Sviluppo di un nuovo
standard basato su SCIFF
per la rappresentazione di
regole in ambito Semantic
Web
Tesi di Laurea Specialistica di Marco Andolfo
Relatore: Chiar.ma Prof.ssa Paola Mello
Correlatori: Ing. Federico Chesani
Ing. Marco Montali
Semantic Web

Evoluzione del Web odierno
 Le informazioni vengono lette, elaborate ed
interpretate da sistemi diversi per creare
conoscenza

Architettura
 Dinamica,
flessibile, interoperabile
 I sistemi instaurano connessioni logiche

Sottoinsieme dedicato alle regole
2
Le regole nel Semantic Web

Motivazioni
 Esprimono
conoscenza
 Strumento per scambio di informazioni
 Descrivono domini applicativi

Utilizzo
 E-Commerce
 Definizione
e scambio politiche
 Definizione di servizi
…

Quale rappresentazione ?
3
Il problema della rappresentazione
di regole nel Semantic Web

Problemi
 Formati
proprietari
 Solo soluzioni ad hoc :mancanza interoperabilità

Necessità di un formato comune
 Nascita

di diverse iniziative
Iniziative principali
 Rule
Markup Language (RuleML)
 Rule Interchange Format (R.I.F.)


Estendono il linguaggio XML
Forniscono elementi per rappresentare le regole
4
RuleML



Linguaggio di markup
Rappresenta tutti i tipi di regole
Sintassi
 Astratta: usata
 Concreta
nello scambio di regole
 Rappresentazione

indipendente da formati proprietari
Architettura gerarchica espandibile
 12
linguaggi

Hornlog
Ur
Equalog
Urc-bin-data
…




5
Da RuleML a R.I.F.

Caratteristiche
 Supporto
per diverse logiche
 Supporto per ontologie (OWL), funzioni, oggetti…

Stato dell’arte
 Versione
0.9 (incompleto)
 Pochi esempi di utilizzo
 Il gruppo di lavoro è confluito in R.I.F.

R.I.F. è un’iniziativa del W3C
 Fase
1 (ultimata)
 Fase 2 (non avviata)
 Può essere applicato in ambienti diversi dal web
6
Caratteristiche R.I.F.

Caratteristiche in comune con RuleML
 Sintassi
Astratta e Concreta
 Rappresenta tutti i tipi di regole
 Gerarchia espandibile
Radice rappresentata dal Core (Fase 1)
 Il Core è limitato
 Estensioni del Core dette dialetti
 I dialetti si estendono
 In teoria numero infinito di dialetti

7
R.I.F. Core

Solo Horn Logic
Mancanza negazione
Interpretazione solo del corpo

Estensioni





allora esegui
azione descritta
nella testa
Aggiungere funzionalità mancanti in Core
Specifiche definite e rilasciate in Fase 2
Situazione attuale


Avvio sviluppo Framework for Logic
Dialects (FLD)
FLD fornisce i meccanismi per creare
dialetti del Core
se la condizione
del corpo è
vera
8
SCIFF

Target
 Regolare
e monitorare le interazioni tra sistemi eterogenei
modellati come agenti
 Agenti organizzati in società aperte

Basi
 Protocollo
di interazione
 Logica abduttiva
 Programmazione logica a vincoli
 Concetto di evento accaduto ed aspettativa di evento

Non è menzionato l’utilizzo di XML
9
Sintassi SCIFF

Evento/Aspettativa




Social Knowledge Base (SOKB)




H (Descrizione,Tempo): azione generata
E(Descrizione,Tempo): aspettativa azione desiderata
EN(Descrizione,Tempo): aspettativa azione indesiderata
Regole backward
Il corpo è una congiunzione di vincoli CLP, letterali, aspettative
La testa è un atomo
Social Integrity Constraints (ICs)



Regole forward
Il corpo è una congiunzione di letterali, eventi, aspettative, vincoli CLP
La testa è disgiunzione di congiunzioni di aspettative e vincoli CLP
10
Esempi
“ A ha chiesto a B il suo numero di telefono al tempo 10”
H(tell(a,b,query(phone_number)),10)
“A si aspetta di ricevere il numero di telefono di B”
E(tell(a,b,receive(phone_number)), T)
“A non si aspetta che la sua domanda sia rifiutata da B”
EN(tell(a,b, refuse(phone_number), T)
“Un venditore deve informare il partecipante di un’asta che ha vinto un oggetto però
in seguito non può comunicargli che ha perso l’asta per il medesimo oggetto”
E(tell(V,P, win,O),T1),EN(tell(V,P,lose,O),T2), T2>T1
11
Aree di utilizzo di SCIFF

Definizione protocolli
 E-Commerce
 Aste
online
 Accordo politiche
 Servizi di discovery
…

Implementazioni
 SOCS-SI
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Percorso di creazione di un nuovo
standard basato su SCIFF




Creare un linguaggio XML basato su SCIFF
Linguaggio come proposta di standard W3C
Proposta caratterizzata da un proprio namespace
Risultati fase di analisi


1.
2.
La proposta è legata al Semantic Web Activity di W3C
Confronto con iniziative simili
Le tematiche affrontate da SCIFF rientrano in quelle di R.I.F.
La proposta sarà concepita come estensione del R.I.F. Core
mediante FLD
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SCIFF e R.I.F. Core a confronto
SCIFF

Elementi caratteristici
 Regole SOKB
 Regole ICs
 E,EN e H
 Vincoli CLP
 Predicati generici
 Forme di negazione
Core

Elementi riutilizzabili per






Descrizione E,EN e H
Variabili e Costanti
Predicati generici
Congiunzioni e
disgiunzioni
Letterali
Corpo e testa delle
regole
14
Lacune del Core e nuovi Elementi
1. Negazione

<Not> negazione per costruzione
 <Neg> negazione esplicita
 <Naf> negazione per fallimento
2. Vincoli CLP
 <EQ>, <NEQ>, <GT>, <GTE>, <LT>, <LTE> esprimono relazioni
 <Expr>, <Op> esprimono espressioni ed operazioni
3. Rappresentazione Eventi ed Aspettative
 <HEvent> per evento accaduto H
 <EEvent> per aspettativa E
 <ENEvent> per aspettative EN
4. Attributo direction per distinguere tra le regole forward e
backward
15
Architettura Finale
16
Completamento e sviluppi futuri

Materiale prodotto
 Draft
di un documento di proposta per il W3C
 Un XML Schema del linguaggio
 Un XSLT che codifica le regole in un formato utilizzabile per
attuare la risoluzione

Sviluppi futuri
 Cambiamenti
nella sintassi
 Riutilizzo di future estensioni di R.I.F.
 Integrazione con altri linguaggi per il Semantic Web
17
18
Bibliografia






“The Semantic Web. A new form of Web content that is meaningful to computers will
unleash a revolution of new possibilities “ di Tim Berners-Lee, James Hendler e Ora
Lassila. Pagine 1-2 e 5-6. Pubblicato sul “Scientific American” nel maggio 2001
“The Semantic Web Revisited” di Nigel Shadbolt, Wendy Hall e Tim Berners-Lee.
Pagine 4-6. Pubblicato dall’ IEEE Computer Society nel giugno 2006
Sito ufficiale di RuleML: www.ruleml.org
Sito ufficiale di R.I.F. : http://www.w3.org/2005/rules/
“Glossary of RuleML 0.91” di David Hirtle, Tshering Dema, Doan Dai Duong, Le Thi
Thu Thuy. Pubblicato sul sito di RuleML il 24 agosto del 2006. Indirizzo
web:www.ruleml.org/glossary
“RIF Core Design W3C Working Draft” di Harold Boley e Michael Kifer. Pubblicato il
30 marzo 2007. Paragrafi 2-3. Indirizzo web: http://www.w3.org/TR/rif-core

“Abductive Reasoning for Policy-based Web Service Discovery” di Marco
Alberti, Federico Chesani, Marco Gavanelli, Evelina Lamma, Paola Mello,
Marco Montali, Paolo Torroni. Pagine 1-3 e 15-16 Articolo pubblicato nel
2006.

“SCIFF TOCL” di Marco Alberti, Federico Chesani, Marco Gavanelli, Evelina
Lamma, Paola Mello, Marco Montali, Paolo Torroni. Pagine 5-11. ACM Transactions
19
on Computational Logic Vol. V, aprile 2007.