SEMANTIC WEB
Antonio Bucchiarone
FBK-IRST
Trento, Italy
13 Novembre 2009
Il web semantico - I


In un certo senso abbiamo bisogno di un web che
sia computer-friendly per essere più user-friendly
Più le macchine saranno in grado di interpretare
autonomamente le informazioni della rete più
efficaci saranno i loro servizi a:
 trovare
informazioni pertinenti
 prendere decisioni
Il web semantico - II


[WIKIPEDIA]: Con il termine web semantico, termine coniato dal suo
ideatore, Tim Berners-Lee, si intende la trasformazione del World
Wide Web in un ambiente dove i documenti pubblicati (pagine
HTML, file, immagini, e così via) siano associati ad informazioni e
dati (metadati) che ne specifichino il contesto semantico in un
formato adatto all'interrogazione, all'interpretazione e, più in
generale, all'elaborazione automatica.
Con l'interpretazione del contenuto dei documenti che il Web
Semantico propone, saranno possibili ricerche molto più evolute
delle attuali, basate sulla presenza nel documento di parole chiave,
ed altre operazioni specialistiche come la costruzione di reti di
relazioni e connessioni tra documenti secondo logiche più elaborate
del semplice link ipertestuale.
Metadati per il web semantico

Una risorsa dovrebbe fornire informazioni su se stessa
queste sono anche chiamate "metadati"
 i metadati sono conservati in XML, o in un'altra forma
leggibile dalle macchine
 dovrebbero essere definiti i vocabolari di metadati
 gli agenti dovrebbero essere in grado di "ragionare" sui
(meta)dati



Il "Web Semantico" è un'infrastruttura basata sui
metadati per ragionare sul Web
Esso estende il Web attuale (e non lo sostituisce)
Relazione tra documenti



con XML è possibile descrivere adeguatamente i contenuti di
un documento ma la sintassi XML non definisce alcun
meccanismo esplicito per qualificare le relazioni tra
documenti.
In questo non è di aiuto neppure il meccanismo dei
collegamenti ipertestuali reso popolare dall'HTML in quanto
non prevede la possibilità di descrivere il legame definito.
In altre parole, sebbene in un documento (ad es. una pagina
HTML) sia possibile parlare di un Signor Ciampi ed
esprimere semanticamente questo con opportuni tag, è poi
difficile capire se due documenti che parlano di un Signor
Ciampi si riferiscono alla stessa persona con conseguente
scarsa qualità dei risultati restituiti dai motore di ricerca.
Le tecnologie per il web


Il sw utilizza una serie di tecnologie di cui alcune
sono ancora in fase sperimentale
Alcune tecnologie sono
XML
 RDF
 DTD
 XSL
 XPATH
 XHTML
…

XML è …





XML = eXtensible Markup Language
XML può essere definito in molti modi diversi
XML è una sintassi per marcare i documenti
XML è una famiglia di tecnologie correlate
XML consente di
aggiungere metadati (semantica) ai propri dati
 separare il contenuto dalla presentazione
 definire in maniera rigorosa il linguaggio di markup
utilizzato
 utilizzare un formato neutrale e testuale

… ma da solo XML non è sufficiente ...


XML è troppo flessibile mentre è necessario un
modello estremamente semplice per esprimere
delle conoscenze processabili automaticamente
HTML è estremamente semplice ma non flessibile e
perciò può solo rappresentare informazioni senza
tener conto della semantica
XML non è facile come HTML





Può essere un limite?
Con HTML chiunque poteva pubblicare in Web
XML è complesso e non tutti saranno in grado di
utilizzarlo
Ritorno all’epoca pre-Web?
O selezione obbligata di ciò che verrà pubblicato?
Resource Description Framework (RDF)
RDF è un modello di metadati
 RDF è una piattaforma per il trattamento dei
metadati
 RDF costituisce una ipotesi di soluzione individuata
dal W3C al problema della rappresentazione dei
metadati
 RDF è complementare a XML
<http://www.w3.org/RDF/>

RDF

Resource Description Framework
W3C Recommendation, dal Febbraio 1999
 si basa su XML e spazi di denominazione

Indipendente dalla piattaforma


Scopo principale
 rendere le etichette elaborabili da agenti
software oltre che leggibili dall’uomo
Primi passi con RDF


I dati sono descritti da asserzioni
Un’asserzione e’ composta da

Una risorsa



una proprieta’


Pagina Web o parte di essa, intero sito Web…
…sottoalbero XML …un libro … qualunque cosa dotata
di URI
e.g. Titolo, Data, Tipo
un valore

es. stringa, numero, frammento XML, un’altra risorsa
Scopo e finalità di RDF


realizzare un meccanismo per la descrizione di risorse
definizione di un meccanismo
 neutrale
rispetto ai domini
 adattabile alla descrizione di informazioni di qualsiasi
dominio

permettere la definizione di semantiche per dati in
formato XML
 secondo
modalità standardizzate e che mirano
l'interoperabilità
Cosa offre RDF



RDF offre l'interoperabilità tra applicazioni che
scambiano sul Web informazioni comprensibili dalle
macchine
il modello RDF consente di rappresentare metadati
in una sintassi per la codifica e la trasmissione di
metadati
scambio secondo modalità che favoriscano
l'interoperabilità fra server e client Web, sviluppati
in modo indipendente
RDF può essere usato





da agenti software intelligenti per facilitare la condivisione e
lo scambio di conoscenza
nella valutazione di contenuto
nel descrivere collezioni di pagine che rappresentano un unico
"documento" logico
per descrivere i diritti di proprietà intellettuale di pagine Web
per esprimere le preferenze sulla riservatezza da parte di un
utente così come le politiche di riservatezza di un sito Web
Il modello RDF


L'evoluzione del web in web semantico inizia con la
definizione, da parte del W3C, dello standard
Resource Description Framework (RDF), una
particolare applicazione XML che standardizza la
definizione di relazioni tra informazioni ispirandosi
ai principi della logica dei predicati e ricorrendo
agli strumenti tipici del Web (ad es. URI) e dell'XML
(namespace).
le informazioni sono esprimibili con asserzioni
costituite da triple formate da soggetto, predicato e
valore
il soggetto, l'oggetto e il predicato



Il Soggetto è la risorsa descritta,
L’Oggetto è quell'affermazione che attribuisce ad
una caratteristica della risorsa descritta un
determinato valore.
Il Predicato è la caratteristica o l'aspetto specifico
utilizzato per la descrizione del soggetto, che
determina la proprietà della risorsa descritta.
Esempio di RDF - I

Ad esempio, le seguenti affermazioni sul Presidente
della Repubblica del in carica nel 2005:
 Il
Signor Ciampi vive a Roma.
 Il Signor Ciampi ha codice fiscale CMPCLZ20T09E625V.

possono essere schematicamente scomposte come
Asserzione 1
Asserzione 2
Soggetto
Il Signor Ciampi
Il Signor Ciampi
Predicato
Vive a
Ha codice fiscale
Valore
Roma
CMPCLZ20T09E625V
Esempio di RDF - II

Asserzione 1
Asserzione 2
Soggetto
Il Signor Ciampi
Il Signor Ciampi
Predicato
Vive a
Ha codice fiscale
Valore
Roma
CMPCLZ20T09E625V
Alcuni di questi elementi è possibile reperirli arbitrariamente sul
Web URI (risorse) che li identificano univocamente quali:

Il Signor Ciampi http://www.quirinale.it/qrnw/statico/expresidenti/Ciampi/cia-biografia.htm

vive a http://it.wiktionary.org/wiki/vivere

Roma http://www.comune.roma.it/index.asp

Ha codice fiscale http://it.wikipedia.org/wiki/codice_fiscale
Esempio di RDF - IV

In questo caso, per
 Il
Signor Ciampi si è scelto di referenziare la relativa
biografia disponibile sul sito ufficiale del Quirinale
 Roma si è scelto di utilizzare il sito istituzionale del
Comune di Roma
 vive a si è scelto di referenziare la definizione del
verbo vivere disponibile su wikidizionario
 ha codice fiscale si è scelto di referenziare la
definizione di codice fiscale disponibile su wikipedia
Il linguaggio RDF
E’ una delle più importanti raccomandazioni del W3C.
 Molti motori di ricerca stanno già usando RDF per descrivere il
contenuto dei loro motori di ricerca. Tuttavia RDF ha senso se c’è
attiva partecipazione da parte degli autori di siti, e ad oggi non
esistono software ragionevoli per esprimere gradevolmente
queste informazioni.
 RDF è composto da due documenti:



Model and Syntax Specification (W3C Recommendation del 25 marzo
2002): espone la struttura fondamentale del modello RDF, e descrive
una possibile sintassi basata su XML.
RDF Schema (W3C Candidate Recommendation 27 March 2000):
espone la sintassi per definire schemi e vocabolari di meta-informazioni.
Il modello di RDF
Il modello di RDF è basato su tre concetti:


Risorse: tutto ciò che viene descritto. Ogni risorsa è indentificata da un
URI; può quindi essere anche un oggetto non accessibile da web.

Proprietà: un attributo che voglio associare alla risorsa. E’ una coppia
attributo-valore. Ogni proprietà ha un significato specifico, una serie di
valori leciti, è associabile ad uno o più tipi di risorsa.

Asserzioni (statement): l’associazione di una proprietà ad una risorsa.
Ogni asserzione ha una struttura obbligata del tipo “soggetto”,
“predicato”, “oggetto”.
Soggetto (risorsa)
http://www.host.org/~mrossi
Predicato (proprietà) Autore
Oggetto (letterale)
“Mario Rossi”
Rappresentazione grafica (1)
La proprietà “Autore” della risorsa
“http://www.host.org/~mrossi” vale “Mario Rossi”

http://www.host.org/~mrossi
Risorsa
(ovale)
Autore
Mario Rossi
Proprietà
(freccia)
Letterale
(rettangolo)
Rappresentazione grafica (2)
La proprietà “Autore” della risorsa
“http://www.host.org/~mrossi” è “Mario Rossi”, che ha email “[email protected]”.
Autore http://people.com/id/1375

http://www.host.org/~mrossi
Nome
Mario Rossi
Email
[email protected]
Sintassi estesa (1)
Il primo caso diventa in sintassi estesa:
<rdf:Description
rdf:about="http://www.host.org/~mrossi">
<s:Autore>Mario Rossi</s:Autore>
</rdf:Description>
Il secondo caso:
<rdf:Description
rdf:about="http://www.host.org/~mrossi">
<s:Autore rdf:resource=”http://people.com/id/1375"/>
</rdf:Description>
<rdf:Description rdf:about=”http://people.com/id/1375">
<s:Nome>Mario Rossi</s:Nome>
<s:Email>[email protected]</s:Email>
</rdf:Description>
Sintassi estesa (2)
Il secondo esempio è equivalente alla seguente forma:
<rdf:Description
rdf:about="http://www.host.org/~mrossi">
<s:Autore>
<rdf:Description
rdf:about=”http://people.com/id/1375">
<s:Nome>Mario Rossi</s:Nome>
<s:Email>[email protected]</s:Email>
</rdf:Description>
</s:Autore>
</rdf:Description>
Tipizzazione
E’ possibile assegnare ad ogni risorsa un tipo appartenente ad
uno schema di meta informazioni:

<rdf:Description rdf:about="http://www.host.org/~mrossi">
<s:Autore>
<rdf:Description rdf:about=”http://people.com/id/1375">
<rdf:type rdf:resource="/myschema.rdf#Persona"/>
<s:Nome>Mario Rossi</s:Nome>
<s:Email>[email protected]</s:Email>
</rdf:Description>
</s:Autore>
</rdf:Description>

L’attributo rdf:type specifica l’URI della definizione del tipo.
Prima sintassi abbreviata
Esistono alcune forme equivalenti ma più compatte.
 Il primo esempio è equivalente alla seguente forma:

<rdf:Description
rdf:about="http://www.host.org/~mrossi”
s:Autore=“Mario Rossi” />
I predicati (s:Autore) che hanno come oggetto elementi di
tipo stringa (“Mario Rossi”) e non sono ripetuti vengono
direttamente inseriti come attributi di “rdf:Description”.

Seconda sintassi abbreviata
Applicando la seconda sintassi abbreviata al secondo
esempio si ottiene:

<rdf:Description
rdf:about="http://www.host.org/~mrossi”>
<s:Autore rdf:about=“http://people.com/id/1375”
s:Nome=“Mario Rossi”
s:[email protected]/>
</rdf:Description>
E’ applicabile quando l’oggetto di un’asserzione è una
risorsa le cui proprietà hanno come valore un letterale.

Terza sintasi abbreviata

E’ possibile usare il valore del tipo come predicato:
<rdf:Description about="http://www.host.org/~mrossi">
<s:Autore>
<s:Persona rdf:about=“http://people.com/id/1375”>
<s:Nome>Mario Rossi</s:Nome>
<s:Email>[email protected]</s:Email>
</s:Persona>
</s:Autore>
</rdf:Description>
Software utili
 Validatore
e visualizzatore di documenti RDF:
http://www.w3.org/RDF/Validator/
Riferimenti






Tim Berners-Lee. Semantic Web - XML2000
http://www.w3.org/2000/Talks/1206-xml2k-tbl
Tim Berners-Lee, James Hendler, and Ora Lassila. The Semantic Web,
http://www.scientificamerican.com/2001/0501issue/0501-berners-lee.html.
Ora Lassila, Ralph R. Swick, Resource Description Framework (RDF), Model and
Syntax Specification, W3C Recommendation 22 February 1999,
http://www.w3.org/TR/REC-rdf-syntax
Dave Beckett, RDF/XML Syntax Specification (Revised), W3C
Recommendation 25 March 2002, http://www.w3.org/TR/2002/WD-rdfsyntax-grammar-20020325
Dan Brickley, R.V. Guha, Resource Description Framework (RDF) Schema
Specification 1.0, W3C Candidate Recommendation 27 March 2000,
http://www.w3.org/TR/rdf-schema
Patrick Hayes, RDF Model Theory, http://www.w3.org/TR/2002/WD-rdf-mt20020214