Anlamsal Web, Anlamsal Web Dilleri ve Araçları

... konulu sunumlar: "Anlamsal Web, Anlamsal Web Dilleri ve Araçları"— Sunum transkripti:

1 Anlamsal Web, Anlamsal Web Dilleri ve Araçları
Doç. Dr. Selim Akyokuş Bilgisayar Mühendisliği Bölümü Doğuş Üniversitesi

2 Gündem Anlamsal Web Nedir? Ontolojiler Anlamsal Web Uygulamaları
Anlamsal Web Modeli ve Mimarisi Anlamsal Web Dilleri RDF, RDFS DAML + OIL OWL Anlamsal Web Araçları Sonuç Anlamsal Web - Selim Akyokuş

3 Bugünkü Web Bugün web ortamı milyonlarca kişinin kullandığı global bir iletişim ortamını oluşturmaktadır. Web kullanıcıları web ortamındaki bilgilere URI adreslerini belirterek, tarama yaparak ve ilgili bağlaçları izleyerek kolayca erişmektedir. Web ortamının sağladığı kolaylık bugünkü web’in çok büyük çapta yaygınlaşmasının en önemli nedenidir. Bununla beraber, şu anda web içeriğine temel oluşturan bir çok yapıya bakıldığında bu yapıların insanların okuması, anlaması ve kullanımı için tasarlanmış ve geliştirilmiş olduğu görülür. Mevcut web alt yapısında sunulan içeriğin bilgisayarca-okunur ve bilgisayarca-anlaşılabilir olması çok zordur. Mevcut web ortamındaki içeriğin bilgisayarlarca (programlar ve yazılım ajanları) okunur ve anlaşılabilir olması için yeni bir modele gereksinim vardır. Anlamsal Web - Selim Akyokuş

4 Anlamsal Web Nedir? Anlamsal web kavramı, bugünkü web’in temelini oluşturan URI, HTTP ve HTML gibi yapılarını tasarlayan ve bulan kişi olan Tim Berners-Lee tarafından öne sürülmüş ve mevcut web ortamının geliştirilerek tam potansiyel kullanımı için web’in gelecek adımı olarak düşünülmektedir Anlamsal web yeni ve ayrı bir web olmayıp, bilgilere iyi tanımlanmış anlamların verildiği, bilgisayarların ve insanların birlikte çalışmalarına imkan veren bugünkü web’in bir uzantısıdır. - T. Berners-Lee, J. Hendler, O. Lassila Anlamsal web’teki temel amaç iyi tanımlanmış ve bağlantılandırılmış olan bilgilerin ve servislerin web ortamında kolay bir şekilde bilgisayarca-okunabilir ve bilgisayarca-anlaşılabilir olmasını sağlayacak standartların ve teknolojilerin geliştirilmesidir. Anlamsal Web - Selim Akyokuş

5 Ontoloji Nedir? Ontolojiler anlamsal web’in gerçekleştirilmesinde kullanılacak anahtar teknolojidir. Ontoloji terimi felsefede varlık bilim olarak tanımlanmaktadır. Ontoloji doksanlı yıllarda yapay zeka alanında popüler bir terim olarak belirli bir alandaki bilgilerin paylaşımını ve yeniden kullanımını sağlayacak “kavramlaştırmaların biçimsel ve açık belirtimi“ olarak tanımlanmış ve kullanılmıştır. Son zamanlarda ontolojilerin kullanımı zeki bilgi entegrasyonu, elektronik ticaret, doğal dil işleme ve bilgi yönetimi konularında yaygınlaşmaktadır. Anlamsal Web - Selim Akyokuş

6 Ontoloji Nedir? Ontolojilerin belirli bir alandaki bilgilerin “paylaşılan ve genel bir anlamının” oluşmasına imkan verir. Ontolojiler herhangi bir alanda standart olarak kullanılacak ortak ve paylaşılan sözçük kümelerini (vocabulary) veya terminolojiyi belirler. Ontolojiler ontoloji dilleri (RDFS, DAML+OIL, OWL, ..) ile tanımlanır. Ontoloji geliştirme araçları (editörleri) ontolojilerin görsel olarak kolayca tanımlanmasını sağlar. Bir çok alan için değişik ontoloji dillerinde ontolojiler geliştirilmektedir. ( Anlamsal Web - Selim Akyokuş

7 Ontoloji Nedir? Bilgisayar Bilimleri Bölümü Ontolojisi (SHOE dilinde)
İlişkiler Kategoriler Anlamsal Web - Selim Akyokuş

8 Anlamsal Web Modeli Anlamsal web’te bilgiler ve bilgiler arasındaki ilişkiler tanımlıdır. Bugünkü Web Anlamsal Web Anlamsal Web - Selim Akyokuş

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

10 Anlamsal Web Mimarisi Tim Berners-Lee’nin önerdiği Anlamsal Web Katmanları Anlamsal Web - Selim Akyokuş

11 Anlamsal Web Uygulaması Geliştirme
Bir anlamsal web uygulaması ilgili sektörde kullanılacak bir ontolojinin geliştirilmesi ile başlar. Anlamsal Web - Selim Akyokuş

12 Anlamsal Web Uygulama Alanları
Yazılım ajanı tabanlı dağıtık işlem uygulamaları: Ontolojiler araçılığıyla tanımlanmış, yapılandırılmış ve anlamlandırılmış bilgiler, yazılım ajanlarının bu bilgileri taraması, harmanlaması ve kullanmasını sağlayacaktır. Bu bir çok alanda şu anda hayal edilen uygulamanın gerçekleştirilmesini sağlayacaktır. Anlam tabanlı web arama makineleri: Ontolojiler ile tanımlanmış web kaynakları, web arama makinelerinin daha akıllı sorgulamaları yapmasına imkan verecektir. Anlam tabanlı sayısal kütüphaneler: Anlamsal web teknolojilerinin sağladığı etkili sınıflandırma ve endeksleme yöntemleri sayısal kütüphanelerde bulunan çoklu ortam veri içeriğine ulaşımı ve sayısal kütüphaneler arası birlikte işleyebilirliği kolaylaştıracaktır. Ontoloji destekli kurumsal bilgi yönetimi: Küresel ekonomi ile birlikte, iş gücü, sermaye, ve stok yönetimi gibi geleneksel kaynakların yanında, bilginin bir kaynak olarak kurumlarda yönetimi çok önem kazanmakta ve önemli bir üretkenlik etmeni olarak ortaya çıkmaktadır. Anlamsal web teknolojileri kurumsal bilgilerin etkin bir şekilde yönetilmesini ve kullanılmasını sağlayacaktır. Otomatik web servisi keşfi, aktive edilmesi, karşılıklı işleyebilirliği ve izlenebilirliği: Web servisleri son zamanlarda en çok konuşulan ve web ortamında yeni fırsatlara yok açacak bir teknolojidir. Anlamsal web bu servislerin otomatik olarak bulunması, seçilmesi, çalıştırılması, karşılıklı işeyebilirliğini ve izlenmesini sağlayacaktır. Anlamsal Web - Selim Akyokuş

13 Anlamsal Web Dilleri Anlamsal web dilleri ontolojilerin ve ontolojilerle web ortamındaki nesnelerin (kaynakların) tanımlanmasını sağlar. Anlamsal Web - Selim Akyokuş

14 RDF (Resource Description Framework)
XML dili verilerin kodlanması ve taşınması için sözdizimi yapısını belirler. RDF (Resource Description Framework – Kaynak Tanım Çerçevesi) bir veri modelidir. Bu model web ortamındaki nesnelerin (kaynakların), kaynak özelliklerinin ve özellik değerlerinin tanımlanması fikrine dayanır. RDF ifadelerinde yer alan nesne, özellik, değer üçlüleri RDF’in temelini oluşturur. Anlamsal Web - Selim Akyokuş

15 RDF Özne URIref: http://www.example.org/index.html
Nesne, özellik, değer terimleri RDF’te özne (subject), yüklem (predicate), nesne (object) olarak adlandırılır. Özne URIref: Yüklem URIref: Nesne URIref: Anlamsal Web - Selim Akyokuş

16 RDF RDF ifadeleri özne, yüklem ve nesne üçlüleri olarak ta gösterilebilir. “Notation3” olarak adlandırılan üçlü gösterimin anlaşılması kolaydır. Üçlü RDF gösteriminde her bir satır özne, yüklem ve nesne üçlülerini içerir. ex:index.html dc:creator exstaff: ex:index.html exterms:creation-date "July 4, 2003" . ex:index.html exterms:language "English" . XML Namespace (öntakı) ex: exterms: /terms/ exstaff: /staffid/ Anlamsal Web - Selim Akyokuş

17 RDF RDF’te sık olarak kullanılan diğer bazı öntakılar (XML Namespaces) şunlardır: rdf: rdfs: dc: daml: xsd: Dublin Core (dc) : Elektronik ortamdaki bilgi kaynaklarının tanımlanması için kullanılan bir meta veri standartıdır. Dublin Core meta veri kümesi : Title, Creator, Subject, Description, Publisher, Contributor, Date, Type, Format, Identifier, Source, Language, Relation, Coverage, Rights Anlamsal Web - Selim Akyokuş

18 RDF/XML RDF ifadelerinin XML’ de yazımı, gösterimi, ve uygulamalar
arası taşınması için RDF/XML sözdizimi standardı kullanılır. <?xml version="1.0"?> <rdf:RDF xmlns:rdf=" xmlns:dc=" xmlns:exterms=" <rdf:Description rdf:about=" <exterms:creation-date>July 4, 2003 </exterms:creation-date> </rdf:Description> <exterms:language>English</exterms:language> <dc:creator rdf:resource= " </rdf:RDF> Anlamsal Web - Selim Akyokuş

19 RDFS (RDF Schema) RDF veri modeli web ortamındaki kaynaklar, isimlendirilmiş kaynak, özellikleri ve değerleri üçlülerini temel alan basit bir gösterim yöntemidir. RDFS gösterimi RDF veri modelini genişleten bir tip sistemidir. Bu tip sistemi bir alanda kullanılacak olan sözcük kümesini tanımlar. Bu sözcük kümesi bir alanda kullanılacak olan nesneler, nesneler arasındaki alt/üst küme ilişkileri, özellikler, özelliklerin alabileceği değerleri tanımlar. Anlamsal Web - Selim Akyokuş

20 RDFS RDFS veri modeli tanımlama elemanları Nesne veya Özellik Açıklama
rdf:type Özne bir nesnesin örneğidir (instance) veya tipindedir. rdfs:Class Nesne tanımlar. rdfs:subClassOf Nesne bir nesnenin alt nesnesidir. rdf:Property Özellik tanımlar. rdfs:subPropertyOf Özne bir özelliğin alt özelliğidir. rdfs:domain Özne özelliğinin alanı . rdfs:range Özne özelliğinin alabileceği alan değerler sahası. rdfs:label Öznenin açıklayıcı ismi. rdfs:comment Özne kaynağı hakkında açılayıcı tanım. rdfs:Literal Karakter değerler sınıfı (ör: tam sayılar, karakter dizileri). Anlamsal Web - Selim Akyokuş

21 RDFS RDF üçlü gösterimi ile kitap ve özellikleri ile ilgili bir örnek.
exterms:Kitap rdf:type rdfs:Class . exterms:KitapBaşlığı rdf:type rdf:Property . exterms:KitapBaşılığı rdfs:range rdfs:Literal . exterms:SayfaSayısı rdf:type rdf:Property . exterms:SayfaSayısı rdfs:range xsd:integer . exterms:KitapBaşlığı rdfs:domain exterms:Kitap . exterms:SayfaSayisi rdfs:domain exterms:Kitap . Anlamsal Web - Selim Akyokuş

22 RDFS RDFS nesnelerin hiyerarşik (üst küme / alt küme) ilişkilerinin tanımlanmasına imkan verir. RDF üçlü gösterimi ile motorlu araçlar alt küme / üst küme ilişkileri ex:MotorVehicle rdf:type rdfs:Class . ex:PassengerVehicle rdf:type rdfs:Class . ex:Van rdf:type rdfs:Class . ex:Truck rdf:type rdfs:Class . ex:MiniVan rdf:type rdfs:Class . ex:PassengerVehicle rdfs:subClassOf ex:MotorVehicle . ex:Van rdfs:subClassOf ex:MotorVehicle . ex:Truck rdfs:subClassOf ex:MotorVehicle . ex:MiniVan rdfs:subClassOf ex:Van . ex:MiniVan rdfs:subClassOf ex:PassengerVehicle . Anlamsal Web - Selim Akyokuş

23 DAML+OIL RDFS şema dili RDF sözcük kümelerinin tanımı için basit yetenenekler sunmaktadır. Anlamsal Web’in temelini oluşturan ontoloijleri tanımlamak için RDFS şema dilinin yeteneklerini genişleten üst seviye dillere gereksinim duyulmaktadır. Bu diller ontoloji dilleri olarak adlandırılmaktadır. Bu diller web kaynaklarının tanımı için çok daha güçlü nesne ve özellik yapılarını içeir. RDF(S)’ in bir üst seviye katmanı olarak DAML (DARPA Agent Markup Language), OIL (Ontology Interface Layer), DAML+OIL ve OWL (Web Ontology Language) ontoloji dilleri tanımlanmıştır. Anlamsal Web - Selim Akyokuş

24 DAML+OIL DAML+OIL şu aşamada en gelişmiş ve olgunlaşmış bir dil olarak gözükmektedir. DAML dili Amerikan hükümetinin desteklediği bir çalışma sonucunda Agustos 2000’de yayınlanmıştır. OIL (Ontotoloji Interface Layer) Avrupa Birliği IST programı çercevesinde geliştirilmiş bir dildir[18]. Bu iki dilin yapılarını birleştirmek için Amerika ve Avrupa Birliği’ğince oluşturulan ortak komite DAML+OIL dilini geliştirerek Aralık 2000’de yayınlamıştır. DAML+OIL’in en son veriyonu Mart 2001’de yayınlanmıştır. İlk yayın tarihinden itibaren DAML+OIL bir çok anlamsal web araştımacısının ilgisini çekmiş ve yagın bir kullanım bulmuştur[19,20,21]. Şu anda değişik alanlar için DAML+OIL ile geliştirilmiş yaklaşık 250 adet ontoloji[22] ve 60 tane bu dile özel geliştirme aracı[23] bulunmaktadır. Anlamsal Web - Selim Akyokuş

25 OWL OWL (Web Ontology Language), W3C konsorsiyumu ontoloji gurubu tarafından standart ontoloji dili oluşturulması amacı ile geliştirilmekte olan bir dildir. İlk dilin ilk taslak versiyonu (working draft) 29 Temmuz 2002’de yayınlanmıştır[24]. Bu dil DAML-OIL ontoloji dilindeki deneyimleri ve yeni gereksinimleri göz önüne alınarak geliştirilmektedir. Bu dilin geliştirilmesi bittiğinde standart bir ontoloji dili olarak bir çok uygulama tarafından kullanılması düşünülmektedir. Anlamsal Web - Selim Akyokuş

26 XML Schema, RDF(S), DAML+OIL ve OWL Dilleri Özelliklerinin Karşılaştırılması
Sınırlı Listeler (bounded lists) X Çokluk kısıtlamaları (cardinality constraints) Sınıf İfadeleri (class expressions) Veri tipleri (data types) Tanımlı sınıflar (defined classes) Değer Kümesi (enumerations) Eşitlik (equivalence) Genişleyebilirlik (extensibility) Biçimsel Anlam Bilimi (formal semantics) Kalıtım (inheritance) Çıkarım (Inference) Yerel Sınırlamalar (local restrictions) Nitelikli kısıtlamalar (qualified constraints) Somutlaştırma (Reification) Anlamsal Web - Selim Akyokuş

27 Anlamsal Web Araçları Anlamsal web ve anlamsal web’in temelini oluşturan ontolojilerin geliştirilmesi için ileri düzey yazılım araçlarına gereksinim duyulmaktadır. Geçen bir kaç yılda özellikle bu amaçla bir çok ontoloji araçı geliştirilmiştir. Ontology araçları aşağıdaki yedi gurup altında toplanabilir [29]: Ontoloji geliştirme araçları Ontoloji birleştirme ve bütünleştirme araçları Ontoloji değerlendirme araçları Ontoloji tabanlı anotasyon araçları Ontoloji sorgulama dilleri ve araçları Ontololi kütüphane sistemleri Ontoloji öğrenme araçları Anlamsal Web - Selim Akyokuş

28 Sonuç Anlamsal web, anlamsal web dilleri ve araçları şu anda çok aktif bir araştırma alanıdır. Anlamsal web konusunda yapılan araştırma çalışmaları anlamsal web (ontoloji) dilleri, ontoloji editörleri, araçları ve sistemleri, ontoloji sistem kütüphaneleri, değişik alanlar için geliştirilmekte olan ontoloji çalışmalarını kapsamaktadır. Anlamsal web konusu çok çeşitli araştırmacı, kurum ve şirketin ilgisini çekmektedir. Bu konudaki bu kadar yoğun ilginin nedeni bir gün anlamsal web’in bugünkü web kadar bir çok alanda çok geniş bir etki oluşturacağına olan ortak inançtır. Bununla beraber, bugün hayal olan anlamsal web’in gerçekleşmesi için daha çok bir uzun yolun olduğu açıktır. Anlamsal Web - Selim Akyokuş

29 Sunum Dosyası TEŞEKKÜRLER
( TEŞEKKÜRLER Anlamsal Web - Selim Akyokuş