Od relačních databází k technologiím sémantickému webu

www.mondis.cz Od relačních databází k technologiím sémantickému webu Petr Křemen petr.kremen@fel.cvut.cz

Data v informačních systémech Data Informace Stoupající úroveň abstrakce Znalost www.mondis.cz (C) Mondis, 2011-2015 2

Data v informačních systémech Data Údaj bez interpretace, např. 1602 Informace Data včetně interpretace, např. Výška Sněžky je 1602 m. Znalost Možnost odvozování, např.: Marie Terezie byla dcerou Karla VI. Josef II. byl synem Marie Terezie býti dcerou nebo býti synem jsou speciální případy vztahu býti přímým potomkem. Pokud x je přímým potomkem y a y je přímým potomkem z, pak x je dědečkem z => Karel VI byl dědeček Josefa II. www.mondis.cz (C) Mondis, 2011-2015 3

Data v informačních systémech Data Informace Znalost Informační/znalostní systémy pracují s D / I / Z, které jsou: dostatečně přesně definovány pro daný účel opakovatelně použitelné přístupné pro zpracování programem zabezpečené proti neoprávněnému přístupu www.mondis.cz (C) Mondis, 2011-2015 4

Znalostní systémy s relačními databázemi Uživatelské rozhraní Vyplnění data ve formuláři Zobrazení dat ve formuláři Business logika Sestavení dotazu Výběr formuláře Ontologie Vyhodnocení dotazu (= nalezení dat) Poskytnutí dat www.mondis.cz (C) Mondis, 2011-2015 5

Znalostní systémy s ontologiemi Uživatelské rozhraní Vyplnění data ve formuláři Zobrazení dat ve formuláři Business logika Sestavení dotazu Výběr formuláře Ontologie Vyhodnocení dotazu (= nalezení dat nebo odvození nové informace) Poskytnutí dat nebo odvozené informace www.mondis.cz (C) Mondis, 2011-2015 6

Relační databáze Interpretace dat: Struktura databáze Struktura databáze Tabulky Sloupce Sloupce mají datové typy (datum, reálné číslo) Mohou mít délku (maximální délka textu) Vkládání dat: Přidávání řádků do existujících tabulek Změna struktury databáze: obtížná čas od času (se změnou verze softwaru) www.mondis.cz (C) Mondis, 2011-2015 7

Relační databáze Interpretace dat: Struktura databáze Struktura databáze Tabulky Sloupce Vhodné pro aplikace, jejichž Sloupce sortiment mají datové typy dat (datum, je: reálné číslo) Mohou mít délku (maximální délka textu) Předem znám Nepříliš rozmanitý Neměnný v čase Vkládání dat: Přidávání řádků do existujících tabulek Změna struktury databáze: obtížná čas od času (se změnou verze softwaru) www.mondis.cz (C) Mondis, 2011-2015 8

Sémantické technologie jsou postaveny na ontologiích Interpretace dat: Axiomy nějaké logiky Data: Axiomy nějaké logiky Vkládání dat: Přidávání axiomů Změna struktury databáze: Jednoduchá Přidávání/odstraňování axiomů www.mondis.cz (C) Mondis, 2011-2015 9

Sémantické technologie jsou postaveny na ontologiích Interpretace dat: Axiomy nějaké logiky Data: Axiomy nějaké logiky Vhodné pro aplikace, Vkládání jejichž dat: sortiment Přidávání axiomů dat je: Rozmanitý Změna struktury databáze: Jednoduchá Proměnný Přidávání/odstraňování axiomů Předem neznámý www.mondis.cz (C) Mondis, 2011-2015 10

Sémantické technologie jsou postaveny na ontologiích Interpretace dat: Axiomy nějaké logiky Data: Axiomy nějaké logiky Sortiment dat v oblasti Vkládání dat: popisu poruch Přidávání axiomů stavebních objektů je: Rozmanitý Změna struktury databáze: Jednoduchá Proměnný Přidávání/odstraňování axiomů Předem neznámý Zkušenost z předchozích projektů www.mondis.cz (C) Mondis, 2011-2015 11

Sémantické technologie Předpoklad otevřenosti světa uživatel není nucen vkládat informaci, o jejíž validitě není 100% přesvědčen Vysoká úroveň expresivity uživatel se má vyjadřovat co nejpřesněji, t.j. poskytovat co možná speciální (opak obecné) informaci (ale pouze potud, pokud je tato speciálnost opodstatněná) řekni svatyně místo of kostel nejsi-li si jist. Snadná přístupnost pro programy www.mondis.cz (C) Mondis, 2011-2015 12

Předpoklad otevřenosti světa Může platit i to, od čeho neznáme případ/výskyt. www.mondis.cz (C) Mondis, 2011-2015 13

Předpoklad otevřenosti světa Může platit i to, od čeho neznáme případ/výskyt. Narozdíl od klasických databázových systémů, které přijímají předpoklad uzavřenosti světa, ve kterém se nečiní rozdíl mezi neznalostí a znalostí neexistence. Např. www.mondis.cz (C) Mondis, 2011-2015 14

Předpoklad otevřenosti světa Může platit i to, od čeho neznáme případ/výskyt. Narozdíl od klasických databázových systémů, které přijímají předpoklad uzavřenosti světa, ve kterém se nečiní rozdíl mezi neznalostí a znalostí neexistence. Např. DATABÁZE (uzavřenost světa): Dotaz: Najdi otce Karla VI. Odpověď: Leopold I. Dotaz: Najdi otce Marie Terezie. Odpověď: Otec neexistuje. ONTOLOGIE (otevřenost světa): Dotaz: Najdi otce Karla VI. Odpověď: Leopold I. Dotaz: Najdi otce Marie Terezie. Odpověď: Otec neznámý. www.mondis.cz (C) Mondis, 2011-2015 15

Předpoklad otevřenosti světa Může platit i to, od čeho neznáme případ/výskyt. Narozdíl od klasických databázových systémů, které přijímají předpoklad uzavřenosti světa, ve kterém se nečiní rozdíl mezi neznalostí a znalostí neexistence. Např. www.mondis.cz (C) Mondis, 2011-2015 16

Předpoklad otevřenosti světa Může platit i to, od čeho neznáme případ/výskyt. Narozdíl od klasických databázových systémů, které přijímají předpoklad uzavřenosti světa, ve kterém se nečiní rozdíl mezi neznalostí a znalostí neexistence. Např. DATABÁZE (uzavřenost světa): Dotaz: Kdo je dědečkem Marie Terezie. Odpověď: Dědeček neexistuje. ONTOLOGIE (otevřenost světa): Dotaz: Najdi dědečka Marie Terezie. Odpověď: Leopold I. www.mondis.cz (C) Mondis, 2011-2015 17

Sémantické technologie Předpoklad otevřenosti světa uživatel není nucen vkládat informaci, o jejíž validitě není 100% přesvědčen Vysoká úroveň expresivity uživatel se má vyjadřovat co nejpřesněji, t.j. poskytovat co možná speciální (opak obecné) informaci (ale pouze potud, pokud je tato speciálnost opodstatněná) řekni svatyně místo kostel, nejsi-li si jist. Snadná přístupnost pro programy www.mondis.cz (C) Mondis, 2011-2015 18

Sémantické technologie Předpoklad otevřenosti světa uživatel není nucen vkládat informaci, o jejíž validitě není 100% přesvědčen Vysoká úroveň expresivity uživatel se má vyjadřovat co nejpřesněji, t.j. poskytovat co možná speciální (opak obecné) informaci (ale pouze potud, pokud je tato speciálnost opodstatněná) řekni svatyně místo of kostel nejsi-li si jist. Snadná přístupnost pro programy www.mondis.cz (C) Mondis, 2011-2015 19

Sémantické technologie Existují standardy zaměřené na Reprezentaci obsahu: RDF(S), OWL, SWRL, SPARQL, atd. Integraci obsahu do webových stránek: RDF(A), microformáty, atd. LinkedData Publikování obsahu na webu Metodika jak publikovat www.mondis.cz (C) Mondis, 2011-2015 20

Aplikace sémantických technologií Sémantický search SWOOGLE,... Sémantické Wiki Semantic MediaWiki, IkeWiki,... DBPedia www.mondis.cz (C) Mondis, 2011-2015 23

Využití v MONDISu Tvorba záznamů a jejich zpracování v různých úrovních granularity www.mondis.cz (C) Mondis, 2011-2015 26

Plánovaná architektura 27 www.mondis.cz (C) Mondis, 2011-2015

Datové zdroje www.mondis.cz (C) Mondis, 2011-2015 28