Структура Semantic Web

Семантический Веб состоит из нескольких дискретных компонентов двух главных категорий: основные компоненты и ассоциированные инструменты. Рисунок 11.1 иллюстрирует основные компоненты и окружающие их инструменты.

Рис. 11.1. Основные компоненты Semantic Web.

Компоненты Веба имееюг уникальные идентификаторы ресурса — Uniform Resource Identifier (URI), утверждения и включают язык семантического Веба^[1] онтологии и данных, Web-Data Minning, MetaData, Data Interchange RDF и др. Остановимся на базовых определениях.

Утверждение. Каждое утверждение состоит из тройки элементов: субъекта, предиката и объекта. Их в Вебе миллиарды. Утверждения определяют информационную структуру компонента, конкретные его экземпляры и ограничения на эту структуру. Утверждения связываются друг с другом при формировании данных Веба.

URI (Unifom Resource Identifier) задает уникальные для всего Интернета имена элементов утверждений, каждый из которых (субъект, предикат и объект) содержит URI. Этим подтверждается его идентичность с WWW и исключаются конфликты имен, а также появляется возможность указывать путь к дополнительной информации. URI предоставляет расширяемое пространство имен — ключ к независимой адресации. URI может включать URL (Uniform Resource Locator), который может перенаправлять к дополнительной информации или задавать абстрактное Уникальное имя ресурса (Uniform Resource Name, URN). Таким образом, URI может также давать доступ к памяти, адрес которой содержится в URL. Это относится и к идентификаторам интернационализированных ресурсов — IRIs (Internationalized Resource Identifiers).

Язык. Он включает набор ключевых слов, с помощью которых можно описывать инструкции и утверждения для различных инструментов Веба. Язык предоставляет пользователю Веба выбор из нескольких языков в соответствии с разнообразием и динамикой Интернета. Языки различной степени сложности и семантической выразительности могут сбалансировать требования к характеристикам исполнения компонентов и выразительности.

Онтология. Состоит из утверждений, которые определяют понятия, отношения и ограничения. Онтология аналогична схеме БД или объектно ориентированной диаграмме классов. Онтология используется для формирования информационной концептуальной модели домена. Готовые онтологии могут быть включены в приложения, использоваться непосредственно или адаптироваться к специфическим потребностям пользователя. Онтология может охватить такие области, как финансы, медицина, физика, биология и др. Онтология поддерживает коммуникации между приложениями. Использование существующей онтологии способствует получению домена с хорошо продуманной и оттестированной информацией с высоким качеством принятых решений.

Данные. Им соответствуют утверждения, содержащие сведения о конкретных экземплярах, а не общем понятии. Это аналогично объектам/ экземплярам в ООП. Данные экземпляры не связываются с онтологией, они образуют основной объем Семантического Веба. Онтология, содержащая понятие «личность», может быть использована для миллионов экземпляров личности. Веб-данные отражают их смысловое значение вместе с используемыми данными. Интеграция данных / совместное использование должны давать доступ к информационным ресурсам всей Всемирной сети и обмен ими, включая использование многих существующих источников данных. Динамические данные Веба могут изменять структуры и содержание информации.

Инструменты. Их четыре типа: инструменты конструирования и развития приложений Семантического Веба, справочники для изучения Веба, инструменты рассуждений (резонеры), добавляющие механизмы вывода, а также машины правил для расширения его элементов. Рассмотрим их:

• • инструменты конструирования позволяют конструировать или интегрировать в Семантический Веб созданные или импортированные утверждения для отдельных элементов онтологии или экземпляров. Некоторые GUI-инструменты предоставляют просмотр и исследование данных Веба и образуют редакторы Семантического Веба. Некоторые программные комплекты позволяют интегрировать программный интерфейс (ApplicationProgramming Interface, API) в приложения;
• • справочные инструменты дают ответ на вопрос о навигации по Семантическому Вебу, начиная от простой навигации по графу и до полного языка запросов;
• • инструменты рассуждений {резонеры) добавляют утверждения к Семантическому Вебу пользователя. Утверждения создают логические дополнения в виде классификаторов. Классификация заполняет структуру класса, позволяя соотносить понятия и отношения с другими. Имеется несколько типов резонеров, предлагающих различные уровни рассуждений. Резонеры включаются в другие инструменты и каркасы. Они служат рычагами создания логически правильных вспомогательных утверждений;
• • машины на правилах вывода дескрипторной логики. Они добавляют измерения в конструкцию знаний. Правила позволяют слияние онтологий и других логических задач, в том числе таких методов программирования, как поиск с подсчетом по строке {count and string searches). Машины на правилах управляют правилами, которые могут рассматриваться как часть общего представления знаний. Каждая машина правил поддерживается языком представления правил.

Семантический каркас. Это пакет, объединяющий перечисленные выше инструменты и позволяющий им работать как единое целое. Есть также несколько отличных коммерческих семантических каркасов. Утверждения, URI, языки, онтологии и данные экземпляра задают связанную семантическую информацию. Семантический Веб инструментов создает, спрашивает, обогащает Семантический Веб, манипулирует им.

• [1] HebelerJ. Semantic Web Programming// Hebeler J. et al. Wiley Publishing Inc. 2008.372 p.