣ ΙΣΤΟΣ ΟΡΙΣΜΟΣ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΙΣΤΟΥ ΕΠΙΠΕΔΑ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΙΣΤΟΥ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΙΣΤΟΥ ΜΕΤΑΔΕΔΟΜΕΝΑ ΟΝΤΟΛΟΓΙΕΣ ΛΟΓΙΚΗ ΚΑΙ ΑΠΟΔΕΙΞΗ ΠΡΑΚΤΟΡΕΣ ΔΟΜΗΜΕΝΑ ΈΓΓΡΑΦΑ ΙΣΤΟΥ: Η ΓΛΩΣΣΑ XML ΓΛΩΣΣΕΣ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΗΣ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗΣ RDF (RESOURCE DESCRIPTION FRAMEWORK) ΒΑΣΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ RDF RDF: ΣΥΝΤΑΞΗ ΒΑΣΙΣΜΕΝΗ ΣΤΗΝ XML RDF SCHEMA (RDFS) ΣΥΝΤΑΞΗ RDF SCHEMA... 30

14 2.4.3 OWL (WEB ONTOLOGY LANGUAGE) ΥΠΟΓΛΩΣΣΕΣ ΤΗΣ OWL ΠΛΑΙΣΙΑ ΣΥΜΒΑΤΟΤΗΤΑΣ OWL ΚΑΙ RDF/RDF SCHEMA ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΥΛΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΥΛΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΠΟΥ ΒΑΣΙΖΟΝΤΑΙ ΣΕ ΚΑΝΟΝΕΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΥΛΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΠΟΥ ΒΑΣΙΖΟΝΤΑΙ ΣΕ ΠΕΡΙΓΡΑΦΙΚΗ ΛΟΓΙΚΗ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΙΣΤΟΥ ΧΡΗΣΗ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΙΣΤΟΥ SPARQL (SPARQL PROTOCOL AND RDF QUERY LANGUAGE) ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΟΥ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΙΣΤΟΥ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΗ ΑΝΑΖΗΤΗΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΜΑΘΗΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΥΓΕΙΑ/ΒΙΟΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΙΣΤΟΥ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΓΙΑ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΙΣ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΓΝΩΣΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟ ΕΜΠΟΡΙΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ Η ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ Η ΟΝΤΟΛΟΓΙΑ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

15 5.1 Η ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΜΕΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΕΠΕΚΤΑΣΕΙΣ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Ι: ΑΝΑΦΟΡΕΣ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙΙ: ΟΝΤΟΛΟΓΙΑ

16 Λ Ι Σ Τ Α Σ Χ Η Μ ΑΤ Ω Ν ΕΙΚΟΝΑ 1: Η ΕΞΕΛΙΞΗ ΑΠΟ ΤΟΝ ΠΑΓΚΟΣΜΙΟ ΙΣΤΟ ΣΤΟΝ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟ ΙΣΤΟ ΕΙΚΟΝΑ 2: ΤΑ ΕΠΙΠΕΔΑ ΤΟΥ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΙΣΤΟΥ ΟΠΩΣ ΤΑ ΔΙΑΤΥΠΩΣΕ ΑΡΧΙΚΑ Ο TIM BERNERS-LEE ΕΙΚΟΝΑ 3: ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΙΣΤΟΥ ΕΙΚΟΝΑ 4: ΓΡΑΦΙΚΗ ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΣΗ ΤΡΙΠΛΕΤΑΣ RDF ΕΙΚΟΝΑ 5: ΣΧΕΣΕΙΣ ΥΠΟΚΛΑΣΕΩΝ ΜΕΤΑΞΥ RDF/RDFS ΚΑΙ OWL ΕΙΚΟΝΑ 6: Η ΕΦΑΡΜΟΓΗ SWOOGLE ΕΙΚΟΝΑ 7: Η ΟΝΤΟΛΟΓΙΑ ΥΠΗΡΕΣΙΩΝ OWL-S ΕΙΚΟΝΑ 8: Η ΕΦΑΡΜΟΓΗ CYCORP ΕΙΚΟΝΑ 9: Η ΕΦΑΡΜΟΓΗ BEST BUY

17 Κ Ε Φ Α Λ Α Ι Ο 1 : Ε Ι Σ Α Γ Ω Γ Η 17

18

19 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1 ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΤΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Ο Σημασιολογικός Ιστός αποτελεί την εξέλιξη της τεχνολογίας του Παγκόσμιο Ιστού που μέχρι σήμερα όλοι γνωρίζουμε. Ο Σημασιολογικός Ιστός καλείται ουσιαστικά να καλύψει το κενό του Παγκόσμιου Ιστού, δηλαδή την έλλειψη σημασίας στις λέξεις. Το όραμα του, είναι οι λέξεις να αποκτήσουν νόημα και να μπορούν να διαβαστούν από τις μηχανές. Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη των τεχνολογιών του Σημασιολογικού Ιστού και η εφαρμογή τους στην πράξη. Για το σκοπό αυτό, έγινε ανάπτυξη μιας διαδικτυακής εφαρμογής, η οποία λειτουργεί ως ιστότοπος καταχώρησης και αναζήτησης αγγελιών. Οι βασικές λειτουργίες της εφαρμογής αυτής είναι η δυνατότητα καταχώρησης αγγελιών από τους χρήστες και η αποθήκευση τους σε σημασιολογική βάση και η αναζήτηση των αγγελιών αυτών βάση διάφορων κριτηρίων. 1.2 ΔΟΜΗ ΤΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Πιο αναλυτικά, η εργασία δομείται σε κεφάλαια ως εξής: Κεφάλαιο 2: Στο κεφάλαιο αυτό, δίνονται πληροφορίες για τον Σημασιολογικό Ιστό αλλά και μια περιγραφή της αρχιτεκτονικής του. Επίσης, δίνονται πληροφορίες για τις τεχνολογίες του Σημασιολογικού Ιστού. Στη συνέχεια, υπάρχει μια αναφορά στην γλώσσα για δομημένα έγγραφα, την XML. Ακολουθεί, μια εκτενής περιγραφή των γλωσσών σημασιολογικής περιγραφής, RDF, RDF Schema και OWL. Τέλος, παρουσιάζονται τα συστήματα συλλογιστικής στα οποία βασίζεται ο Σημασιολογικός Ιστός. Πιο αναλυτικά, περιγράφονται τα συστήματα συλλογιστικής που βασίζονται σε κανόνες αλλά και τα συστήματα συλλογιστικής που βασίζονται στην περιγραφική λογική. Κεφάλαιο 3: Στο κεφάλαιο αυτό, παρουσιάζονται οι εφαρμογές του Σημασιολογικού Ιστού. Αρχικά, υπάρχει μια ανάλυση για το που χρησιμοποιείται ο Σημασιολογικός Ιστός αλλά και της γλώσσας για ερωτήματα RDF, την SPARQL. Επίσης, παρουσιάζεται η αρχιτεκτονική των επιχειρήσεων όσο αφορά τον Σημασιολογικό Ιστό. Τέλος, παρουσιάζονται διάφοροι τομείς στους οποίους έχουν ήδη υιοθετηθεί οι τεχνολογίες του Σημασιολογικού Ιστού, και έχουν ήδη αναπτυχθεί εφαρμογές με τις τεχνολογίες αυτές. Αυτοί οι τομείς είναι: η 19

20 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΕΙΣΑΓΩΓΗ σημασιολογική αναζήτηση, η ηλεκτρονική μάθηση, η ηλεκτρονική υγεία και βιοπληροφορική, οι υπηρεσίες του Σημασιολογικού Ιστού, οι εφαρμογές για επιχειρήσεις, η διαχείριση γνώσης και το ηλεκτρονικό εμπόριο. Για όλους τους πιο πάνω τομείς, περιγράφεται και ένα υπάρχον σύστημα που αναπτύχθηκε στα πλαίσια αυτά. Κεφάλαιο 4: Στο κεφάλαιο αυτό υπάρχει μια αναλυτική περιγραφή της υλοποίησης της εφαρμογής. Αρχικά, παρουσιάζονται σύντομα τα εργαλεία τα οποία χρησιμοποιήθηκαν για την ανάπτυξη της εφαρμογής. Στη συνέχεια, υπάρχουν screen shots από τη διαδικτυακή εφαρμογή και μια λεπτομερής ανάπτυξη κάθε λειτουργίας. Κεφάλαιο 5: Στο κεφάλαιο αυτό, παρουσιάζονται τα συμπεράσματα της παρούσας πτυχιακής εργασίας και αναφέρονται πιθανές επεκτάσεις της. Στο Παράρτημα Ι, υπάρχει συγκεντρωμένη η βιβλιογραφία που χρησιμοποιήθηκε. Στο Παράρτημα ΙΙ, υπάρχει σε μορφή κειμένου η οντολογία που αναπτύχθηκε. 20

21 Ο ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΣ ΙΣΤΟΣ Κ Ε Φ Α Λ Α Ι Ο 2 : Ο Σ Η Μ Α Σ Ι Ο Λ Ο Γ Ι ΚΟ Σ Ι Σ Τ Ο Σ 21

22 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Ο ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΣ ΙΣΤΟΣ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΣ ΙΣΤΟΣ Ο Παγκόσμιος Ιστός ή αλλιώς World Wide Web (WWW) είναι ένας χώρος επικοινωνίας και αλληλεπίδρασης μεταξύ των χρηστών. Με απλά λόγια, είναι όλες οι πληροφορίες και τα δεδομένα στα οποία ο χρήστης έχει πρόσβαση μέσω του internet. Η εξέλιξη αυτής της τεχνολογίας, είναι ο Σημασιολογικός Ιστός. Ο κύριος σκοπός του Σημασιολογικού Ιστού, είναι η μεγάλη δύναμη της εξέλιξης που έχει σήμερα ο Παγκόσμιος Ιστός, επιτρέποντας στους χρήστες να βρουν, να μοιραστούν αλλά και να συνδυάσουν πληροφορίες πολύ εύκολα. Οι άνθρωποι μέσω του Παγκόσμιου Ιστού είναι ικανοί να εκτελέσουν πολλές λειτουργίες όπως να μεταφράσουν λέξεις σε οποιαδήποτε γλώσσα, να δανειστούν ηλεκτρονικά ένα βιβλίο από μια βιβλιοθήκη ή να ψάξουν να βρουν τις χαμηλότερες τιμές για προϊόντα. Παρ όλα αυτά, οι μηχανές δεν είναι ικανές να πραγματοποιήσουν όλες αυτές τις λειτουργίες χωρίς την καθοδήγηση από το χρήστη, επειδή οι ιστοσελίδες είναι κατασκευασμένες για να διαβάζονται από τον άνθρωπο και όχι από μια μηχανή. Έτσι, το όραμα του Σημασιολογικού Ιστού, είναι οι πληροφορίες να μπορούν να διαβαστούν από τις μηχανές ώστε οι τελευταίες να εκτελούν λειτουργίες που αφορούν την εύρεση και το συνδυασμό πληροφοριών που βρίσκονται στον Παγκόσμιο Ιστό. Ο Σημασιολογικός Ιστός, όπως αρχικά είχε οραματιστεί, είναι ένα σύστημα που επιτρέπει στις μηχανές να κατανοήσουν και να ανταποκριθούν στα πολύπλοκα αιτήματα των ανθρώπων με βάση τη σημασία τους. Μια τέτοια κατανόηση όμως, προϋποθέτει ότι οι σχετικές πηγές πληροφοριών πρέπει να είναι σημασιολογικά δομημένες, κάτι που δεν είναι και τόσο εύκολο. 2.1 ΟΡΙΣΜΟΣ Ο Σημασιολογικός Ιστός είναι μια τεχνολογία η οποία προωθείται από την Κοινοπραξία Παγκόσμιου Ιστού, W3C (World Wide Web Consortium) 1. Στόχος του είναι να διευκολύνει τις μηχανές να κατανοήσουν τη σημασιολογία των πληροφοριών στον Παγκόσμιο Ιστό. Η έννοια του Σημασιολογικού Ιστού επινοήθηκε στις αρχές τις δεκαετίας του 60 από τους Allan M. Collins, M. Ross Quillian και Elizabeth F. Loftus σαν μια μορφή σημασιολογικής αναπαράστασης της δομημένης γνώσης. Συγκεκριμένα, επεκτείνει το δίκτυο των ιστοσελίδων που διαβάζονται από τον άνθρωπο, εισάγοντας μεταδεδομένα που είναι αναγνώσιμα από τις μηχανές και το πώς σχετίζονται μεταξύ τους. Με αυτό τον τρόπο, οι αυτοματοποιημένοι πράκτορες έχουν πρόσβαση στον Παγκόσμιο Ιστό πιο έξυπνα, και μπορούν να λειτουργούν εκ μέρους των χρηστών

23 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Ο ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΣ ΙΣΤΟΣ Εμπνευστής του Σημασιολογικού Ιστού είναι ο Tim Berners-Lee 2, ο άνθρωπος ο οποίος εφηύρε και τον Παγκόσμιο Ιστό. Όπως ο ίδιος είπε [1]: «ο Σημασιολογικός Ιστός είναι μια επέκταση του σημερινού ιστού όπου η πληροφορία έχει καλά καθορισμένο νόημα, καθιστώντας τη συνεργασία μεταξύ ανθρώπων και υπολογιστών πιο αποτελεσματική». Μεγάλη μερίδα χρηστών χρησιμοποιούν τον Παγκόσμιο Ιστό ως κύριο εργαλείο για αναζήτηση πληροφοριών. Με τα σημερινά δεδομένα, η αναζήτηση στον Παγκόσμιο Ιστό πολλές φορές επιστρέφει αποτελέσματα τα οποία δεν σχετίζονται άμεσα με το αντικείμενο της αναζήτησης, εξαιτίας της αδυναμίας των υπολογιστών να αντιληφθούν την έννοια μιας λέξης. Αυτό είναι ένα μειονέκτημα του Παγκόσμιου Ιστού το οποίο καλείται να καλύψει ο Σημασιολογικός Ιστός. Συγκεκριμένα, ο Σημασιολογικός Ιστός όπως προκύπτει και από το όνομά του, με την τεχνολογία που θα είναι κατασκευασμένος θα κατανοεί την έννοια του αντικειμένου αναζήτησης. Έτσι, θα επιστρέφει αποτελέσματα τα οποία σχετίζονται άμεσα με το αντικείμενο αναζήτησης. Ο Σημασιολογικός Ιστός συνδέει το μεγάλο όγκο πληροφοριών που προσφέρει ο Παγκόσμιος Ιστός, με πληροφορίες που βρίσκονται σε σχεσιακές βάσεις δεδομένων με αποτέλεσμα την μεγάλη αύξηση των χρήσιμων πληροφοριών. Στην εικόνα που ακολουθεί, φαίνεται η εξέλιξη από τον Παγκόσμιο στον Σημασιολογικό Ιστό. Εικόνα 1: Η εξέλιξη από τον Παγκόσμιο Ιστό στον Σημασιολογικό Ιστό

24 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Ο ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΣ ΙΣΤΟΣ 2.2 ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΙΣΤΟΥ Ο Σημασιολογικός Ιστός, παρέχει ένα σύνολο τεχνολογιών και μεθοδολογιών τα οποία υιοθετούνται σε πολλούς τομείς. Τα βασικά στοιχεία της αρχιτεκτονικής του Σημασιολογικού Ιστού είναι: Οι τεχνολογίες του Σημασιολογικού Ιστού που παρέχουν μια ισχυρή βάση για μακροπρόθεσμη σταθερότητα. Οι αρχιτεκτονικές επιχειρήσεων μπορούν να βελτιωθούν με την υιοθέτηση τεχνολογιών του Σημασιολογικού Ιστού σε επίπεδο πληροφοριών και δεδομένων. Βελτιώσεις σε επιχειρήσεις είναι αποτέλεσμα της ταχείας υιοθέτησης μιας αναδυόμενης τεχνολογίας η οποία ταιριάζει στους επαγγελματικούς στόχους μιας επιχείρησης Επίπεδα Σημασιολογικού Ιστού Η εξέλιξη του Σημασιολογικού Ιστού δημιουργείται σταδιακά, και κάθε βήμα δημιουργεί ένα επίπεδο πάνω από κάποιο άλλο (Εικόνα 2). Για τη δημιουργία ενός στρώματος πάνω από κάποιο άλλο, πρέπει να ακολουθηθούν δύο αρχές: Συμβατότητα προς τα κάτω: όπου οι πράκτορες που έχουν πλήρη γνώση ενός επιπέδου, πρέπει να είναι σε θέση να αξιοποιούν πληροφορίες χαμηλότερων επιπέδων Μερική Κατανόηση προς τα πάνω: η σχεδίαση θα πρέπει να είναι τέτοια, έτσι ώστε οι πράκτορες που έχουν πλήρη γνώσης ενός επιπέδου να μπορούν να αξιοποιούν τουλάχιστον μερικές από τις πληροφορίες των υψηλότερων επιπέδων. Εικόνα 2: Τα επίπεδα του Σημασιολογικού Ιστού όπως τα διατύπωσε αρχικά ο Tim Berners-Lee 24

25 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Ο ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΣ ΙΣΤΟΣ Πιο αναλυτικά, το πιο πάνω σχήμα αποτελείται από τις πιο κάτω έννοιες: Unicode 3 : το πρότυπο για την αναπαράσταση κειμένου σε πολλές γλώσσες URI 4 : το πρότυπο για την αναγνώριση και τον εντοπισμό πόρων XML + NS + XML Schema: η XML 5 και τα πρότυπα που σχετίζονται με αυτή όπως το namespace και το XML Schema 6, αποτελούν μέσο για τη δόμηση δεδομένων στον Παγκόσμιο Ιστό. RDF + RDS Schema: η RDF 7 αποτελεί ένα απλό μοντέλο αναπαράστασης μεταδεδομένων που αναφέρονται σε πόρους. Η RDF Schema 8 είναι μια απλή γλώσσα μοντελοποίησης του λεξιλογίου που χρησιμοποιείται στην RDF. Ontology vocabulary: οι οντολογίες είναι μια πιο πλούσια γλώσσα που παρέχει πιο σύνθετους περιορισμούς σχετικά με τους πόρους και τις ιδιότητες τους. Logic: η λογική, χρησιμοποιείται για την ενίσχυση της γλώσσας οντολογιών Proof: για την εξαγωγή συμπερασμάτων και την αναπαράσταση αποδείξεων σε γλώσσες Ιστού Trust: το επίπεδο αυτό, επιτρέπει στους ανθρώπους να κάνουν ερωτήσεις για την αξιοπιστία των πληροφοριών που παρέχεται στον Παγκόσμιο Ιστό για την εγγύηση της ποιότητάς της Τεχνολογίες Σημασιολογικού Ιστού Ο Σημασιολογικός Ιστός βασίζεται σε ένα σύνολο τεχνολογιών: τα μεταδεδομένα, τις οντολογίες, τη λογική, την απόδειξη και τους πράκτορες (Εικόνα 3) [2]. Πολλές από τις τεχνολογίες που προτείνονται από το W3C υπήρχαν ήδη, πριν καθιερωθούν ως τεχνολογίες του W3C. Αυτές οι τεχνολογίες, χρησιμοποιούνται σε διάφορες περιπτώσεις ιδίως για πληροφορίες που αφορούν ένα περιορισμένο και συγκεκριμένο τομέα, όπως η επιστημονική έρευνα ή η ανταλλαγή δεδομένων μεταξύ επιχειρήσεων

26 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Ο ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΣ ΙΣΤΟΣ Εικόνα 3: Τεχνολογίες Σημασιολογικού Ιστού Μεταδεδομένα Ο όρος μεταδεδομένα αναφέρεται σε δεδομένα σχετικά με δεδομένα. Με αυτό τον τρόπο, οι μηχανές θα μπορούν να επεξεργαστούν δεδομένα βάση τη σημασία της πληροφορίας που περιγράφουν. Αν ο αριθμός των πληροφοριών αυτών είναι μεγάλος, ο υπολογιστής θα μπορεί να εξάγει συμπεράσματα σχετικά με τα δεδομένα και να κατανοήσει πως σχετίζονται με άλλα δεδομένα. Το δρόμο αυτό άνοιξε η XML με την προσθήκη μεταδεδομένων σε μορφή αναγνώσιμη από τον άνθρωπο. Η γλώσσα που χρησιμοποιείται από το W3C για τα μεταδεδομένα, είναι η RDF. Η RDF είναι ένα μοντέλο δεδομένων που βασίζεται σε τριπλέτες της μορφής υποκείμενο κατηγόρημα αντικείμενο. Η RDF περιγράφεται αναλυτικότερα στο επόμενη ενότητα [3] Οντολογίες Στον τομέα της επιστήμης των υπολογιστών, μια οντολογία αντιπροσωπεύει τη γνώση ως ένα σύνολο εννοιών σε ένα τομέα και τις σχέσεις μεταξύ των εννοιών αυτών. Με τις οντολογίες οι πληροφορίες χωρίζονται σε κατηγορίες ανάλογα με το θέμα τους. Ένας ορισμός της οντολογίας όπως ο T.R.Gruber διατύπωσε: «Μια οντολογία είναι μια ρητή και τυπική προδιαγραφή μιας επίνοιας». Οι οντολογίες άρχισαν να αναπτύσσονται από τη δεκαετία του 1990, όταν μια σειρά ερευνητικών δραστηριοτήτων διερευνούσε το πώς η αναπαράσταση γνώσης από την Τεχνητή Νοημοσύνη θα μπορούσε να γίνει χρήσιμη για τον Παγκόσμιο Ιστό. Η χρήση οντολογιών έχει αρκετά πλεονεκτήματα: 26

27 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Ο ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΣ ΙΣΤΟΣ Βοηθούν στη βελτίωση της ακρίβειας της αναζήτησης στον Ιστό. Βοηθούν στην οργάνωση και πλοήγηση σε Ιστότοπους. Οι διαδικτυακές αναζητήσεις μπορούν να αξιοποιήσουν πληροφορίες γενίκευσης Κάποιο λόγοι που καθιστούν τις οντολογίες απαραίτητες είναι: Το γεγονός ότι η πρόσβαση, η εύρεση και η σύνοψη της πληροφορίας γίνεται ολοένα και πιο δύσκολη. Το κενό μεταξύ της σημασίας της πληροφορίας και της καταχωρημένης πληροφορίας. Η ενοποίηση ετερογενούς πληροφορίας είναι πολύ δύσκολη σε ότι έχει σχέση με συνώνυμα, αντώνυμα κ.λπ. Οι άνθρωποι δεν μπορούν να μοιραστούν την υπάρχουσα γνώση αν δεν μιλούν την ίδια γλώσσα. Ο Σημασιολογικός Ιστός βασίζεται σε ένα σύνολο τεχνολογιών το οποίο επιτρέπει στους χρήστες να δημιουργήσουν αποθήκες δεδομένων στον Ιστό, να δημιουργήσουν λεξιλόγια και να γράψουν κανόνες για τον χειρισμό των δεδομένων. Τα τελευταία χρόνια έχουν αναπτυχθεί αρκετές γλώσσες οντολογιών. Οι σημαντικότερες από αυτές είναι οι: RDF RDF Schema OWL 9 Περισσότερες πληροφορίες για τις συγκεκριμένες γλώσσες παρουσιάζονται στην επόμενη ενότητα Λογική και Απόδειξη Η λογική είναι το πεδίο το οποίο βοηθά στην αναπαράσταση γνώσης και την εξαγωγή συμπερασμάτων. Η αναπαράσταση γνώσης είναι ένα πεδίο της τεχνητής νοημοσύνης που περιλαμβάνει συντακτικές και σημασιολογικές παραδοχές, για την περιγραφή ενός κόσμου. Η αναπαράσταση γνώσης χρειάζεται για την εξαγωγή συμπερασμάτων από τον υπολογιστή με αυτόματο τρόπο. Χρησιμοποιώντας ένα τέτοιο σύστημα ένας πράκτορας λογισμικού μπορεί να αποφασίσει για το αν ένας συγκεκριμένος πόρος ικανοποιεί τις απαιτήσεις του. Ένα σημαντικό στοιχείο αυτού του πεδίου είναι ότι μπορεί να αιτιολογήσει με αποδείξεις τα συμπεράσματα που προκύπτουν, γεγονός που αυξάνει την εμπιστοσύνη του χρήστη στους πράκτορες του Σημασιολογικού Ιστού

28 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Ο ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΣ ΙΣΤΟΣ Πράκτορες Οι πράκτορες είναι προγράμματα λογισμικού που λειτουργούν αυτόνομα. Ένας πράκτορας, στο Σημασιολογικό Ιστό, θα δέχεται εντολές από το χρήστη, θα αναζητά πληροφορίες, θα τις συγκρίνει με άλλες, θα επικοινωνεί με άλλους πράκτορες και στο τέλος θα επιστρέφει αποτελέσματα στο χρήστη. Οι πράκτορες δεν θα αντικαταστήσουν τον χρήστη, αλλά θα μπορούν να βρουν πιθανές λύσεις έτσι ώστε να βρεθεί η βέλτιστη, ανάλογα με τις ανάγκες του χρήστη. Οι πράκτορες του Σημασιολογικού Ιστού θα χρησιμοποιούν όλες τις τεχνολογίες που αναφέρονται πιο πάνω, δηλαδή τα μεταδεδομένα, τις οντολογίες και τη λογική [4]. 2.3 ΔΟΜΗΜΕΝΑ ΈΓΓΡΑΦΑ ΙΣΤΟΥ: Η ΓΛΩΣΣΑ XML Η HTML 10 είναι η κύρια γλώσσα σήμανσης για τη δημιουργία ιστοσελίδων και άλλων πληροφοριών που μπορούν να εμφανιστούν σε έναν περιηγητή (browser). Η HTML δημιουργήθηκε από το SGML 11, ένα διεθνές πρότυπο για την αναπαράσταση των πληροφοριών σε μορφή αναγνώσιμη και από τις μηχανές αλλά και από τον άνθρωπο. Όλες οι γλώσσες που συμμορφώνονται με το πρότυπο SGML, ονομάζονται εφαρμογές SGML. Η XML (Extensible Markup Language) αποτελεί επίσης μια εφαρμογή SGML. Όπως και η HTML είναι μια γλώσσα σήμανσης που καθορίζει ένα σύνολο κανόνων για την κωδικοποίηση των δεδομένων σε μορφή αναγνώσιμη και για τον άνθρωπο αλλά και για τις μηχανές. Η XML αναπτύχθηκε λόγω των ελλείψεων που υπήρχαν από την HTML. Οι στόχοι του σχεδιασμού της XML βασίζονται στην απλότητα, την γενικότητα και τη χρηστικότητα στο διαδίκτυο. Πρόκειται για μια γραπτή μορφή δεδομένων που υποστηρίζει το Unicode για όλες τις γλώσσες του κόσμου. Παρόλο που ο σχεδιασμός της XML βασίζεται σε δεδομένα, χρησιμοποιείται ευρέως για την αναπαράσταση αυθαίρετων δομών δεδομένων, όπως για παράδειγμα σε διαδικτυακές υπηρεσίες. Έχουν αναπτυχθεί πολλές διεπαφές εφαρμογών (APIs) για την ανάπτυξη λογισμικού που θα χρησιμοποιηθεί για την επεξεργασία δεδομένων XML. Επίσης, εκατοντάδες γλώσσες βασίζονται στην XML, μεταξύ των οποίων είναι και η RDF. 2.4 ΓΛΩΣΣΕΣ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΗΣ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗΣ Οι γλώσσες σημασιολογικής περιγραφής είναι γλώσσες οι οποίες χρησιμοποιούνται για την κατασκευή οντολογιών. Συγκεκριμένα, επιτρέπουν την αναπαράσταση της γνώσης και συχνά περιλαμβάνουν κανόνες συλλογιστικής που υποστηρίζουν την

29 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Ο ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΣ ΙΣΤΟΣ επεξεργασία της γνώσης αυτής. Τα τελευταία χρόνια έχουν αναπτυχθεί αρκετές γλώσσες σημασιολογικής περιγραφής. Οι σημαντικότερες από αυτές είναι οι RDF, RDF Schema και OWL RDF (Resource Description Framework) Η RDF είναι ένα μοντέλο δεδομένων που μπορούμε να παρομοιάσουμε με το μοντέλο οντοτήτων-συσχετίσεων ή με απλά διαγράμματα κλάσεων. Το μοντέλο αυτό βασίζεται στην ιδέα της δημιουργίας προτάσεων για πόρους (resources). Συγκεκριμένα, εκφράζονται οι σχέσεις μεταξύ των πόρων. Αυτά τα μοντέλα δεδομένων μπορούν να αναπαρασταθούν με XML. Χαρακτηριστικό στοιχείο της RDF είναι οι τριπλέτες υποκείμενο κατηγόρημα αντικείμενο (subject predicate object) (εικόνα 4) [1] Βασικό μοντέλο RDF Το βασικό μοντέλο της RDF αποτελείται από τρεις κατηγορίες: τους πόρους, τις ιδιότητες και τις προτάσεις. Οι πόροι, είναι ότι μπορεί να περιγράφει μια πρόταση RDF. Ένας πόρος μπορεί να είναι μια ιστοσελίδα, ένα άτομο, ένα αντικείμενο κλπ. Κάθε πόρος έχει μια διεύθυνση URI η οποία θεωρείται ως το αναγνωριστικό ενός διαδικτυακού πόρου. Οι ιδιότητες (κατηγορήματα), περιγράφουν τις σχέσεις μεταξύ των πόρων. Όπως και οι πόροι, οι ιδιότητες καθορίζονται από διευθύνσεις URI. Η χρήση URI για τις ιδιότητες μειώνει το πρόβλημα της ομωνυμίας που προκύπτει στην αναπαράσταση των κατανεμημένων δεδομένων. Οι προτάσεις, επικυρώνουν τις ιδιότητες των πόρων. Ένας πόρος, μια ιδιότητα και μια τιμή, αποτελούν μια πρόταση (statement) RDF: Σύνταξη βασισμένη στην XML Σύμφωνα με τη σύνταξη που βασίζεται στην XML, ένα έγγραφο RDF αναπαρίσταται από ένα στοιχείο XML με την ετικέτα rdf:rdf. Περιεχόμενο του στοιχείου αυτού είναι ένας αριθμός από περιγραφές, που χρησιμοποιούν ετικέτες rdf:description. rdf:description: περιγραφή που διατυπώνει πρόταση για κάποιον πόρο Ένας πόρος μπορεί να προσδιοριστεί από ένα χαρακτηριστικό about, το οποίο αναφέρεται σε ένα υπάρχοντα πόρο, ένα χαρακτηριστικό ID, το οποίο δημιουργεί ένα νέο πόρο, ή, χωρίς ονομασία, γεγονός το οποίο δημιουργεί ένα ανώνυμο πόρο. rdf:statement: δήλωση προτάσεων rdf:list: δημιουργία λίστας 29

30 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Ο ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΣ ΙΣΤΟΣ Στοιχεία-υποδοχείς: συλλογή πόρων για τη διατύπωση πρότασης rdf:alt: σύνολο από εναλλακτικές τιμές rdf:bag: μπορεί να περιέχει πολλές εμφανίσεις(μη διατεταγμένος υποδοχέας) rdf:seq: μπορεί να περιέχει πολλές εμφανίσεις(διατεταγμένος υποδοχέας) Για πρόσβαση σε τμήμα μιας πρότασης: rdf:subject: το υποκείμενο της RDF πρότασης rdf:predicate: το κατηγόρημα(χαρακτηριστικό) της RDF πρότασης rdf:object: το αντικείμενο της RDF πρότασης Εικόνα 4: Γραφική αναπαράσταση τριπλέτας RDF RDF Schema (RDFS) Η RDF Schema είναι η γλώσσα που καθορίζει το λεξιλόγιο που χρησιμοποιείται στα μοντέλα δεδομένων RDF όπως επίσης και τη σημασιολογία κάποιου πεδίου. Επιπλέον, επιτρέπει στον χρήστη να περιγράφει πόρους χρησιμοποιώντας το δικό του λεξιλόγιο Σύνταξη RDF Schema Η RDF Schema αποτελείται από πέντε βασικές κλάσεις: rdfs:resource: κλάση όλων των πόρων rdfs:class: κλάση όλων των κλάσεων rdfs:literal: κλάση όλων των λεκτικών rdfs:property: κλάση όλων των ιδιοτήτων rdfs:statement: κλάση όλων των υποστασιοποιημένων προτάσεων Για τον ορισμό σχέσεων χρησιμοποιούνται οι ιδιότητες: rdf:type: συνδέει ένα πόρο με την κλάση του rdfs:subclassof: σχετίζει μια κλάση με την υποκλάση της rdfs:subpropertyof: σχετίζει μια ιδιότητα με τις υπεριδιότητές της rdfs:label: ένα στιγμιότυπο της rdfs:property, παρέχει στον άνθρωπο μια αναγνώσιμη εκδοχή του ονόματος ενός πόρου 30

31 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Ο ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΣ ΙΣΤΟΣ rdfs:comment: ένα στιγμιότυπο της rdfs:property, παρέχει στον άνθρωπο μια αναγνώσιμη μορφή της περιγραφής ενός πόρου Επίσης, για τον περιορισμό σχέσεων χρησιμοποιούνται οι ιδιότητες: rdfs:domain: για τον καθορισμό του πεδίο ορισμού μιας ιδιότητας rdfs:range: για τον καθορισμό των τιμών μιας ιδιότητας Στην RDF Schema υπάρχει επίσης η δυνατότητα για ορισμό συνδέσμων προς τις διευθύνσεις που περιγράφουν οι πόροι. Οι ιδιότητες αυτές είναι: rdfs:seealso: για να συνδέσουμε ένα πόρο με ένα άλλο rdfs:isdefinedby: για να συνδέσουμε ένα πόρο με ένα σημείο που υπάρχει ένας ορισμός του OWL (Web Ontology Language) Η OWL είναι μια γλώσσα αναπαράστασης γνώσης για την δημιουργία οντολογιών. Εξαιτίας της περιορισμένης εκφραστικότητας των RDF/RDF Schema, υπήρχε η ανάγκη για μια ισχυρότερη γλώσσα μοντελοποίησης οντολογιών. Έτσι, η OWL προωθείται από το W3C και προσελκύει ενδιαφέρον από πολλούς τομείς, όπως ιατρικό, εμπορικό, κλπ. Η ανάπτυξη οντολογιών, έχει μακρά ιστορία στη φιλοσοφία και στην επιστήμη των υπολογιστών. Από τη δεκαετία του 1990, μια σειρά από ερευνητικές προσπάθειες, είχαν ως στόχο να διερευνήσουν το πώς η αναπαράσταση γνώσης από την τεχνητή νοημοσύνη, θα μπορούσε να γίνει χρήσιμη για τον Παγκόσμιο Ιστό. Το 2000 στις Η.Π.Α. η DARPA 12 ξεκίνησε την ανάπτυξη της DAML 13 με επικεφαλή τον James Hendler. Τον Μάρτιο του 2001, η κοινή επιτροπή γλωσσών σήμανσης των Η.Π.Α. και της Ευρώπης, αποφάσισε ότι η DAML έπρεπε να συγχωνευθεί με την OIL 14, για να δημιουργηθεί μια γλώσσα ανάπτυξης οντολογιών. Η OWL ξεκίνησε ως μια έρευνα για την αναθεώρηση των DAML και OIL, με στόχο τον σημασιολογικό ιστό [5] Υπογλώσσες της OWL Η OWL αποτελείται από τρεις υπογλώσσες, την OWL Lite, την OWL Full και την OWL DL [6]

32 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Ο ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΣ ΙΣΤΟΣ OWL Lite Η OWL Lite αρχικά προοριζόταν να υποστηρίξει τους χρήστες που χρειάζονταν μια ιεραρχία ταξινόμησης και απλούς περιορισμούς. Είναι το ευκολότερο εργαλείο της OWL για τους χρήστες παρόλο που έχει περιορισμένη εκφραστικότητα. Η ανάπτυξη εργαλείων για την OWL Lite είναι τόσο δύσκολη όσο η ανάπτυξη εργαλείων για την OWL DL, έτσι η OWL Lite δεν χρησιμοποιείται πολύ. OWL Full Η OWL Full χρησιμοποιεί όλα τα γλωσσικά θεμελιώδη στοιχεία της OWL. Η OWL Full σχεδιάστηκε για να διατηρεί κάποια συμβατότητα με την RDF. Παρ όλα αυτά, η OWL Full έχει γίνει τόσο ισχυρή σε σημείο που δεν μπορεί να παρέχει αποδοτική υποστήριξη συλλογισμών. OWL DL Η OWL DL είναι μια υπογλώσσα της OWL Full. Η OWL DL σχεδιάστηκε για να παρέχει μεγαλύτερη εκφραστικότητα διατηρώντας παράλληλα υπολογιστική πληρότητα. Από τη μια, επιτρέπει την αποδοτική υποστήριξη συλλογισμών αλλά από την άλλη, χάνει την πλήρη συμβατότητα της με την RDF Πλαίσια Συμβατότητας Ανάμεσα στις τρεις υπογλώσσες της OWL υπάρχουν αυστηρά πλαίσια συμβατότητας: Κάθε έγκυρη οντολογία OWL Lite είναι και έγκυρη οντολογία OWL DL. Κάθε έγκυρη οντολογία OWL DL είναι και έγκυρη οντολογία OWL Full. Κάθε έγκυρο συμπέρασμα σε OWL Lite είναι και έγκυρο συμπέρασμα σε OWL DL. Κάθε έγκυρο συμπέρασμα σε OWL DL είναι και έγκυρο συμπέρασμα σε OWL Full OWL και RDF/RDF Schema Η OWL χρησιμοποιεί σε μεγάλο βαθμό στοιχεία από τις RDF και RDF Schema (εικόνα 5) [1]. Και οι 3 υπογλώσσες της OWL, ακολουθούν τη σύνταξη της RDF. Τα στιγμιότυπα δηλώνονται με περιγραφές RDF και πληροφοριών τυποποίησης. 32

33 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Ο ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΣ ΙΣΤΟΣ Οι κατασκευαστές της OWL είναι εξειδικεύσεις των αντίστοιχων κατασκευαστών της RDF. Εικόνα 5: Σχέσεις υποκλάσεων μεταξύ RDF/RDFS και OWL 2.5 ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΥΛΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ Ο Σημασιολογικός Ιστός περιλαμβάνει πολλά συστήματα συλλογιστικής ως βασικά εργαλεία για εξαγωγή συμπερασμών. Τα συστήματα συλλογιστικής είναι συστήματα που είναι ικανά να εξάγουν λογικές συνέπειες από ένα σύνολο γεγονότων. Παρέχουν μια πλούσια σειρά μηχανισμών, γενικεύοντας τον μηχανισμό εξαγωγής συμπερασμάτων. Τα συστήματα κανόνων, καθορίζονται με τη βοήθεια μιας οντολογίας. Η λογική αποτελεί τη βάση για την αναπαράσταση της γνώσης, και κυρίως με τη μορφή της κατηγορηματικής λογικής. Οι γλώσσες RDF και OWL θεωρούνται εξειδικεύσεις της κατηγορηματικής λογικής. Ένα εργαλείο συμπερασμού πρέπει να: Είναι ικανό να έχει πρόσβαση σε δεδομένα οπουδήποτε στον Παγκόσμιο Ιστό. Έχει πρόσβαση σε δεδομένα και μεταδεδομένα σε μορφή RDF, XML,OWL κ.λπ. Τα δύο κυριότερα συστήματα συλλογιστικής είναι τα συστήματα συλλογιστικής που βασίζονται σε κανόνες (rule based systems) 15 και τα συστήματα συλλογιστικής που βασίζονται σε DL (description logic systems)

34 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Ο ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΣ ΙΣΤΟΣ Συστήματα Συλλογιστικής που βασίζονται σε κανόνες Οι κανόνες είναι ένας απλός τρόπος κωδικοποίησης της γνώσης και είναι μια απλοποιημένη μορφή της λογικής γεγονός που καθιστά εύκολη την επεξεργασία τους και την εξαγωγή συμπερασμάτων [7]. Τα συστήματα κανόνων παραγωγής έχουν μελετηθεί και εφαρμοστεί από τα μέσα της δεκαετίας του 1970 και είχαν σημαντική ανάπτυξη στη δεκαετία του 1980 κατά τη διάρκεια εξέλιξης των Έμπειρων Συστημάτων. Τα συστήματα κανόνων παραγωγής παρέχουν τον απαραίτητο μηχανισμό για την εκτέλεση κανόνων προκειμένου να επιτευχθεί ένας συγκεκριμένος στόχος του συστήματος [8]. Τα συστήματα κανόνων παραγωγής περιλαμβάνουν: IF (συνθήκη) THEN (πράξη) Λογικά κατηγορήματα Εκτέλεση συγκεκριμένων ενεργειών ανάλογα της κατάστασης Υπάρχουν δύο είδη εκτέλεσης κανόνων [9]: Ορθή ακολουθία εκτέλεσης Ανάστροφη ακολουθία εκτέλεσης Ορθή Ακολουθία Εκτέλεσης Η ορθή ακολουθία εκτέλεσης είναι μια από τις δύο βασικές μεθόδους συλλογισμού που χρησιμοποιούν κανόνες συμπερασμού. Είναι μια δημοφιλής στρατηγική για την εφαρμογή έμπειρων συστημάτων και συστημάτων παραγωγής κανόνων. Η μηχανή εξαγωγής συμπερασμάτων αναζητά στους κανόνες συμπερασμού, μέχρι να βρει έναν στον οποίο το αριστερό σκέλος είναι αληθές (if). Όταν βρει τον κανόνα αυτό, μπορεί να συμπεράνει ότι και το δεξιό σκέλος είναι αληθές (then). Ανάστροφη Ακολουθία Εκτέλεσης Η ανάστροφη ακολουθία εκτέλεσης είναι η δεύτερη βασική μέθοδος συλλογισμού που μπορεί να χαρακτηριστεί ως εργασία πίσω από το στόχο. Είναι μια στρατηγική που χρησιμοποιείται σε πολλές εφαρμογές της τεχνητής νοημοσύνης. Η μηχανή εξαγωγής συμπερασμάτων αναζητά τους κανόνες συμπερασμού, ελέγχοντας το δεξιό σκέλος, με στόχο να βρει αν οι προϋποθέσεις στο αριστερό σκέλος είναι αληθείς. 34

35 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Ο ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΣ ΙΣΤΟΣ Γλώσσες Υπάρχουν πολλές γλώσσες που βασίζονται σε συστήματα συλλογιστικής που βασίζονται σε κανόνες, κάποιες από τις οποίες είναι η bossam 17 και η OWLIM 18. Bossam Η bossam είναι ένα σύστημα συλλογιστικής για το σημασιολογικό ιστό, που υποστηρίζει τη συλλογιστική βασισμένη σε κανόνες, για οντολογίες OWL και SWRL 19, και κανόνες RuleML 20. Επίσης, η bossam εκτελεί τη συλλογιστική και απαντά στα ερωτήματα από ένα σύνολο γνώσεων. Η bossam μπορεί να καλέσει αντικείμενα της JAVA, γεγονός το οποίο κάνει εύκολο το συνδυασμό αντικειμένων της JAVA, με κανόνες και οντολογίες. OWLIM Η OWLIM είναι μια οικογένεια σημασιολογικών αποθηκών (repositories) ή συστήματα διαχείρισης RDF δεδομένων. Κάποια από τα χαρακτηριστικά της είναι: Πολύ καλή απόδοση μέσω της Sesame 21 και της Jena 22. Παρέχει μεγάλη υποστήριξη για τη σημασιολογία των RDFS, OWL 2 23 και OWL 2 QL. Έχει την καλύτερη απόδοση σε θέματα επεκτασιμότητας, φόρτωσης και επεξεργασίας ερωτήματος. Υπάρχουν τρεις μορφές της OWLIM, OWLIM-Lite, OWLIM-SE, OWLIM- Enterprise [10]. OWLIM-Lite Η OWLIM-Lite, η οποία έχει χρησιμοποιηθεί στη συγκεκριμένη εφαρμογή, αποτελεί την ταχύτερη σημασιολογική αποθήκη στον κόσμο. Αυτό, προκύπτει από το γεγονός ότι μπορεί να εξάγει συμπεράσματα ακόμα και αν υπάρχουν εκατομμύρια δηλώσεις. OWLIM-SE Η OWLIM-SE, είναι η πιο επεκτάσιμη σημασιολογική αποθήκη στον κόσμο. Μπορεί να φορτώσει εκατομμύρια RDF δεδομένα και να εξάγει συμπεράσματα με εξαιρετική απόδοση

36 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Ο ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΣ ΙΣΤΟΣ OWLIM-Enterprise Η OWLIM-Enterprise, είναι μια υποδομή βασισμένη στην OWLIM-SE που έχει σχεδιαστεί για ανθεκτικότητα και απόδοση παράλληλη στην απάντηση ερωτημάτων. Εφαρμογές OWLIM Κάποιες από τις σημαντικότερες εφαρμογές που χρησιμοποιούν την OWLIM είναι η ιστοσελίδα του BBC για τους Ολυμπιακούς αγώνες του 2012 (OWLIM 3.5) η ιστοσελίδα του BBC για τα αθλητικά (OWLIM 3.5) η ιστοσελίδα του BBC για το Παγκόσμιο Κύπελλο Ποδοσφαίρου το 2010 (BigOWLIM ) Συστήματα Συλλογιστικής που βασίζονται σε περιγραφική λογική Τα συστήματα συλλογιστικής που βασίζονται σε περιγραφική λογική (DL), αποτελούνται από γλώσσες για αναπαράσταση γνώσης. Η DL χρησιμοποιείται στην τεχνητή νοημοσύνη για την περιγραφή των domains με κλάσεις (concepts) και σχέσεις (roles) [11]. Τα DLs είναι πολύ χρήσιμα για αρκετούς λόγους κάποιοι από τους οποίους είναι: Η αναπαράσταση της γνώσης Το γεγονός ότι βασίζονται σε τυπική σημασιολογία Το γεγονός ότι υπάρχουν έτοιμα πολλά προγράμματα που στηρίζονται σε αυτά Το γεγονός ότι έχουν ήδη αναπτυχτεί πολλά DLs Η στενή επαφή θεωρίας και πράξης Η εξέλιξη των συστημάτων συλλογιστικής που βασίζονται σε περιγραφική λογική, πέρασε από αρκετά μεταβατικά στάδια από το 1980 μέχρι σήμερα. Αρχικά, χρησιμοποιώντας structural subsumption algorithms δηλαδή αλγόριθμους για κανονικοποίηση των περιγραφών και των εννοιών, και αναδρομική σύγκριση των συντακτικών δομών, αναπτύχθηκαν διάφορα τέτοια συστήματα όπως το KRYPTON (1983) και το K-REP (1991 [12]). Στη συνέχεια, στις αρχές της δεκαετίας του 1990, η εισαγωγή των tableau algorithms, οδήγησε στην αύξηση της αποτελεσματικότητας της συλλογιστικής για τα συστήματα αυτά. Ένα τέτοιο σύστημα που αναπτύχθηκε σε αυτή τη φάση είναι το KRIS (1991) [12], το οποίο είχε καλή απόδοση σε τυπικά προβλήματα, ως σύστημα συλλογιστικής βασισμένο στη περιγραφική λογική. Από τα μέσα της δεκαετίας του 1990, τα συστήματα συλλογιστικής αναπτύσσονταν με πολύ καλή πρακτικά απόδοση σε πολύ εκφραστικές περιγραφικές λογικές

37 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Ο ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΣ ΙΣΤΟΣ Παραδείγματα συστημάτων συλλογιστικής αυτής της φάσης είναι το FACT [13] και το RACER (2001). Η DAML και η OIL, γλώσσες οντολογιών για τον σημασιολογικό ιστό, μπορούν να θεωρηθούν ως συντακτικές παραλλαγές της περιγραφικής λογικής. Γενικά, τα συστήματα αυτά χρησιμοποιούνται για τον σχεδιασμό, την υλοποίηση, τη συντήρηση και την ενοποίηση οντολογιών του σημασιολογικού ιστού. 37

38

39 Κ Ε Φ Α Λ Α Ι Ο 3 : Ε Φ Α Ρ Μ Ο Γ Ε Σ Σ Η Μ Α Σ Ι Ο Λ Ο Γ Ι ΚΟ Υ Ι Σ Τ Ο Υ

40

41 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΙΣΤΟΥ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΙΣΤΟΥ Ο Σημασιολογικός Ιστός είναι ακόμη σε αρχικά στάδια. Οι περισσότερες από τις νέες τεχνολογίες που περιλαμβάνει δεν έχουν αναπτυχθεί ακόμη σε ένα επίπεδο όπου κάποιος θα μπορούσε να καταλάβει το σκοπό και τα χαρακτηριστικά τους. Επιπλέον, πολύ λίγα είναι τα εργαλεία τα οποία είναι φιλικά προς το χρήστη και είναι διαθέσιμα να καλύψουν την πολυπλοκότητά τους. Η χρήση του Σημασιολογικού Ιστού δε θα φτάσει ποτέ το επίπεδο επίδρασης που είχαν οι τεχνολογίες του Παγκόσμιου Ιστού, όπως η HTML, στο χρήστη. Ο Σημασιολογικός Ιστός, έχει στόχο τον τομέα των επιχειρήσεων όπου υπάρχουν περιπτώσεις χρήσης για τη βελτίωση του τρόπου διαχείρισης των πληροφοριών και λήψης αποφάσεων. Κάποιες από τις τεχνολογίες του Σημασιολογικού Ιστού, όπως τα συνδεδεμένα δεδομένα (Linked Data), θα είναι επικεντρωμένα στο χρήστη, ενώ η πλειοψηφία των τεχνολογιών, όπως η OWL, έχουν στόχο διαδικασίες για να αυξήσουν τη διαλειτουργικότητα και τη διαφάνεια των πληροφοριών μοντελοποίησης και συμπερασμού. Ήδη, πολλές αναφορές από βιομηχανίες έχουν αρχίσει να αναγνωρίζουν τις τεχνολογίες του Σημασιολογικού Ιστού. 3.1 ΧΡΗΣΗ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΙΣΤΟΥ Η χρήση του Σημασιολογικού Ιστού σε πολλούς τομείς έχει παρουσιάσει τα τελευταία χρόνια αρκετά μεγάλη πρόοδο. Μεγάλες εταιρείες από όλο τον πλανήτη προσφέρουν εργαλεία του Σημασιολογικού Ιστού ή συστήματα που βασίζονται στο Σημασιολογικό Ιστό. Κάποιες από αυτές είναι η Adobe 25, η Oracle 26, η Microsoft 27 και άλλες. Άλλες, όπως η Telefonica 28, χρησιμοποιούν ήδη αυτά τα εργαλεία. Κάποιες από αυτές, πχ η Oracle, είναι ενεργά μέλη στο W3C βοηθώντας έτσι στην ανάπτυξη και προώθηση του Σημασιολογικού Ιστού [14]. Υπάρχουν αρκετές κατηγορίες εργαλείων του Σημασιολογικού Ιστού όπως μηχανές συμπερασμού, μηχανές αναζήτησης, περιβάλλοντα ανάπτυξης κ.λπ. Ο Σημασιολογικός Ιστός περιλαμβάνει αρκετές εφαρμογές όπως: Ανταλλαγή κοινωνικών δεδομένων Εφαρμογές προσωπικού «χώρου»(space) Δυναμικές ιστοσελίδες Πολυμέσα διαχείρισης περιουσιακών στοιχείων

42 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΙΣΤΟΥ Το W3C συλλέγει περιπτώσεις χρήσεων αλλά και μελέτες περιπτώσεων σχετικά με το Σημασιολογικό Ιστό. Οι περιπτώσεις χρήσεων είναι οι πρωτότυπες εφαρμογές στο εσωτερικό της επιχείρησης. Οι μελέτες περιπτώσεων είναι εφαρμογές που είναι ήδη ανεπτυγμένες είτε σε επιχείρηση, είτε σε κυβέρνηση κ.λπ. Συγκεκριμένα, μέχρι αυτή τη στιγμή (Νοέμβριος 2011), στο W3C υπάρχουν 13 περιπτώσεις χρήσεων και 32 μελέτες περιπτώσεων από χώρες σε κάθε σημείο της γης [15]. Οι τομείς που δραστηριοποιούνται ποικίλουν, από βιομηχανίες αυτοκινήτων, υπηρεσίες υγείας, μέχρι μετεωρολογικές υπηρεσίες. Οι τομείς που χρησιμοποιούνται περιλαμβάνουν βελτιωμένη τοπική αναζήτηση, οργάνωση επιχειρήσεων, ενοποίηση δεδομένων κ.ά. Οι εφαρμογές του Σημασιολογικού Ιστού είναι αρκετά δύσκολο να κατηγοριοποιηθούν. Παρ όλα αυτά, θα μπορούσαμε να πούμε πως κάποιες από τις κατηγορίες του Σημασιολογικού Ιστού είναι: Η ενοποίηση δεδομένων Ευφυείς ιστοσελίδες με βελτιωμένη τοπική αναζήτηση Διαχείριση και αναπαράσταση γνώσης Υποστήριξη αποφάσεων Εργαλεία συνεργασίας Μέρα με τη μέρα, αναπτύσσονται νέες εφαρμογές Σημασιολογικού Ιστού. Κάποιοι, θεωρούν το Σημασιολογικό Ιστό ως την τεχνολογία που θα βελτιώσει τις δραστηριότητες τους SPARQL (SPARQL Protocol and RDF Query Language) Η SPARQL είναι μια γλώσσα για ερωτήματα RDF, δηλαδή μια γλώσσα που είναι ικανή να ανακτήσει και να χειριστεί δεδομένα σε μορφή RDF που είναι αποθηκευμένα σε μια βάση δεδομένων. Καθιερώθηκε ως πρότυπο από το RDF Data Access Working Group (DAWG) του W3C και θεωρείται μια από τις βασικότερες τεχνολογίες του Σημασιολογικού Ιστού. Από τις 15 Ιανουαρίου του 2008, η SPARQL αποτελεί την επίσημη σύσταση γλώσσας για ερωτήματα από το W3C. Υπάρχουν εφαρμογές για πολλές γλώσσες προγραμματισμού. Όμως, όπως ο Tim Berners-Lee διατύπωσε τον Μάιο του 2006 [16]: «Η SPARQL θα κάνει τεράστια διαφορά». Υπάρχουν διάφορα εργαλεία που επιτρέπουν σε κάποιον να κατασκευάσει ερωτήματα SPARQL, όπως για παράδειγμα το VisiQuer 29. Επίσης, υπάρχουν

43 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΙΣΤΟΥ εργαλεία που μεταφράζουν τα ερωτήματα SPARQL, σε ερωτήματα άλλων γλωσσών, όπως για παράδειγμα της SQL 30 ή της XQuery 31. Η SPARQL ορίζει τέσσερις μορφές ερωτημάτων για διαφορετικούς σκοπούς: Τα ερωτήματα Select που χρησιμοποιούνται για την ανάκτηση δεδομένων και τα αποτελέσματα επιστρέφονται σε μορφή πίνακα. Τα ερωτήματα Construct που χρησιμοποιούνται για την ανάκτηση δεδομένων και την μετατροπή αυτών σε έγκυρη μορφή RDF. Τα ερωτήματα Ask που χρησιμοποιούνται για να παρέχουν αποτέλεσμα της μορφής Αληθής / Ψευδής. Τα ερωτήματα Describe που χρησιμοποιούνται για την ανάκτηση ενός RDF γράφου. Και οι τέσσερις μορφές που αναφέρονται πιο πάνω ακολουθούνται από τη συνθήκη Where. Μόνο στην περίπτωση του ερωτήματος Describe, η συνθήκη Where είναι προαιρετική. Ένα παράδειγμα ερωτήματος σε SPARQL είναι το ακόλουθο, το οποίο επιστρέφει το όνομα και το επίθετο όλων των ανθρώπων, αντικείμενα της κλάσης Person. PREFIX per: < SELECT?name?surname WHERE {?person a per:person.?person per:name?name.?person per:surname?surname. } Όπως βλέπουμε, τα ερωτήματα στην SPARQL έχουν δομή τύπου Select From Where. Το Select καθορίζει τον αριθμό και τη σειρά με την οποία θα ανακτηθούν τα δεδομένα του ερωτήματος. Το From χρησιμοποιείται για να καθορίσουμε από πού θα πάρουμε τα δεδομένα. Η χρήση του From είναι προαιρετική, δεδομένου του ότι αν δεν υπάρχει From σε ένα ερώτημα, υποβάλλουμε το ερώτημα στη βάση γνώσης του συγκεκριμένου συστήματος

44 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΙΣΤΟΥ Το Where χρησιμοποιείται για να ορίσουμε περιορισμούς στα δεδομένα που θέλουμε να ανακτηθούν. Μια άλλη συνθήκη που χρησιμοποιείται συχνά στα ερωτήματα SPARQL, είναι η συνθήκη Filter, την οποία χρησιμοποιούμε για να υποδείξουμε ένα λογικό περιορισμό. Στο προηγούμενο παράδειγμα ερωτήματος, αν θέλαμε να βρούμε τους ανθρώπους με επίθετο «Lazarou», το ερωτήματα θα διαμορφωνόταν όπως φαίνεται πιο κάτω. PREFIX per: < SELECT?name?surname WHERE {?person a per:person?person per:name?name?person per:surname?surname FILTER (?surname = Lazarou ) } Αρχιτεκτονική Επιχειρήσεων Η αρχιτεκτονική επιχειρήσεων είναι μια αυστηρή και πλήρης περιγραφή ενός οργανισμού και πως αναλύεται σε υποσυστήματα. Παρουσιάζει μια οργάνωση με τις μοναδικές συνθήκες για να εντοπιστούν οι ευκαιρίες για τη βελτίωση των στόχων της επιχείρησης [17]. Τα επίπεδα της αρχιτεκτονικής επιχειρήσεων είναι: Εφαρμογές Τεχνολογία Πληροφορίες Επιχείρηση Οι τεχνολογίες του Σημασιολογικού Ιστού δεν έχουν ακόμη υιοθετηθεί πλήρως από τις επιχειρήσεις. Όμως, θα μπορούσαμε να καταγράψουμε κάποιες τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται. Για την περιγραφή των δεδομένων χρησιμοποιείται η RDF. Για τις ομάδες των δεδομένων χρησιμοποιείται η OWL. Για την κοινοποίηση των δεδομένων χρησιμοποιείται η SPARQL. Έτσι, μπορούμε να πούμε πως ο Σημασιολογικός Ιστός μπορεί να βελτιώσει τη λειτουργία των επιχειρήσεων επειδή παρέχει: Βελτιωμένη συνοχή πληροφοριών υποστηρίζοντας τις οντολογίες και τους κανόνες (RDF,OWL κλπ). 44

45 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΙΣΤΟΥ Απλούστευση της προσπάθειας για κοινοποίηση των δεδομένων με διαλειτουργικά πρότυπα (SPARQL). Υποστήριξη για τις πηγές δεδομένων. Γενικά, έχουν γίνει αρκετές προσπάθειες για τη δημιουργία αρχιτεκτονικών επιχειρήσεων με τεχνολογίες του Σημασιολογικού Ιστού. Ήδη υπάρχουν κάποιες ανεπτυγμένες δραστηριότητες είτε από ιδιότητες είτε από πιο εξειδικευμένες εταιρίες για προώθηση του Σημασιολογικού Ιστού ως μέρος της αρχιτεκτονικής τους. 3.2 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ Σε αυτή την ενότητα αναφέρονται μερικές εφαρμογές που έχουν αναπτυχθεί με τη χρήση τεχνολογιών του Σημασιολογικού Ιστού. Οι εφαρμογές του Σημασιολογικού Ιστού εκμεταλλεύονται το σημασιολογικό περιεχόμενο το οποίο εκτός από πληροφορίες περιέχει και μεταδεδομένα. Οι τεχνολογίες του Σημασιολογικού Ιστού μπορούν να συνδέουν τις πληροφορίες εύκολα και ομαλά. Ο Σημασιολογικός Ιστός παρέχει λειτουργίες όπως το να επιτρέπει σε εφαρμογές να συνεργάζονται σε ένα αποκεντρωμένο σύστημα χωρίς να χρειάζεται ανθρώπινη παρέμβαση για να επιτρέψει τη σύνδεση. Κάποιες από τις εφαρμογές που θα αναλύσουμε στη συνέχεια είναι η σημασιολογική αναζήτηση, η ηλεκτρονική μάθηση, η ηλεκτρονική υγεία και οι υπηρεσίες Σημασιολογικού Ιστού Σημασιολογική Αναζήτηση Οι μέθοδοι της σημασιολογικής αναζήτησης μπορούν να αυξήσουν και να βελτιώσουν τα αποτελέσματα της παραδοσιακής αναζήτησης, με τη χρήση όχι μόνο λέξεων αλλά εννοιών και λογικών σχέσεων [18]. Υπάρχουν δύο προσεγγίσεις για τη βελτίωση των αποτελεσμάτων αναζήτησης μέσω των σημασιολογικών μεθόδων, η άμεση χρήση των μεταδεδομένων του Σημασιολογικού Ιστού και η λανθάνουσα σημασιολογική εύρεση (LSI, Latent Semantic Indexing) 32. Ο Σημασιολογικός Ιστός θα παρέχει μεταδεδομένα με μεγαλύτερο νόημα όσον αφορά το περιεχόμενο τους. Αυτό θα επιτευχθεί μέσω της χρήσης της RDF κα της OWL οι οποίες θα βοηθήσουν στον σχηματισμό ενός σημασιολογικού δικτύου. Σε ένα σημασιολογικό δίκτυο υπάρχει καλύτερη αναπαράσταση των εννοιών του περιεχομένου και οι λογικές συσχετίσεις πραγματοποιούνται μεταξύ σχετικών πληροφοριών

46 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΙΣΤΟΥ Οι περισσότερες σημασιολογικές μηχανές αναζήτησης αντιμετωπίζουν δυσκολίες στην απόδοση εξαιτίας της μεγάλης και γρήγορης ανάπτυξης των πληροφοριών στον Ιστό. Έτσι, για να είναι αποτελεσματική η χρήση της σημασιολογικής αναζήτησης το δίκτυο πρέπει να περιλαμβάνει μεγάλο αριθμό πληροφοριών που σχετίζονται με το αντικείμενο της αναζήτησης. Ταυτόχρονα όμως, ένα πολύ μεγάλο δίκτυο δημιουργεί δυσκολίες στην επεξεργασία όλων των μονοπατιών που οδηγούν σε μια σχετική πληροφορία. Tap Ένα παράδειγμα σημασιολογικής αναζήτησης είναι το Tap [18], το οποίο είναι μια κατανεμημένη εφαρμογή, στο οποίο συμμετέχουν ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Stanford, από την IBM και από το W3C. Το Tap αξιοποιεί αυτόματες και ημιαυτόματες τεχνικές για την ανάκτηση γνώσης από αδόμητα και ημιδομημένα κείμενα. Το σύστημα, είναι ικανό να χρησιμοποιήσει προηγούμενη πληροφορία για να μάθει καινούρια για να την χρησιμοποιήσει στην ανάκτηση της πληροφορίας. Η οντολογία αυτής της εφαρμογής περιγράφει έννοιες και σχέσεις και έχει ως στόχο την κοινοποίηση αλλά και την επαναχρησιμοποίηση της γνώσης. Δεδομένου ότι ο Σημασιολογικός Ιστός είναι ένα κατανεμημένο δίκτυο, υπάρχουν διαφορετικές οντολογίες που περιγράφουν σημασιολογικά ίδια πράγματα. Μια προσέγγιση για τη σημασιολογική αναζήτηση μπορεί να βασιστεί στην κατηγοριοποίηση κειμένου. Στο Tap, τα υφιστάμενα έγγραφα αναλύονται χρησιμοποιώντας τεχνολογίες του Σημασιολογικού Ιστού και μετατρέπονται σε έγγραφα του Σημασιολογικού Ιστού είτε χρησιμοποιώντας αυτοματοποιημένες τεχνικές είτε απευθείας από τον συγγραφέα του εγγράφου. Και οι δύο μέθοδοι, χρησιμοποιούνται από τα ευφυή συστήματα συλλογιστικής και από τους πράκτορες. Το γεγονός αυτό, έχει ως αποτέλεσμα οι παραδοσιακές τεχνικές για ανάκτηση πληροφορίας να πρέπει να ενισχύονται με περισσότερο δομημένη γνώση για να έχουν πιο ακριβή αποτελέσματα. Αξιοποιώντας την αναπαράσταση της γνώσης, τη δημιουργία και τη συντήρηση της γνώσης, είναι ξεκάθαρο για το χρήστη που το Tap χρησιμοποιεί RDF, RDF Schema και OWL. 46

47 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΙΣΤΟΥ Swoogle Εικόνα 6: Η εφαρμογή Swoogle Το Swoogle [18] είναι ένα σύστημα ανάκτησης για έγγραφα του Σημασιολογικού χρησιμοποιώντας RDF και OWL, βασισμένο στους crawlers. Έχει αναπτυχθεί από το Πανεπιστήμιο Maryland Baltimore Country. Πιο συγκεκριμένα, το Swoogle εξάγει μεταδεδομένα και υπολογίζει τις σχέσεις μεταξύ των εγγράφων. Τα έγγραφα του Σημασιολογικού Ιστού (SWD, Semantic Web Document) σε RDF και OWL, είναι ουσιαστικά ένα παράλληλο σύμπαν για το Web με τα έγγραφα HTML. Ένα τέτοιο έγγραφο, είναι γνωστό για το σημασιολογικό του περιεχόμενο. Επειδή, καμιά μηχανή αναζήτησης δεν μπορεί να επωφεληθεί από τα χαρακτηριστικά του Σημασιολογικού Ιστού, μια μηχανή αναζήτησης προσαρμοσμένη για αυτά τα έγγραφα (SWD), και ειδικά για οντολογίες, είναι απαραίτητη για την πρόσβαση, την εξερεύνηση, και τα ερωτήματα στα έγγραφα του Σημασιολογικού Ιστού. Το Swoogle βοηθά στην εύρεση των κατάλληλων οντολογιών και βοηθά τους χρήστες να καθορίσουν όρους και κλάσεις ή ιδιότητες. Επίσης, το Swoogle έχει μηχανισμό ιεράρχησης των οντολογιών με βάση την σημαντικότητά τους. Το Swoogle έχει σχεδιαστεί, για να μπορεί να χειριστεί εκατομμύρια έγγραφα και πολύπλοκα ερωτήματα για σημασιολογικές σχέσεις. Υπάρχουν δύο διαφορετικοί crawlers που ψάχνουν έγγραφα του Σημασιολογικού Ιστού και βρίσκουν τις σχέσεις μεταξύ τους. Η αρχιτεκτονική του Swoogle μπορεί να χωριστεί σε τέσσερα βασικά στάδια: την εύρεση των εγγράφων του Σημασιολογικού Ιστού, τη δημιουργία των μεταδεδομένων, την ανάλυση των δεδομένων κα τη διεπαφή. Αυτά τα στάδια, δουλεύουν ανεξάρτητα και αλληλεπιδρούν μεταξύ τους μέσω μιας βάσης δεδομένων. 47

48 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΙΣΤΟΥ Ηλεκτρονική Μάθηση Η ηλεκτρονική μάθηση είναι ένας τομέας ο οποίος με την πάροδο των χρόνων γίνεται και πιο δημοφιλής. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η ηλεκτρονική μάθηση δεν αφορά μόνο τους μαθητές αλλά και τους ανθρώπους όλων των ηλικιών που ενδιαφέρονται να μαθαίνουν. Σε επίπεδο Σημασιολογικού Ιστού, θέλουμε να επιτευχθεί η διαλειτουργικότητα μεταξύ των εκπαιδευτικών συστημάτων αλλά επίσης και να έχουν αυτοματοποιημένη, δομημένη και ενιαία συγγραφή. Ο Σημασιολογικός Ιστός θα επιτρέπει την διαλειτουργικότητα μέσω της κεφαλαιοποίησης των οντολογιών, της τυποποιημένης σύνταξης επικοινωνίας και της ολοκλήρωσης σε μεγάλο βαθμό του εκπαιδευτικού περιεχομένου και χρήσης [19]. Η RDF περιγράφει αντικείμενα και τις σχέσεις τους. Επιτρέπει την εύκολη επαναχρησιμοποίηση πληροφοριών για διαφορετικές συσκευές όπως τα κινητά τηλέφωνα και τα PDA αλλά και για την παρουσίαση τους σε ανθρώπους με διαφορετικές ικανότητες, όπως για παράδειγμα σε άτομα με προβλήματα στην όραση. Στο σύντομο μέλλον, υπολογίζεται ότι οι μαθητές θα είναι σε θέση να εξάγουν αποτελεσματικά πολύ περισσότερες πληροφορίες, από έναν υπολογιστή του δικτύου ή από μια ασύρματη συσκευή. Η αναζήτηση θα γίνεται με λίγους συγκεκριμένους όρους και οι κατάλογοι μιας βιβλιοθήκης θα ανιχνεύονται αυτόματα. Έτσι, τα αποτελέσματα θα επιστρέφονται άμεσα στους μαθητές, ταυτόχρονα με πολυμέσα και κείμενα. Οι μαθητές, θα μπορούν επίσης να συνδέονται σε σχετικές λίστες και ερευνητικές ομάδες. Με αναδιάρθρωση των πληροφοριών, τα μελλοντικά συστήματα θα είναι ικανά να παραδώσουν το περιεχόμενο στον τελικό χρήστη σε μορφή που προσαρμόζεται σε αυτούς, λαμβάνοντας υπόψη τις ανάγκες του χρήστη, τις προτιμήσεις αλλά και τις γνώσεις του. Η λειτουργία αυτή βασίζεται στην απευθείας σύνδεση με βάσεις δεδομένων που κατηγοριοποιούν τα συνώνυμα σε διακριτές λεξιλογικές έννοιες. Η ανάπτυξη μεγάλων συστημάτων με βάσεις δεδομένων καθιστά τα υλικά όσο το δυνατό πιο χρήσιμα γίνεται για διαφορετικές ομάδες ανθρώπων, όπως μαθητές αλλά και καθηγητές. Έτσι, οι μαθητές μπορεί να ψάχνουν σε μια βάση χρησιμοποιώντας ένα απλό όρο ενώ οι καθηγητές μπορούν να αναζητούν με πιο επιστημονικούς όρους, αντικατοπτρίζοντας την κλιμάκωση σε πολυπλοκότητα. Η χρήση οντολογιών είναι ένα πολύ βασικό πλεονέκτημα του Σημασιολογικού Ιστού όσον αφορά την ηλεκτρονική εκπαίδευση. Με τη χρήση οντολογιών, βιβλία διαφορετικών συγγραφέων που έχουν όμως παρόμοιο θέμα, μπορούν να συνδεθούν. Επίσης, οντολογίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ομαδοποίηση των παραδόσεων σε ένα σχολείο αναλόγως του τύπου, όπως διάλεξη, φροντιστήριο κλπ, ή και των μαθημάτων αναλόγως του θέματος, όπως μαθηματικά, πληροφορική κλπ. 48

49 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΙΣΤΟΥ Edutella Η Edutella είναι μια υπηρεσία αναζήτησης για peer to peer συστήματα τα οποία διευκολύνουν την ανταλλαγή εκπαιδευτικών πηγών. Το Edutella αποτελείται από ένα σύνολο από υπηρεσίες υλοποιημένες με το σύστημα JXTA και οι οποίες περιλαμβάνουν δυνατότητες για αναζήτηση και σχεδίαση. Οι αναζητήσεις θα αποστέλλονται σε όσους έχουν την δυνατότητα να απαντήσουν. Ο σχεδιασμός θα επιτρέπει την μετατροπή σχημάτων σε σχήμα το οποίο θα είναι κατανοητό από την εφαρμογή, με αποτέλεσμα οι πληροφορίες να μπορούν να χρησιμοποιηθούν πιο εύκολα, ανεξάρτητα από τον τύπο τους [20] Ηλεκτρονική Υγεία/Βιοπληροφορική Ο Σημασιολογικός Ιστός μπορεί να παρέχει αποτελεσματικά επιστημονικά δεδομένα που περιέχονται σε διαφορετικές μορφές εφαρμογών. Για παράδειγμα, οι επιστήμονες που ασχολούνται με τη ζωή θα μπορούσαν να θεωρήσουν τις τεχνολογίες του Σημασιολογικού Ιστού σαν ένα πολύ βοηθητικό εργαλείο. Πρόσφατα, το W3C ανακοίνωσε τη δημιουργία μιας ομάδας για τη φροντίδα της υγείας στο Σημασιολογικό Ιστό και των βιοεπιστημών (Semantic Web Health Care and Life Sciences Interest Group). Η ομάδα αυτή έχει στόχο να βοηθήσει τους επιστήμονες που ασχολούνται με τη ζωή, να αξιοποιήσουν τις δυνατότητες που τους προσφέρουν οι τεχνολογίες του Σημασιολογικού Ιστού, αναπτύσσοντας περιπτώσεις χρήσεων και εφαρμόζοντας προδιαγραφές του Σημασιολογικού Ιστού στη φροντίδα της υγείας και στα προβλήματα των βιολογικών επιστημών. Η βιολογία είναι ένα από τα καταλληλότερα πεδία για την ανάπτυξη του Σημασιολογικού Ιστού. Ένα παράδειγμα, είναι στον τομέα της ανακάλυψης φαρμάκων όπου πολλές βάσεις δεδομένων και πληροφοριακά συστήματα χρησιμοποιούνται από ερευνητές σε παγκόσμια κλίμακα [21]. SOMWeb Στα μέσα της δεκαετίας του 1990, οι συμμετέχοντες του Swedish Oral Medicine Network (SOMNet), άρχισαν να συζητούν περιπτώσεις ασθενών σε τηλεδιασκέψεις. Οι περιπτώσεις αυτές, κατανέμονταν στους συμμετέχοντες πριν από τις τηλεδιασκέψεις μέσω . Οι τεχνολογίες του Σημασιολογικού Ιστού, μπορούσαν να εκπληρώσουν τις ανάγκες αυτών των ανθρώπων σχετικά με την επαναχρησιμοποίηση της γνώσης, την ανταλλαγή δεδομένων αλλά και την εξαγωγή συμπερασμάτων βασισμένων σε οντολογίες. Όμως, η χρήση των τεχνολογιών του Σημασιολογικού στην πράξη απαιτούσε περεταίρω έρευνα. 49

50 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΙΣΤΟΥ Η έρευνα αυτή είχε τέσσερις κύριους στόχους: Τη μελέτη της επικοινωνίας των συμμετεχόντων στις τηλεδιασκέψεις. Την εφαρμογή των τεχνολογιών του Σημασιολογικού Ιστού. Τη δημιουργία του SOMWeb με επίκεντρο τις περιπτώσεις των ασθενών. Την αξιολόγηση του SOMWeb και τη μελέτη για το πώς η πρακτική δουλειά αλλάζει με τη βοήθεια της τεχνολογίας. Το SOMWeb αναπτύχθηκε στη γλώσσα προγραμματισμού JAVA 33 και χρησιμοποιώντας τις τεχνολογίες του Σημασιολογικού Ιστού RDF για το χειρισμό των δεδομένων και OWL για τη δημιουργία των οντολογιών [22]. Έτσι, μέχρι το Μάιο του 2008, υπήρχαν 90 εγγεγραμμένοι χρήστες του SOMWeb, είχαν προστεθεί 93 περιπτώσεις ασθενών, και είχαν ολοκληρωθεί 18 «συναντήσεις» χρησιμοποιώντας αυτή την εφαρμογή. Γενικά, το SOMWeb έχει βελτιώσει τη δομή των «συναντήσεων» και έχει παρατηρηθεί μεγάλη αύξηση στους χρήστες που ενδιαφέρονται για αυτό. Πολλοί χρήστες, εισάγουν τα στοιχεία για την περίπτωση τους για να αναζητήσουν συμβουλές, διαγνώσεις ή θεραπείες για αυτούς. Το σύστημα, παρέχει στους χρήστες του υψηλής ποιότητας ιατρικές γνώσεις. Οι τεχνολογίες του Σημασιολογικού Ιστού, επιτρέπουν την τυποποίηση και δόμηση των δεδομένων κάθε περίπτωσης έτσι ώστε να μπορούν να χρησιμοποιηθούν για περαιτέρω έρευνα και συμπεράσματα Υπηρεσίες Σημασιολογικού Ιστού Οι Υπηρεσίες Σημασιολογικού Ιστού μπορούν να φέρουν προγράμματα και δεδομένα κοντά. Όπως οι βάσεις δεδομένων δεν μπορούν να ενσωματωθούν εύκολα στον υπάρχον Ιστό χωρίς τη χρήση της RDF, το ίδιο ισχύει και για τα προγράμματα. Οι Υπηρεσίες Ιστού είναι αυτόνομες εφαρμογές, που χρησιμοποιούνται για την εκτέλεση πολύπλοκων επιχειρηματικών διαδικασιών. Από τη στιγμή που μια υπηρεσία Ιστού έχει αναπτυχθεί, τότε άλλες εφαρμογές μπορούν να την εντοπίζουν και να την χρησιμοποιούν. Παρόλα αυτά, στο παρόν στάδιο, για να γίνει εντοπισμός και χρήση μιας υπηρεσίας ιστού χρειάζεται η ανθρώπινη παρέμβαση. Ο Tim Berners-Lee πρότεινε ότι η ένταξη των Υπηρεσιών Ιστού και του Σημασιολογικού Ιστού θα μπορούσε να γίνει με τρόπο που να συνδυάζει την επιχειρηματική λογική των Υπηρεσιών Ιστού με το περιεχόμενο του Σημασιολογικού Ιστού. Σήμερα, υπάρχουν αρκετές τεχνολογίες, όπως η UDDI 34 και η SOAP 35, που θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν την OWL, για να παρέχουν μια οντολογία για τις

51 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΙΣΤΟΥ Υπηρεσίες Σημασιολογικού Ιστού επιτρέποντας έτσι μεγαλύτερη επίδραση με τις μηχανές κανόνων [18]. Το όραμα του Σημασιολογικού Ιστού είναι η αυτοματοποίηση της ανακάλυψης, η επίκληση, η σύνθεση και η παρακολούθηση των Υπηρεσιών Ιστού μέσω της χρήσης μηχανισμών επεξεργασίας. Οι ιστοσελίδες θα μπορούν να χρησιμοποιήσουν ένα σύνολο κλάσεων και ιδιοτήτων δηλώνοντας και περιγράφοντας μια οντολογία για τις υπηρεσίες. Γι αυτό ακριβώς το σκοπό έχει δημιουργηθεί η οντολογία υπηρεσιών OWL-S(Web Ontology Language for Services) 36. Όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα, η OWL-S υποδιαιρείται σε 4 οντολογίες, που αφορούν τις υπηρεσίες (Service), την περιγραφή/δημοσίευση (ServiceProfile), τον τρόπο λειτουργίας (ServiceModel) και τον τρόπο υλοποίησης της υπηρεσίας (ServiceGrounding) (Εικόνα 7) [23]. Εικόνα 7: Η οντολογία υπηρεσιών OWL-S Μια από τις δυνατότητες των Υπηρεσιών του Σημασιολογικού Ιστού είναι η ενίσχυση των μηχανών αναζήτησης. Πολλές εφαρμογές για αναζήτηση προσφέρονται σήμερα μέσω του διαδικτύου και αυτές οι εφαρμογές εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό σε εργαλεία διαχείρισης δεδομένων. Χρησιμοποιώντας πρότυπα που βασίζονται στις Υπηρεσίες του Σημασιολογικού Ιστού, αυτές οι υπηρεσίες θα είναι σε θέση να προσφερθούν σε ένα ευρύτερο κοινό, σε μορφή βασισμένη σε αυτά τα πρότυπα. Στον τομέα των πολυμέσων, ο κόσμος κινείται γρήγορα προς τη χρήση των μεταδεδομένων του Σημασιολογικού Ιστού. Η ικανότητα της γρήγορης δημιουργίας B2B σχέσεων και μεταδεδομένων, χάρη στην ύπαρξη πρότυπων των Υπηρεσιών του Σημασιολογικού Ιστού, πρόκειται να βελτιώσει το χρόνο διάθεσης στην αγορά και τους περιορισμούς του κόστους. Γενικά, οι Υπηρεσίες του Σημασιολογικού Ιστού θα φέρουν βελτίωση σε πολλούς τομείς. Ένα πιο συγκεκριμένο παράδειγμα ακολουθεί στη συνέχεια

52 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΙΣΤΟΥ Sentinelle Η τεχνολογία για τις Υπηρεσίες του Σημασιολογικού Ιστού μπορεί να μειώσει το πρόβλημα της διαλειτουργικότητας. Μια τέτοια προσέγγιση έγινε από την Ηλεκτρονική Ανταλλαγή Δεδομένων για θέματα Υγείας (Electronic Data Interchange for Healthcare group, EDI-Sant e) 37, με την ενεργή συμβολή του ETIAM 38. Η προσέγγιση αυτή, βασίζεται στον «φάκελο ασθενή» για να εξαχθούν συμπεράσματα από την εφαρμογή χρησιμοποιώντας τεχνολογίες του Σημασιολογικού Ιστού [21]. Στόχος αυτής της δουλειάς, ήταν να επικεντρωθούν στην κάλυψη του χάσματος μεταξύ της «ελεύθερης» επικοινωνίας, χρησιμοποιώντας τυπικά εργαλεία του διαδικτύου και απόλυτα δομημένη επικοινωνία όπως προτείνεται από το CEN 39. Μετά από μια ανάλυση των προτύπων σε όλο τον κόσμο, η πρόταση συνίσταται σε μια ενδιάμεση δομή των πληροφοριών, σχετική με ένα ασθενή και την αποθήκευση ελάχιστου ποσού δεδομένων για τη διευκόλυνση της διαλειτουργικότητας. Η «ελεύθερη» σε θέμα δομής πληροφορία, ομαδοποιείται σε ένα φάκελο και μεταδίδεται με ασφαλή τρόπο σε υφιστάμενα δίκτυα επικοινωνιών. Η προσέγγιση αυτή, έχει πάρει μεγάλη δημοσιότητα χάρη στο Cegetel.rss, ενός νέου ιατρικού κέντρου μηνυμάτων που ονομάζεται «Sentinelle» και που υποστηρίζει πλήρως τον «φάκελο ασθενή». Soa4all.eu Το Soa4all (Service Oriented Architectures for all), είναι ένα πρόγραμμα συνεργασίας που χρηματοδοτείται από το 7 ο πρόγραμμα πλαισίων της Ευρώπης, σύμφωνα με τις αρχιτεκτονικές για τις υπηρεσίες και το λογισμικό. Το Soa4all είναι ένα δικτυωμένο ευρωπαϊκό λογισμικό [24]. Η έννοια του SOA είναι μια από τις πιο ορατές τάσεις στον τομέα της πληροφορικής τα τελευταία χρόνια. Εκτός από τα οφέλη του, οι λύσεις του SOA, εξακολουθούν να περιορίζονται στο πλαίσιο της εφαρμογής τους για να είναι εσωτερικές λύσεις των εταιρειών. Ενώ, ο προσανατολισμός των υπηρεσιών είναι ευρέως αναγνωρισμένος για τη δυνατότητα να φέρει την επανάσταση στον κόσμο τον υπολογιστών, η επιτυχία του εξαρτάται από την επίλυση πολλών θεμελιωδών προβλημάτων που ο SOA δεν αντιμετωπίζει σήμερα. Το Soa4all έχει ως στόχο την υλοποίηση ενός κόσμου όπου ένας τεράστιος αριθμός ομάδων να εκθέτει και να καταναλώνει υπηρεσίες μέσω προηγμένων τεχνολογιών του Web. Ο κύριος σκοπός του έργου αυτού, είναι να παρέχει ένα ολοκληρωμένο πλαίσιο και τις υποδομές που εξελίσσονται συμπληρωματικά σε μια ανεξάρτητη πλατφόρμα παροχής υπηρεσιών

53 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΙΣΤΟΥ Η προσέγγιση του Soa4all, σαν μια παγκόσμια πλατφόρμα παροχής υπηρεσιών μπορεί να διευκολύνει τη δημιουργία των υποδομών των υπηρεσιών και να αυξήσει τη διαλειτουργικότητα μεταξύ μεγάλων αριθμών κατανεμημένων και ετερογενών λειτουργιών στο διαδίκτυο. Με την αξιοποίηση του Web 2.0 και των τεχνολογιών του Σημασιολογικού Ιστού σε εργαλεία που προσφέρουν αυξημένη αυτοματοποίηση και διαλειτουργικότητα για παροχή υπηρεσιών, το Soa4all μπορεί να βοηθήσει νέες επιχειρηματικές ιδέες να συνειδητοποιηθούν πολύ πιο εύκολα και να ενσωματωθούν στις επερχόμενες υπηρεσίες ανοιχτών οικοσυστημάτων Εφαρμογές για επιχειρήσεις Ο Σημασιολογικός Ιστός μπορεί να επηρεάσει τη βιομηχανία ως εργαλείο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη εφαρμογών για τις επιχειρήσεις. Έτσι, όπως στις μέρες μας ο Ιστός ενσωματώνει τα πληροφοριακά συστήματα που είναι εξαρτώμενα από την ανθρώπινη επέμβαση, ο Σημασιολογικός Ιστός θα μπορούσε να ενσωματώσει εφαρμογές στις οποίες τα δεδομένα θα έχουν καλά ορισμένο νόημα. Στις εφαρμογές των επιχειρήσεων χρησιμοποιείται η XML και προαιρετικά το μοντέλο της RDF. Έτσι, διαφορετικά μοντέλα RDF, αντιστοιχίζονται στο κοινό μοντέλο δεδομένων που μεσολαβεί εμπλουτισμένο με διαφορετικούς περιορισμούς και προδιαγραφές των σημασιολογικών εννοιών. Οι οντολογίες θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να υποστηρίξουν τους δημιουργούς και τους διαχειριστές σε πολύπλοκα καθήκοντα τους κατά την ανάπτυξη και την εγκατάσταση εφαρμογών. Οι οντολογίες επισημοποιούν έννοιες και συσχετίσεις με τρόπο παρόμοιο των εννοιολογικών βάσεων δεδομένων ή της UML 40. Η UML είναι μια τυπική γλώσσα για τον καθορισμό, την κατασκευή και την τεκμηρίωση συστημάτων λογισμικού αλλά και μοντέλων επιχειρήσεων. Αντιπροσωπεύει ένα σύνολο από μηχανολογικές τεχνικές οι οποίες έχουν αποδειχθεί επιτυχείς στη μοντελοποίηση μεγάλων και πολύπλοκων συστημάτων. Επιπλέον, οι οντολογίες εκφράζονται με γλώσσες λογικής αναπαράστασης. Οι μηχανές συμπερασμού μπορούν να εκτελούν ερωτήματα και κανόνες με οντολογίες [18]. British Telecom Call Center Τα τηλεφωνικά κέντρα είναι πλατφόρμες για να επικοινωνούν οι εταιρείες με τους πελάτες τους αλλά και με άλλες εταιρείες. Η τεχνολογία του συγκεκριμένου τηλεφωνικού κέντρου δεν έχει την υποστήριξη του διαχειριστή του για την επίλυση εισερχόμενων αιτημάτων. Η επένδυση στην τεχνολογία του τηλεφωνικού κέντρου μπορεί να προσφέρει καλύτερη εξυπηρέτηση των πελατών, χαμηλότερα πάγια έξοδα

54 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΙΣΤΟΥ και χαμηλότερο κόστος λειτουργίας. Για αυτούς τους λόγους αναπτύσσεται ένα νέο σύστημα για το τηλεφωνικό κέντρο της British Telecom, το οποίο χρησιμοποιεί τεχνολογίες του Σημασιολογικού Ιστού [18]. Το σύστημα OntoShare, επιτρέπει την αυτόματη ανταλλαγή πληροφοριών, την αποθήκευση των καλύτερων πρακτικών σε μια οντολογία και την αυτόματη διάδοση των πληροφοριών στα σχετικά άτομα του τηλεφωνικού κέντρου. Η οντολογία αυτή, παρέχει μια κοινόχρηστη δομή για την αναπαράσταση της γνώσης και μια κοινή γλώσσα για την επικοινωνία μεταξύ των λειτουργών του τηλεφωνικού κέντρου [25] Διαχείριση Γνώσης Η διαχείριση της γνώσης αφορά τη διαχείριση δραστηριοτήτων και διαδικασιών που έχουν ως στόχο την μεγέθυνση της χρήσης και της δημιουργίας γνώσης. Η διαχείρισης γνώσης χρησιμοποιείται για οργανισμούς που χρειάζονται να διαχειριστούν μεγάλο όγκο επαγγελματικών εγγράφων και για την τεκμηρίωση των διαδικασιών των επιχειρήσεων. Έτσι, η διαχείριση γνώσης αυξάνει την αποτελεσματικότητα και για τους επαγγελματίες αλλά και για τους απλούς χρήστες. Οι πληροφορίες οργανώνονται είτε αυτόματα είτε από τους χρήστες χρησιμοποιώντας ένα κοινό μοντέλο οργάνωσης και την επιχειρησιακή ορολογία. Ο μεγάλος αριθμός πληροφοριών που συγκεντρώνεται καθημερινά, είναι ένας παράγοντας που δυσκολεύει την αναζήτηση. Η μείωση του χρόνου της αναζήτησης γίνεται με τη χρήση οντολογιών. Τα συστήματα γνώσης αναπτύσσονται με τρόπο ώστε να παρέχουν έννοιες με σημασιολογική βάση για την οργάνωση, επεξεργασία, ανταλλαγή και χρήση των γνώσεων. Έτσι, συνεχίζονται οι έρευνες με στόχο τη μεγιστοποίηση της αυτοματοποίησης της γνώσης και την επίτευξη σημασιολογικής διαλειτουργικότητας μεταξύ πόρων του Ιστού και υπηρεσιών [18]. Cycorp Μια από τις πρώτες και πιο δημοφιλής εφαρμογή για τη διαχείριση της γνώσης είναι η Cycorp (Εικόνα 8). Η Cyc είναι μια εφαρμογή που προσπάθησε να συνδυάσει μια οντολογία με γνώσεις από την καθημερινότητα, με στόχο οι εφαρμογές της τεχνητής νοημοσύνης να λειτουργούν με την κοινή λογική ενός ανθρώπου. Η εφαρμογή αυτή ξεκίνησε το 1984 από τον Douglas Lenat και στη συνέχεια αναπτύχθηκε από την εταιρεία Cycorp. Αυτή η εφαρμογή, μετατράπηκε στην Cycorp, Inc στο Τέξας το Η OpenCyc είναι η ανοιχτού λογισμικού έκδοση της Cyc. Είναι η μεγαλύτερη και η πιο ολοκληρωμένη βάση γνώσεων στον κόσμο, αλλά και σύστημα συλλογιστικής. Η 54

55 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΙΣΤΟΥ OpenCyc μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως η βάση για πολλές εφαρμογές όπως η αναγνώριση της ομιλίας, η ενσωμάτωση δεδομένων και η διαχείριση τους. Εικόνα 8: Η εφαρμογή Cycorp Ηλεκτρονικό Εμπόριο Το ηλεκτρονικό εμπόριο βασίζεται στην ανταλλαγή πληροφοριών μεταξύ των εμπλεκόμενων φορέων με τη χρήση μιας τηλεπικοινωνιακής υποδομής. Το ηλεκτρονικό εμπόριο μπορεί να γίνει μεταξύ μιας επιχείρησης και ενός πελάτη αλλά και μεταξύ δύο επιχειρήσεων [26]. Οι εφαρμογές ηλεκτρονικού εμπορίου μεταξύ επιχείρησης και πελάτη επιτρέπουν στις επιχειρήσεις να προωθήσουν τις προσφορές τους και στους πελάτες να βρουν προσφορές που ικανοποιούν τις απαιτήσεις τους. Παρέχοντας πρόσβαση σε μια μεγάλη συλλογή με προσφορές που ανανεώνονται τακτικά, μια ηλεκτρονική αγορά μπορεί να επιτευχθεί σε ένα εμπορικό περιβάλλον, ικανοποιώντας και τις δύο πλευρές. Οι εφαρμογές ηλεκτρονικού εμπορίου μεταξύ δύο επιχειρήσεων αναπτύσσονταν αρχικά με τη χρήση ηλεκτρονικών μηνυμάτων για την ανταλλαγή πληροφοριών για τις υπηρεσίες. Η εξέλιξη όμως της τεχνολογίας, οδήγησε στη χρήση της XML για την 55

56 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΙΣΤΟΥ ανταλλαγή των πληροφοριών. Έτσι, η νέα γενιά εφαρμογών έχει αναπτυχθεί με τη χρήση της ebxml 41 (electronic business in XML). Η ebxml αναπτύσσει τεχνικές οι οποίες θα επιτρέπουν στις επιχειρήσεις να εντοπίσουν νέους προμηθευτές μέσω της χρήσης των μητρώων που θα επιτρέπουν στους χρήστες να εντοπίσουν ποιες υπηρεσίες μπορεί να προσφέρει κάθε προμηθευτής. Βασικό ρόλο στην ανάπτυξη αποτελεσματικών και κερδοφόρων λύσεων για εμπορικές συναλλαγές μέσω διαδικτύου, έχουν οι οντολογίες. Συγκεκριμένα, αντιπροσωπεύουν έναν τρόπο πρόσβασης σε ένα μεγάλο φάσμα πληροφοριών στο διαδίκτυο με αποτελεσματικότητα και βελτιστοποίηση, χαρακτηριστικά τα οποία θα είναι όλο και πιο εμφανή στις περισσότερες επιχειρήσεις και προσωπικές δραστηριότητες. Οι οντολογίες θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιούνται ως βάση για διαλειτουργικότητα μεταξύ των εμπορικών εταιριών στις ηλεκτρονικές αγορές. Επομένως, είναι βέβαιο πως η χρήση οντολογιών θα επιταχύνει σημαντικά τη διείσδυση του ηλεκτρονικού εμπορίου σε όλους τους τομείς της βιομηχανίας. Αυτό θα επιτρέψει στις εταιρίες να προσαρμόζονται στο ταχέως μεταβαλλόμενο περιβάλλον του διαδικτύου [27]. BestBuy Ο Σημασιολογικός Ιστός δίνοντας «σημασία» στις λέξεις, επιτρέπει την ανάπτυξη πιο έξυπνων και πιο εξατομικευμένων εφαρμογών στο διαδίκτυο. Η εταιρεία bestbuy.com (Εικόνα 9), είναι μια από τις εταιρείες που χρησιμοποιούν τεχνολογίες του Σημασιολογικού Ιστού στην ηλεκτρονική τους επιχείρηση. Σύμφωνα με τους υπεύθυνους της εταιρείας αυτής, η χρήση των τεχνολογιών του Σημασιολογικού Ιστού, έχει ήδη οδηγήσει στην αύξηση των χρηστών της εφαρμογής αλλά και στην καλύτερη εξυπηρέτηση των πελατών της. Ο επικεφαλής της ομάδας που ανάπτυξε αυτή την εφαρμογή, Jay Myers, επισήμανε ότι ο πρωταρχικός λόγος που αποφάσισαν να χρησιμοποιήσουν τεχνολογίες του Σημασιολογικού Ιστού, ήταν η αύξηση της προβολής των προϊόντων και των υπηρεσιών της. Επίσης, το γεγονός ότι τα δεδομένα όπως όνομα, διεύθυνση, ωράριο καταστήματος και γεωγραφικά δεδομένα, επισημαίνονται χρησιμοποιώντας την RDF, καθιστά τις μηχανές αναζήτησης ικανές να αναγνωρίσουν τα στοιχεία αυτών των δεδομένων πιο εύκολα. Η διαδικασία προσθήκης τεχνολογιών του Σημασιολογικού Ιστού για το bestbuy.com ξεκίνησε πριν περίπου 4 χρόνια όταν η εταιρεία έψαχνε τρόπους για να έχει περισσότερη προβολή στο διαδίκτυο

57 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΗΜΑΣΙΟΛΟΓΙΚΟΥ ΙΣΤΟΥ Η εταιρεία bestbuy.com χρησιμοποιεί την οντολογία Good Relations 42, η οποία αποτελεί ένα λεξιλόγιο του Σημασιολογικού Ιστού για την περιγραφή του προϊόντος, της τιμής και των δεδομένων της εταιρείας [28]. Εικόνα 9: Η εφαρμογή Best Buy

58

59 Κ Ε Φ Α Λ Α Ι Ο 4 : ΥΛ Ο Π Ο Ι Η Σ Η

60

61 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ 4.1 Η ΕΦΑΡΜΟΓΗ Η εφαρμογή αυτή αποτελεί ουσιαστικά μια σημασιολογική πλατφόρμα αγγελιών, στην οποία ένας χρήστης μπορεί να δει διάφορες αγγελίες σχετικά με υπολογιστές, περιφερειακά κ.λπ. Ένας χρήστης, μπορεί να εγγραφεί σαν μέλος, να συνδεθεί στον ιστότοπο και στην συνέχεια να καταχωρήσει αγγελίες. Επίσης, έχει την δυνατότητα να επεξεργαστεί οποιαδήποτε στιγμή τις αγγελίες που έχει καταχωρήσει ο ίδιος ή ακόμη και να τις διαγράψει. Τέλος, όλοι οι χρήστες έχουν τη δυνατότητα να αναζητήσουν αγγελίες που είναι καταχωρημένες στον ιστότοπο, επιλέγοντας από διάφορα κριτήρια, όπως την περιγραφή του προϊόντος που ψάχνουν, το εύρος της τιμής του, την κατηγορία στην οποία ανήκει, ή και συνδυασμό αυτών. Όλα τα πιο πάνω υλοποιήθηκαν με τις τεχνολογίες που αναφέρθηκαν σε προηγούμενα κεφάλαια. Στη συνέχεια ακολουθεί μια πιο αναλυτική περιγραφή της εφαρμογής. 4.2 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ Tomcat Server Ο Tomcat Server είναι ένας web server ανοιχτού λογισμικού που αναπτύχθηκε από το Apache Software Foundation. Μέσω του Tomcat μια εφαρμογή Java Servlet ή Java Server Pages (JSP), μπορεί να λειτουργήσει στον περιηγητή (browser) ενός υπολογιστή 43. Για την υλοποίηση αυτής της εφαρμογής, χρησιμοποιήθηκε ο Tomcat για να «τρέχει» η εφαρμογή στον υπολογιστή. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκε η έκδοση Openrdf Sesame Η Sesame είναι ένα framework ανοιχτού λογισμικού για την αναζήτηση και ανάλυση δεδομένων RDF. Δημιουργήθηκε και εξακολουθεί να συντηρείται από την εταιρεία Aduna. Η Sesame υποστηρίζει δύο γλώσσες ερωτημάτων, την SeRQL και την SPARQL. Για την υλοποίηση της συγκεκριμένης εφαρμογής, χρησιμοποιήθηκε η SPARQL, της οποίας η βασική σύνταξη περιγράφεται σε προηγούμενη ενότητα. Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τη σύνταξη της SPARQL, ο αναγνώστης μπορεί να ανατρέξει στην επίσημη ιστοσελίδα της γλώσσας

62 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ OWLIM Lite 45 Όπως αναφέρθηκε σε προηγούμενη ενότητα η Owlim είναι μια οικογένεια σημασιολογικών αποθηκών (repositories), τα οποία διαχειρίζονται βάσεις RDF δεδομένων. Για την υλοποίηση της εφαρμογής, χρησιμοποιήθηκε η OWLIM Lite η οποία αποτελεί την ταχύτερη σημασιολογική αποθήκη στον κόσμο. Η Owlim χρησιμοποιεί την Sesame σαν βιβλιοθήκη, εκμεταλλευόμενη το API της, για την αναζήτηση και ανάλυση RDF δεδομένων με ερωτήματα σε SPARQL. Protégé 46 Το Protégé είναι μια πλατφόρμα ανοιχτού λογισμικού, για την δημιουργία και επεξεργασία οντολογιών. Με τη βοήθεια του Protégé, δημιουργήθηκε μια οντολογία, στην οποία υπάρχει η αγγελία ως κύρια κλάση, και έχει ως πεδία όλα τα πεδία που έχει η αγγελία στον ιστοτόπο [29]. Η οντολογία περιγράφεται αναλυτικά στην επόμενη ενότητα. JSP (Java Server Pages) Η JSP [30] είναι μια τεχνολογία που βοηθά στη δημιουργία ιστοσελίδων που βασίζονται σε HTML ή XML και χρησιμοποιεί τη γλώσσα προγραμματισμού JAVA. Ο ιστότοπος που αναπτύχθηκε χρησιμοποιεί αυτήν την τεχνολογία και υλοποιήθηκε στο περιβάλλον προγραμματισμού Eclipse

63 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ 4.3 Η ΟΝΤΟΛΟΓΙΑ Η οντολογία για την εφαρμογή αυτή βασίζεται σε μεγάλο βαθμό σε ένα σύνολο από έννοιες και συσχετίσεις που μοντελοποιούν τα πεδία της αγγελίας. Η οντολογία για τις αγγελίες αναπτύχθηκε στα πλαίσια της συγκεκριμένης πτυχιακής για τον πιο πάνω σκοπό. Πιο αναλυτικά, κεντρική έννοια του μοντέλου είναι η αγγελία η οποία περιλαμβάνει ένα σύνολο υποκλάσεων που περιγράφουν τα βασικά της πεδία. Με αυτό τον τρόπο, εκμεταλλευόμαστε την δυνατότητα των Περιγραφικών Λογικών να ορίζουν ιεραρχίες κλάσεων και συσχετίσεων. Στο σχήμα που φαίνεται πιο πάνω, βλέπουμε σχηματικά την οντολογία. Η κλάση Αγγελία έχει ως υποκλάσεις τις ακόλουθες: Notebooks, Accessories, Desktops, Hardware, Software. Κάθε αγγελία μπορεί να ανήκει σε μια από τις πιο πάνω κατηγορίες ή και σε περισσότερες από μια. Επίσης όλες οι κατηγορίες έχουν τις ακόλουθες ιδιότητες, οι οποίες αποτελούν και τα πεδία της αγγελίας: Title, Description, Price, Category, Username, Date Added, Price Category, Photo Id, pdate, advid. Τα πεδία Title, Description, Price, Category, Photo Id, pdate συμπληρώνονται από τον χρήστη κατά την καταχώρηση νέας αγγελίας από τον ιστότοπο, ενώ τα πεδία Username, Date Added και καταχωρούνται αυτόματα από το σύστημα. Τα πεδία advid και Price Category είναι βοηθητικά πεδία. Η οντολογία «φορτώνεται» μόνο μια φορά στη σημασιολογική αποθήκη (repository), μέσω της JAVA, εκτός και αν αλλάξει η αποθήκη. 63

64 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ 4.4 ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ Στην πιο πάνω εικόνα, βλέπουμε τα συστατικά που συνθέτουν την αρχιτεκτονική της διαδικτυακής εφαρμογής. Όπως βλέπουμε, ο χρήστης αλληλεπικοινωνεί με το σύστημα. Ο χρήστης, εκτελεί λειτουργίες, οι οποίες με τη σειρά τους μέσω ερωτημάτων SPARQL σε δεδομένα RDF, επικοινωνούν με τη σημασιολογική αποθήκη της OWLIM-Lite για αναζήτηση, καταχώρηση, ανάκτηση δεδομένων, ανάλογα με τα πεδία της αγγελίας. Για παράδειγμα μπορούμε να δούμε πως δουλεύει η εφαρμογή για την καταχώρηση μιας αγγελίας. Ο χρήστης επιλέγει να καταχωρήσει μια αγγελία από τον ιστότοπο και στη διαδικτυακή εφαρμογή εμφανίζεται η αντίστοιχη φόρμα. Τότε, το σύστημα παίρνει από όλα τα πεδία τα στοιχεία που καταχώρησε ο χρήστης και εισάγει το καθένα ξεχωριστά στο αντίστοιχο πεδίο της οντολογίας και τα αποθηκεύει στη σημασιολογική αποθήκη της OWLIM-Lite. Για την εισαγωγή του τίτλου για παράδειγμα, εκτελείται το πιο κάτω κομμάτι κώδικα: try { connection.add(f.createuri(owlimrepository.uri + id), f.createuri(owlimrepository.uri + "title"), f.createliteral(title)); } catch (RepositoryException e) { e.printstacktrace(); } Ας δούμε όμως και ένα παράδειγμα με SPARQL ερώτημα. Έστω ότι ο χρήστης θέλει να επεξεργαστεί την αγγελία που έχει καταχωρήσει. Τότε, επιλέγοντας την συγκεκριμένη αγγελία για επεξεργασία, το σύστημα ψάχνει με ένα SPARQL 64

65 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ερώτημα την αγγελία αυτή χρησιμοποιώντας το μοναδικό κωδικό που έχει κάθε αγγελία. Το SPARQL ερώτημα για αυτή την επιλογή θα είναι: SELECT DISTINCT?ID?Title?description?category?date?dateadded?price?usernamε WHERE { ID rdf:type adv:advertisement; adv:title?title; adv:description?description; adv:category?category; adv:date?date; adv:dateadded?dateadded; adv:price?price; adv:username?username FILTER(?ID = id).} Με αυτό το SPARQL ερώτημα θα γίνει αναζήτηση στη σημασιολογική αποθήκη για την αγγελία με το συγκεκριμένο id. Έτσι θα είναι διαθέσιμα όλα τα στοιχεία της για να τα ανακτήσουμε από την αποθήκη και να τα παρουσιάσουμε στο χρήστη για να μπορεί να τα επεξεργαστεί. Πιο αναλυτική περιγραφή όλων των λειτουργιών αλλά και παραδείγματα παρουσιάζονται στην επόμενη ενότητα. 65

66 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ 4.5 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ Αρχική Σελίδα Στην παρακάτω εικόνα βλέπουμε την αρχική σελίδα της εφαρμογής. Στο επάνω μέρος βλέπουμε το κυρίως μενού, ενώ στο πλάι βλέπουμε δύο πλάγια μενού ένα για τις κατηγορίες και ένα για τα μέλη. Στη μέση της σελίδας βλέπουμε αγγελίες που έχουν καταχωρηθεί από όλους τους χρήστες, με τις πιο πρόσφατες να βρίσκονται πιο ψηλά. Επίσης, στο επάνω δεξιό μέρος της σελίδας, βλέπουμε τις επιλογές Sign και Login για τη σύνδεση των χρηστών. Τέλος, υπάρχει η επιλογή για αναζήτηση με διάφορα κριτήρια. Όλα τα πιο πάνω περιγράφονται πιο αναλυτικά στη συνέχεια. 66

67 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ Μενού Στην αρχική σελίδα της πλατφόρμας βλέπουμε το κυρίως μενού το οποίο αποτελείται από τις επιλογές Home, Advertisements, Help, Contact. Πιο αναλυτικά: Home: επιλέγοντας το Home, από όποιο σημείο της εφαρμογής και να βρισκόμαστε επιστρέφουμε στην αρχική σελίδα. Advertisements: επιλέγοντας το Advertisements, εμφανίζονται όλες οι αγγελίες που είναι καταχωρημένες στο repository. Help: επιλέγοντας το Help βλέπουμε πληροφορίες για να μπορεί ένας χρήστης να επικοινωνήσει με κάποιο υπεύθυνο, για οποιοδήποτε πρόβλημα. Contact: επιλέγοντας το Contact, εμφανίζονται προσωπικά στοιχεία, όπως ονοματεπώνυμο, διεύθυνση, , για να μπορεί ένας χρήστης να επικοινωνήσει με τους υπεύθυνους της ιστοσελίδας. Πλάγιο Μενού Στο αριστερό μέρος τις σελίδας βλέπουμε δύο μενού, το Categories και το Members. Στο μενού Categories, βλέπουμε τις κατηγορίες προϊόντων και ο χρήστης πατώντας σε μια από αυτές, μπορεί να δει τις αγγελίες που ανήκουν στην κατηγορία αυτή. Στο μενού Members, βλέπουμε εγγεγραμμένα μέλη της σελίδας. Πατώντας, σε ένα από αυτά, μεταφερόμαστε στην προσωπική σελίδα του συγκεκριμένου μέλους και βλέπουμε τα στοιχεία του. 67

68 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ Μέλη Στο επάνω δεξιό μέρος της σελίδας, βλέπουμε τις επιλογές Sign και Login. Sign: επιλέγοντας το Sign, ένας καινούργιος χρήστης, μπορεί να γίνει μέλος της σελίδας. Εμφανίζεται μια φόρμα με τρία πεδία, το username, το και το password, τα οποία συμπληρώνει ο χρήστης και έτσι γίνεται μέλος. Login: επιλέγοντας το Login, ένας ήδη εγγεγραμμένος χρήστης μπορεί να κάνει Login. Έτσι, εμφανίζεται μια φόρμα με δύο πεδία, το username και το password, τα οποία ο χρήστης συμπληρώνει και αν τα στοιχεία του είναι έγκυρα, συνδέεται στην ιστοσελίδα. Εγγραφή μέλους Επιλέγοντας το Sign, εμφανίζεται η φόρμα που φαίνεται στην εικόνα που φαίνεται δίπλα. Ο χρήστης πρέπει να συμπληρώσει αυτά τα τρία πεδία και να πατήσει το κουμπί Submit. Έτσι γίνεται μέλος και μπορεί να κάνει Login για να συνδεθεί στην εφαρμογή. Είσοδος μέλους Επιλέγοντας το Login, εμφανίζεται η φόρμα που φαίνεται στην παρακάτω εικόνα. Ο χρήστης πρέπει να συμπληρώσει τα δύο αυτά πεδία, username και password και στη συνέχεια πατώντας το κουμπί Login θα συνδεθεί στην εφαρμογή. 68

69 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ Αναζήτηση στο repository, τον όρο αναζήτησης. Επίσης, υπάρχει και επιλογή Search. Γράφοντας ένα όρο στο πεδίο της αναζήτησης, η εφαρμογή, αναζητά Στο Search, υπάρχει επίσης η επιλογή more options. Η επιλογή αυτή, δίνει στο χρήστη τη δυνατότητα να αναζητήσει ένα όρο, ή μια συγκεκριμένη κατηγορία, ή για ένα εύρος τιμών, ή συνδυασμό κάποιων από τα πιο πάνω, ή και όλα. Όπως ανέφερα πιο πριν, ένας χρήστης μπορεί να αναζητήσει αγγελίες στην εφαρμογή, πληκτρολογώντας ένα όρο στο πεδίο της αναζήτησης. Έτσι, θα γίνει αναζήτηση στη σημασιολογική αποθήκη για αγγελίες που στον τίτλο τους περιέχουν τον όρο αυτό. Το SPARQL ερώτημα που θα εκτελεστεί για την αναζήτηση αυτή είναι: SELECT DISTINCT?ID?Title?Description?category?username?price_category?dateadded?photo_id?date?price WHERE {?ID rdf:type adv:advertisement; adv:title?title; adv:category?category; adv:username?username; adv:price_category?price_category; adv:dateadded?dateadded; adv:photo_id?photo_id; adv:date?date; adv:price?price; adv:description?description; FILTER(?Title = title).} 69

70 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ Όπως βλέπουμε στην πιο κάτω εικόνα η εφαρμογή επιστρέφει αποτελέσματα που σχετίζονται με τον όρο αναζήτησης. Ο χρήστης όμως έχει και τη δυνατότητα, να επιλέξει το more options, το οποίο του εμφανίζει περισσότερες επιλογές αναζήτησης. Σε αυτό το σημείο ο χρήστης μπορεί να αναζητήσει αγγελίες με βάση μια λέξη. Επίσης, μπορεί να αναζητήσει αγγελίες επιλέγοντας μια ή περισσότερες κατηγορίες. Τέλος, μπορεί να αναζητήσει αγγελίες με βάση ένα εύρος τιμών. 70

71 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ Η αναζήτηση με βάση μια λέξη πραγματοποιείται με τον ίδιο τρόπο που πραγματοποιείται το προηγούμενο παράδειγμα. Η αναζήτηση με βάση μια κατηγορία γίνεται με το πιο κάτω SPARQL ερώτημα: SELECT DISTINCT?ID?Title?Description?category?username?price_category?dateadded?photo_id?date?price WHERE {?ID rdf:type adv:"+category+"; adv:title?title; adv:category?category; adv:username?username; adv:price_category?price_category; adv:dateadded?dateadded; adv:photo_id?photo_id; adv:date?date; adv:price?price; adv:description?description.} Με αυτό το ερώτημα, επιλέγονται όλες οι αγγελίες που ανήκουν στην κατηγορία που επέλεξε ο χρήστης. Για παράδειγμα, αν ο χρήστης επιλέξει την κατηγορία Notebooks, επιστρέφει όλες τις αγγελίες που ανήκουν στην κατηγορία αυτή. 71

72 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ Η αναζήτηση αυτή μπορεί να πραγματοποιηθεί και επιλέγοντας περισσότερες από μια κατηγορίες. Για παράδειγμα αν επιλέξει τις κατηγορίες Notebooks και Accessories, η αναζήτηση θα επιστρέψει όλες τις αγγελίες που είναι καταχωρημένες και στις δύο αυτές κατηγορίες. Αναζήτηση με εύρος τιμών Ο χρήστης μπορεί να αναζητήσει αγγελίες επιλέγοντας ένα εύρος τιμών. Για παράδειγμα μπορεί να αναζητήσει τις αγγελίες που έχουν τιμή από 0 έως 500 ευρώ. Το sparql ερώτημα για την αναζήτηση αυτή θα είναι: SELECT DISTINCT?ID?Title?Description?category?username?dateadded?photo_id?price_category?date?price WHERE {?ID rdf:type adv:advertisement; adv:title?title; adv:category?category; adv:username?username; adv:dateadded?dateadded; adv:photo_id?photo_id; adv:price_category?price_category; adv:date?date; adv:price?price; adv:description?description; FILTER(?price_category = timi).} 72

73 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ Το αποτέλεσμα της αναζήτησης για εύρος τιμών από 0 έως 500 ευρώ φαίνεται στην πιο κάτω εικόνα. Όμως, η αναζήτηση μπορεί να γίνει και με συνδυασμό των πιο πάνω. Για παράδειγμα μπορεί ο χρήστης να αναζητήσει πληκτρολογώντας laptop, επιλέγοντας την κατηγορία Notebooks και το εύρος τιμών κάτι που θα επιστρέψει όσα laptop είναι καταχωρημένα στην κατηγορία Notebooks και έχουν τιμή από 500 μέχρι 1000 ευρώ. Έτσι, ο χρήστης μπορεί να αναζητήσει αγγελίες με όλους τους πιθανούς συνδυασμούς. 73

74 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ Το SPARQL ερώτημα που θα εκτελεστεί για την αναζήτηση με βάση όλα τα κριτήρια είναι: SELECT DISTINCT?ID?Title?Description?category?username?price_category?dateadded?photo_id?date?price WHERE {?ID rdf:type adv:+category+; adv:title?title; adv:category?category; adv:username?username; adv:price_category?price_category; adv:dateadded?dateadded; adv:photo_id?photo_id; adv:date?date; adv:price?price; adv:description?description; FILTER((?Title = title) && (?price_category = timi)).} Το αποτέλεσμα της αναζήτησης για το συγκεκριμένο παράδειγμα φαίνεται στην πιο κάτω εικόνα: 74

75 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ Όταν ένας χρήστης είναι συνδεδεμένος, δηλαδή μετά το Login, στο επάνω δεξιά μέρος της σελίδας εμφανίζονται τρεις επιπλέον επιλογές, το My Account, το Add Advertisement, και το Log out. My Account: επιλέγοντας το My Account, εμφανίζονται όλες οι αγγελίες που έχουν καταχωρηθεί από τον συγκεκριμένο χρήστη. Κάθε χρήστης, στην σελίδα αυτή, έχει το δικαίωμα να επεξεργαστεί τις αγγελίες του ή και να τις διαγράψει. Add Advertisement: επιλέγοντας το Add Advertisement, εμφανίζεται μια φόρμα με διάφορα πεδία τα οποία ο χρήστης πρέπει να συμπληρώσει για να καταχωρήσει μια νέα αγγελία. Τα πεδία αυτά είναι: Τίτλος Περιγραφή Τιμή Κατηγορία Χρονολογία Αγοράς Προϊόντος Επίσης, κατά την αποθήκευση της αγγελίας καταχωρούνται αυτόματα και η ημερομηνία καταχώρησης αλλά και το username του χρήστη που την έχει καταχωρήσει. Ένα απλό παράδειγμα καταχώρησης μιας αγγελίας είναι: Τίτλος Περιγραφή Τιμή Κατηγορία Χρονολογία Αγοράς Προϊόντος Laptop Hp 700 Notebook 2009 Τα δεδομένα αυτού του παραδείγματος αντιστοιχούν στο ακόλουθο RDF έγγραφο: <rdf:rdf xmlns:rdf=" xmlns:adv=" "> <rdf:description rdf:about=" rdf:about=" <adv:title>laptop</adv:title> <adv:description>hp</adv:description> <adv:price>700</adv:price> <adv:category>notebook</adv:category> <adv:yearofpurchase>2009</adv:yearofpurchase> </rdf:description> </rdf:rdf> 75

76 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ Log out: επιλέγοντας το Log out, ο χρήστης αποσυνδέεται από την ιστοσελίδα. Η αγγελία Όπως αναφέρθηκε και πιο πριν για κάθε αγγελία μπορούμε να δούμε τον τίτλο της, την περιγραφή της, σε ποια κατηγορία ανήκει και ποια είναι η τιμή του προϊόντος που προβάλλεται. Επίσης κάτω από τον τίτλο μπορούμε να δούμε ποιος χρήστης έχει δημοσιεύσει αυτή την αγγελία και πότε. Πατώντας επάνω στο όνομα του χρήστη, μεταφερόμαστε στην προσωπική σελίδα του χρήστη και βλέπουμε τα στοιχεία του για να μπορούμε να επικοινωνήσουμε μαζί του. Για να εμφανίζονται όλες οι αγγελίες στην αρχική σελίδα το SPARQL ερώτημα που εκτελείται είναι: SELECT DISTINCT?ID?Title?description?category?date?price?dateadded?username?photo_id WHERE {?ID rdf:type adv:advertisement; adv:title?title; adv:description?description; adv:category?category; adv:date?date; adv:price?price; adv:dateadded?dateadded; adv:photo_id?photo_id; adv:username?username. } 76

77 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ Προσθήκη Αγγελίας Όταν ένας χρήστης επιλέξει το Add Advertisement, εμφανίζεται η παρακάτω φόρμα την οποία πρέπει να συμπληρώσει. Το πρώτο βήμα είναι η συμπλήρωση των στοιχείων της αγγελίας. Όπως φαίνεται στην εικόνα, το πρώτο πεδίο Username είναι ήδη συμπληρωμένο με το όνομα χρήστη του εκάστοτε χρήστη και δεν αλλάζει. Στη συνέχεια ζητούνται ο τίτλος της αγγελίας, η περιγραφή της, η χρονολογία αγοράς του προϊόντος, η τιμή της, η κατηγορία στην οποία ανήκει και το όνομα της φωτογραφίας που πρόκειται να προστεθεί. Όταν ο χρήστης πατήσει το κουμπί Submit, η αγγελία καταχωρείται στο repository. Το δεύτερο βήμα για την ολοκλήρωση της καταχώρησης αγγελίας, είναι η προσθήκη μιας φωτογραφίας του προϊόντος που αναφέρεται στην αγγελία. 77

78 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ Ο χρήστης πατώντας το κουμπί Browse, μπορεί να επιλέξει τη φωτογραφία που θέλει από τον υπολογιστή του, και στη συνέχεια πατώντας το Upload Photo, θα καταχωρηθεί στη βάση. Έτσι, στο σημείο αυτό, η αγγελία έχει καταχωρηθεί επιτυχώς. My account Η επιλογή My account δίνει στο χρήστη την δυνατότητα να δει μαζεμένες όλες τις αγγελίες που έχει προσθέσει και να τις επεξεργαστεί ή να τις διαγράψει. Όπως βλέπουμε στην εικόνα, η αγγελία στο My account έχει τις επιλογές Edit και Delete. Επεξεργασία Αγγελίας Επιλέγοντας το Edit ο χρήστης μπορεί να επεξεργαστεί τα πεδία της αγγελίας του. Για παράδειγμα, ας δούμε πως μπορώ να αλλάξω την τιμή του προϊόντος της συγκεκριμένης αγγελίας από 800 σε

79 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ Αρχικά εμφανίζεται η παρακάτω φόρμα. Σε αυτή τη φόρμα αναγράφονται τα στοιχεία της αγγελίας όπως είναι ήδη καταχωρημένα και ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να αλλάξει όποιο από τα πεδία θέλει. Έτσι, μπορώ στο πεδίο price να σβήσω το 800, να προσθέσω το 750 και να πατήσω το κουμπί Submit. Με αυτό τον τρόπο, το πεδίο που επιλέξαμε ανανεώνεται με το νέο στοιχείο που γράψαμε και η αγγελία καταχωρείται με τα νέα στοιχεία. 79

80 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ Για την επεξεργασία της αγγελίας στο SPARQL ερώτημα που εκτελείται, πραγματοποιείται πρώτα διαγραφή των καταχωρημένων στοιχείων της αγγελίας και μετά εισάγονται τα νέα στοιχεία. Το SPARQL ερώτημα είναι το ακόλουθο: DELETE {?ID adv:title?title; adv:description?description; adv:date?date; adv:price?price} INSERT {?ID adv:title +title; adv:description +description; adv:date +date; adv:price +price; } WHERE { ID rdf: adv:advertisement; adv:advid?advid; adv:price?price; adv:title?title; adv:description?description; FILTER(?advid = id.} Διαγραφή Αγγελίας Ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να διαγράψει μια αγγελία από την εφαρμογή. Έτσι, με την επιλογή διαγραφή αγγελίας που έχει ένας χρήστης στο My account, η συγκεκριμένη αγγελία διαγράφεται οριστικά. Εμφανίζεται ένα παραθυράκι που ρωτά τον χρήστη αν είναι σίγουρος ότι θέλει να σβήσει την αγγελία, σε περίπτωση που έχει πατήσει τη διαγραφή από λάθος. Αν ο χρήστης επιβεβαιώσει την επιλογή του, τότε η διαγραφή πραγματοποιείται. Έτσι, στην αρχική σελίδα ή στο My Account δεν υπάρχει πια η συγκεκριμένη αγγελία. 80

81 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ Το SPARQL ερώτημα που εκτελείται για τη διαγραφή μιας αγγελίας είναι το ακόλουθο: DELETE {?ID rdf:type adv:advertisment; rdf:type adv:"+category+"; adv:category?category; adv:title?title; adv:description?description; adv:category?category; adv:username?username; adv:date?date; adv:dateadded?dateadded; adv:price?price } WHERE {?ID rdf:type adv:advertisement; rdf:type adv:+category; adv:category?category; adv:title?title; adv:description?description; adv:username?username; adv:date?date; adv:dateadded?dateadded; adv:price?price FILTER(?advid = id).} 81