MII 2000 18 ONTOLOGIJOS IR SEMANTINIS PASAULINIS TINKLAS

MII 2000. 18 ONTOLOGIJOS IR SEMANTINIS PASAULINIS TINKLAS Saulius Maskeliūnas Matematikos ir informatikos institutas Akademijos 4, LT-08663 Vilnius

MII 2 TURINYS (1) ĮVADAS (ontologijų apibrėžimas, sudėtingumo lygiai, ontologijų rūšys ir kt. ). 1. ONTOLOGIJŲ KŪRIMAS (specifikavimo kalbos, kūrimo metodologijos ir aplinkos, pavyzdžių bibliotekos Internete). 2. ONTOLOGIJŲ PANAUDOJIMAS INFORMACINĖSE SISTEMOSE 3. ONTOLOGIJOS PASAULINIAME TINKE

MII 3 TURINYS (2) 4. TOLESNĖS SEMANTINIO PASAULINIO TINKLO RAIDOS KRYPTYS: l l Į paslaugas orientuota architektūra, pasaulinio tinklo paslaugos Semantinio pasaulinio tinklo paslaugos (angl. : Service Orienced Architecture, Web Services Semantic Web Services) Skaičiuojamieji tinklai (išskirstyti skaičiavimai kompiuterių tinkluose) ir skaičiuojamosios pasaulinio tinklo paslaugos Semantiniai skaičiuojamieji tinklai (angl. : Grid Computing, Grid Services Semantic Grid) IŠVADOS Pastaba: visi pranešime minimi prekių ženklai yra atitinkamų kompanijų nuosavybė

MII 1. ĮVADAS 4

MII 5 Ontologijos termino istorija • Filosofijoje terminas "ontologija" turi prasmę "būties teorija", "visos tikrovės svarbiausių ypatybių nagrinėjimas". Čia "ontologija" yra sinonimas terminui "metafizika" (tai aptarinėjo ir Aristotelis IV a. pr. m. e. ). • Pats "ontologijos" terminas pirmą kartą panaudotas XVII a. • Maždaug nuo 1990 m. šis terminas pradėtas naudoti ir Dirbtinio intelekto srityse, kalbant apie: • • žinių bendrą naudojimą [sharing], programinių agentų tarpusavio sąveiką, visuotinai pripažįstamų [common sense] žinių atvaizdavimą, natūralios kalbos apdorojimą ir kt.

MII 6 Ontologijų apibrėžimas • Ontologija - tai tam tikros srities sąvokų visumos specifikavimas išreikštu pavidalu [“explicit specification of a conceptualization” T. R. Gruber 1993 m. ]. • Ontologijos specifikuoja nagrinėjimo srities: • • Konceptus, esybių (daiktų bei reiškinių) tipus Konceptų hierarchijas, esybių tipų tarpusavio sąryšius, priklausomybes [Aksiomas, taisykles, dėsningumus apie esybių tipus ir sąryšius] [Pavyzdinius atvejus]

MII 7 Ontologijos ir žinių bazės [N. Guarino. Formal Ontology and Information Systems. In: N. Guarino (ed. ), Formal Ontology in Information Systems. Proceedings of FOIS’ 98, Trento, Italy, June 1998. IOS Press, pp. 3 -15]: • Ontologija – tai ypatinga žinių bazė, aprašanti faktus, kuriuos tam tikra naudotojų grupė laiko visada teisingais, remiantis sutartomis naudojamo žodyno terminų prasmėmis. • Tad, tam tikros srities bendrinėje [generic] žinių bazėje galima išskirti du komponentus: • ontologiją (kurioje išreikšta nuo būsenų nepriklausoma informacija) ir • „esminę“ [core] žinių bazę (kurioje išreikšta nuo būsenų priklausoma informacija).

MII Ontologijų sudėtingumo lygiai • Deborah L. Mc. Guinness. “Ontologies Come of Age”. In: D. Fensel, J. Hendler, H. Lieberman, W. Wahlster (eds. ) The Semantic Web: Why, What, and How, MIT Press, 2001. 8

MII 9 Ontologijų sudėtingumo lygiai • • Terminai + Terminų apibrėžimai; + Siauresnių/platesnių terminų sąryšiai; + Apibendrinimo (“IS_A”) sąryšiai: neformalūs • • • formalūs; + Formaliai nurodyti konkretūs atvejai; + Freimai (savybės); + Galimų reikšmių apribojimai; + Loginės sąlygos (suvaržymai, aksiomos); + Inversijos, nepersidengimo (“disjointness”), visumos-dalies (“PART_OF”) sąryšiai ir kt. (tęsinys)

MII 10 Ontologijų rūšys (pagal formalumą) • Neformalios (pvz. , terminų katalogai) • Formalios • • • Aksiomatizuotos (pvz. : formalios mokslų teorijos, taisyklių ir freimų rinkiniai ekspertinėse sistemose, duomenų bazių koncepcinių schemų specifikacijos) Prototipais paremtos (terminologinės) Mišrios

MII 11 Ontologijų rūšys (pagal galią) • “Lengvasvorės" ontologijos išreiškia: • • sąvokas elementarius tipus sąvokų hierarchiją sąryšius tarp sąvokų • “Sunkiasvorės" ontologijos papildomai išreiškia: • • kardinalumo apribojimus sąryšių klasifikaciją pakartotinius tvirtinimus galimybes manipuliuoti aksiomomis ir semantika, naudojant logikos formalizmus ir loginio išvedimo sistemas

MII 12 Ontologijų rūšys (pagal paskirtį) • žinių vaizdavimo ontologijos; • bendrosios ontologijos, visuotinai naudojamų sąvokų ontologijos; • aukščiausio lygio ontologijos, meta-ontologijos; • lingvistinės ontologijos; • nagrinėjimo sričių ontologijos; • užduočių ontologijos, metodų ontologijos, taikomųjų programų ontologijos; ir kt.

MII 1. ONTOLOGIJŲ KŪRIMAS 13

MII 14 Ontologijų specifikavimo kalbos • Tradicinės – CARIN, FLogic, LOOM, OCML, Ontolingua • Specializuotos – Cyc. L (Cy. C ontologijai), GRAIL (medicininei ontologijai GALEN), NKRL (naratyvinių dokumentų semantiniam kontekstui aprašyti) • Skirtos pasauliniam tinklui – SHOE, XOL, OML, RDF ir RDF Schema, OIL, DAML+OIL, Web Ontology Language (OWL)

MII Cy. C ontologijos apibrėžimų peržiūros pavyzdys http: //opencyc 251. homelinux. org: 3603/cg? cb-start 15

MII 16 Pasaulinio tinklo ontologijų kalba (angl. Web Ontology Language, OWL) • OWL yra Semantinio pasaulinio tinklo sudamoji dalis; ją kuria “W 3 C Web Ontology” darbo grupė DAML+OIL ontologijų kalbos pagrindu. • 2002. 03. 08 išleidžiama OWL reikalavimų dokumento 1 vers. ; • 2002. 11. 08 išleidžiama pirma OWL vadovo versija; • 2003. 04 W 3 C paskelbia OWL 1. 0 versijos paskutinius darbinius juodraščius • 2003. 08. 18 W 3 C paskelbia šešias OWL specifikacijas (visuomenės pastaboms iki š. m. rugsėjo 20 d. ), kurios jau tapo W 3 C rekomendacija.

MII 17 Ontologijų kūrimo metodologijos • • Cyc Uschold’o ir King’o Grüninger’io ir Fox’o KACTUS METHONTOLOGY SENSUS On-To-Knowledge [galutinė versija 1. 0 – 2002. 09. 26] ; projektas “Content-Driven Knowledge Management Tools through Evolving Ontologies” (EU IST-1999 -10132) ; http: //www. aifb. uni-karlsruhe. de/WBS/ysu/publications/OTK-D 18_v 1 -0. pdf

MII 18 Ontologijų kūrimo aplinkos • • • Apollo Link. Factory® OILEd Onto. Edit Ontolingua Server Onto. Saurus • • • Open. Kno. ME Protégé-2000 Sym. Onto. X Web. ODE Web. Onto Naujausia iš Stanfordo universitete sukurtų priemonių, skirta žinių įgijimui; laisvai platinama, plačiai naudojama, lengvai išplečiama (iki 150 000 freimų), suderinama su OKBC, eksportuoja HTML, XML, RDF Schemos, JDBC, [artimiausioje ateityje ir DAML+OIL] formatais. http: //protege. stanford. edu

MII [Protégé-2000 + TMTab] XML(XTM) TMNav 19

MII 20 Automatinis ontologijų kūrimas • Daugybės ontologijų sudarymo poreikis • Ontologijų inžinerijos sudėtingumas ir darbaimlumas • Mašininio mokymosi panaudojimas ontologijų kūrimui • Ontologijų automatinis generavimas esamiems informacijos ištekliams ("rekonstruojanti inžinerija“, semantinis anotavimas)

MII 21 Ontologijų evoliucionavimas • Pasaulis nuolat keičiasi (naujos veiklos, naujos organizacijų struktūros, nauji produktai ir paslaugos, …) • Ontologijos turi atspindėti šiuos pokyčius (naujos [ar nereikalingomis tampančios] sąvokos ir sąryšiai, naujos sąvokų prasmės) • Ontologijų palaikymo svarba (taikomųjų programinių sistemų veikimo kokybės priklausymas nuo naudojamų ontologijų "šviežumo")

MII 22 Ontologijų bibliotekos Internete • Ontolingua ontologijų serveris http: //www-ksl. stanford. edu/knowledgesharing/ontologies/index. html (statinė biblioteka), http: //www-ksl-svc. stanford. edu: 5915/ • IEEE darbo grupės “Standartinės aukščiausios ontologijos” tinklalapio nuorodų puslapis http: //ltsc. ieee. org/suo/refs. html • DAML ontologijų biblioteka http: //www. daml. org/ontologies. html

MII 2. ONTOLOGIJŲ PANAUDOJIMAS INFORMACINĖSE SISTEMOSE 23

MII 24 Ontologijų naudojimo privalumai • žinių struktūrizavimo palengvinimas naujose srityse • bibliotekoje saugomų komponentų pakartotinas naudojimas (išvengiant būtinumo kurti iš naujo) • tarpusavio sąveikos tarp skirtingų komponentų palengvinimas, išsiaiškinant atitikmenis tarp jų naudojamų terminų • intelektuali paieška apdorojant užklausas (t. y. , automatiškai apibendrinant užklausas, surandant artimiausius dalinius atitikmenis)

MII 25 Esamos ontologijų taikymų sritys • informacijos mokslas, bibliotekininkystė; profesinės terminijos standartizavimas; • [matematinė] lingvistika; natūralios kalbos generavimas; • ontologijomis pagrįsta programinių sistemų sąveika; • duomenų bazių koncepcinės schemos, koncepcinis modeliavimas; • žinių inžinerija, žinių bazių sistemos; • brokeriai bei kitókios informacijos paieškos sistemos, pagrįstos ontologijomis; • korporacinis žinių valdymas; …

MII 26 Pagrindinės ontologijų rūšys Aukščiausio lygio ontologijos Taikomųjų sričių ontologijos Užduočių ontologijos Taikomųjų sistemų ontologijos N. Guarino. Formal Ontology and Information Systems. In: N. Guarino (ed. ), Formal Ontology in Information Systems. Proceedings of FOIS’ 98, Trento, Italy, June 1998. IOS Press, pp. 3 -15.

MII 27 Pagrindinės ontologijų rūšys (tęsinys) • Aukščiausio lygio ontologijos (ALO) aprašo bendriausias sąvokas (pvz. erdvė, laikas, objektas, įvykis, veiksmas, ir kt. ), nepriklausomas nuo konkrečios problemos ar srities. • Taikomųjų sričių ontologijos aprašo konkrečių sričių žodynus (pvz. medicina, automobiliai), specializuodamos terminus, įvestus aukščiausio lygio ontologijose • Užduočių ontologijos aprašo konkrečių užduočių ar veiklų žodynus (irgi specializuojant ALO terminus). • Taikymų ontologijos aprašo konceptus, kurie yra tiek taikomųjų sričių, tiek užduočių ontologijų specializacija. Dažnai šie konceptai atitinka roles kurias atlieka tam tikros taikomosios srities esybės vykdydamos tam tikrą veiklą.

MII 28 Pagrindinės ontologijų rūšys (tęsinys) Žinių vaizdavimo meta-ontologijos Aukščiausio lygio Lingvistinės ontologijos Taikomųjų sričių ontologijos Užduočių ontologijos Taikomųjų sistemų ontologijos

MII 29 Žinių vaizdavimo meta-ontologijos • • Pirmos eilės predikatų logika Freimų logika UML Temų žemėlapiai

MII 30 Aukščiausio lygio ontologijos • J. F. Sowa’os “Top Level Ontology” http: //users. bestweb. net/~sowa/ontology/toplevel. htm • • • N. Guarino grupės “Top Level of Particulars” SUMO http: //ontology. teknowledge. com/ SUO IFF Foundation Ontology http: //suo. ieee. org/IFF/ Word. Net top level ontology Upper Cyc http: //www. cyc. com/cyc-2 -1/cover. html • Apie 3 000 bendražmogiškų žinių sąvokų • Sąvokos grupuojamos į mikro teorijas • Naujausia atvira versija – Open Cyc v 0. 6 b (2002. 04. 03) http: //www. opencyc. com/

MII 31 Lingvistinės ontologijos • Core. Lex, EDR Electronic Dictionary, Goi-Taikei (GT) • Mikrokosmos • The Generalized Upper Model http: //www. darmstadt. gmd. de/publish/komet/gen-um/new. UM. html • SENSUS http: //www. isi. edu/natural- language/projects/ONTOLOGIES. html • Word. Net http: //www. cogsci. princeton. edu/~wn/ • • • Turi 118 000 žodžių formų ir 90 000 žodžių reikšmių Žodžiai kategorizuojami į daiktavardžius, veiksmažodžius, būdvardžius, prieveiksmius Išreiškiami semantiniai sąryšiai tarp žodžių reikšmių (sinonimai, antonimai, IS_A, PART_OF sąryšiai) • Euro. Word. Net http: //www. illc. uva. nl/Euro. Word. Net/

MII 32 Word. Net vizuali versija http: //www. visualthesaurus. com/

MII 33 Word. Net vizuali versija (sena versija) http: //www. visualthesaurus. com/classic/

MII 34 Pagrindinės ontologijų rūšys (tęsinys) Žinių vaizdavimo meta-ontologijos Aukščiausio lygio Lingvistinės ontologijos Taikomųjų sričių ontologijos Užduočių ontologijos Taikomųjų sistemų ontologijos

MII Taikomųjų sričių ontologijos – Įmonių ontologija Veikla (Activity) Organizacija (Organisation) Strategija (Strategy) Prekyba (Mar -keting) Laikas (Time) 35 Veiklos specifikacija (Activity Specification), Vykdyti (Execute), Vykdoma veiklos specifikacija (Executed Activity Specification), Pradžios momentas (T-Begin), Pabaigos momentas (T-End), Pradinės sąlygos (Pre. Conditions), Pasekmė (Effect), Veikėjas (Doer), Veiklos dalis (Sub-Activity), Valdžia (Authority), Veiklos valdytojas (Activity Owner), Įvykis (Event), Planas (Plan), Plano dalis (Sub-Plan), Planavimas (Planning), Proceso specifikacija (Process Specification), Sugebėjimas (Capability), Įgūdis (Skill), Išteklius (Resource), Išteklių paskirstymas (Resource Allocation), Išteklių pakaitalas (Resource Substitute). Asmuo (Person), Įrenginys (Machine), Akcinė bendrovė (Corporation), Partnerystė (Partnership), Partneris (Partner), Juridinė esybė (Legal Entity), Organizacijos padalinys (Organisational Unit), Valdyti (Manage), Įgalioti (Delegate), Valdymo grandis (Management Link), Teisinė nuosavybė (Legal Ownership), Neteisinė nuosavybė (Non-Legal Ownership), Nuosavybė (Ownership), Savininkas (Owner), Turtas (Asset), Sandėrio dalyvis (Stakeholder), Įdarbinimo sutartis (Employment Contract), Pajus (Share), Pajaus savininkas (Share Holder). Tiklas (Purpose), Turėti tikslą (Hold Purpose), Numatomas tiklas (Intended Purpose), Strateginis tikslas (Strategic Purpose), Siekis (Objective), Vizija(Vision), Pavedimas(Mission), Užduotis(Goal), Pagalbos siekis (Help Achieve), Strategija (Strategy), Strateginis planavimas (Strategic Planning), Strateginis veiksmas (Strategic Action), Sprendimas (Decision), Prielaida (Assumption), Kritinė prielaida (Critical Assumption), Nekritinė prielaida (Non-Critical Assumption), Įtakos veiksnys (Influence Factor), Kritinis įtakos veiksnys (Critical Influence Factor), Nekritinis įtakos veiksnys (Non-Critical Influence Factor), Kritinis sėkmės veiksnys (Critical Success Factor), Rizika (Risk). Pardavimas (Sale), Galimas pardavimas (Potential Sale), Skirta pardavimui (For Sale), Siūlymas parduoti (Sale Offer), Pardavėjas (Vendor), Faktinis pirkėjas (Actual Customer), Galimas pirkėjas (Potential Customer), Pirkėjas (Customer), Perpardavėjas (Reseller), Prekė (Product), Kainos klausìmas (Asking Price), Pardavimo kaina (Sale Price), Rinka (Market), Segmentavimo kintamasis (Segmentation Variable), Rinkos dalis (Market Segment), Rinkos tyrimas (Market Research), Rūšies ženklas (Brand Image), Ypatybė (Feature), Poreikis (Need), Rinkos poreikis (Market Need), Parama parduotant (Promotion), Konkurentas (Competitor). Laiko linija (Time Line), Laiko intervalas (Time Interval), Laiko momentas (Time Point). http: //www. aiai. ed. ac. uk/project/enterprise/ontology. html

MII 36 Įmonių ontologijos pavyzdys (2) (Define-Class Legal-Entity (? X) "That which can enter into a legal contract. For the purposes of the Enterprise Ontology, this is equivalent to the union of Person, Corporation, and Partnership. " : Iff-Def (And (Eo-Entity ? X) (Or (Person ? X) (Corporation ? X) (Partnership ? X))) : Axiom-Def (Partition Legal-Entity (Setof Person Corporation Partnership))) ________________________________ (Define-Class Purpose (? Purpose) "a State-Of-Affairs that is either 1) the Intended-Purpose of some Plan, or 2) in a Hold-Purpose relationship with some Actor" : Iff-Def (And (State-Of-Affairs ? Purpose) (Qua-Entity ? Purpose) (Or (Exists (? Plan) (Intended-Purpose ? Plan ? Purpose)) (Exists (? Actor) (Hold-Purpose ? Actor ? Purpose)))))

MII 37 Pagrindinės ontologijų rūšys (tęsinys) Žinių vaizdavimo meta-ontologijos Aukščiausio lygio Lingvistinės ontologijos Taikomųjų sričių ontologijos Užduočių ontologijos Taikomųjų sistemų ontologijos

MII Užduočių ontologijos – Verslo procesų modeliavimo kalba The Business Process Management Initiative (http: //www. bpmi. org/) : • Business Process Modeling Language specification (2002. 11. 13) • Verslo procesų modeliavimo kalba (BPML) yra verslo procesų ir juos palaikančių esybių abstraktus modelis. • BPML apibrėžia formalų modelį abstraktiems ir vykdomiems procesams išreikšti, apimantį visus įmonių verslo procesus (tame tarpe įvairaus sudėtingumo veiklas, transakcijas bei jų kompensavimą, duomenų valdymą, konkuravimą, išimčių apdorojimą ir operacinę semantiką). • BPML išreiškia ir gramatiką (XML schemos forma) įgalinančią išsaugoti ir keistis apibrėžimais heterogeninėse sistemose ir modeliavimo priemonėse. 38

MII 39 BPML specifikacijoje apibrėžti veiklų tipai

MII 40 BPML specifikacijoje apibrėžta veiklų egzempliorių būsenų perėjimo diagrama

MII 41 Pagrindinės ontologijų rūšys (tęsinys) Žinių vaizdavimo meta-ontologijos Aukščiausio lygio Lingvistinės ontologijos Taikomųjų sričių ontologijos Užduočių ontologijos Taikomųjų sistemų ontologijos

Taikomųjų sistemų ontologijos – Įmonių inžinerijos ontologija MII 42 A. Čaplinskas, A. Lupeikienė, O. Vasilecas. Unified Enterprise engineering environment: ontological point of view. In: Baltic. DB&IS*2002 proceedings, Kluwer, 2002, Fig. 2: Functional entities execute Enterprise system aspects: FUNCTION / ACTIVITY INFORMATION COMPUTERISATION Enterprise

MII Konkrečios įmonės sistemos pavyzdys: mūsų MII PSIS skyrius 43 • Įmonės sistemai „MII PSIS“ priklausančios verslo sistemos: • Pagrindinė veikla: • Mokslinė veikla (pagrindinės temos ir papildomų temų vykdymas) • Užsakomieji darbai • Konferencijų organizavimas • Pagalbinė veikla: • Doktorantų, magistrų ruošimas; Inventoriaus priežiūra ir kt. ) • Informacinė sistema (IS) – tai, kas yra arba galėtų būti realizuota kaip kompiuterizuota IS.

MII 44 Verslo sistema „Mokslinė veikla“ Verslo sistemos Informacinės sistemos posistemiai Programinės sistemos Informacijos kaupimas, Aptarimas, Pristatymas MS Office, Elektroninis paštas, Paieškos Internete priemonės, Publikacijų DB – tinklalapis, Mokslininkų DB Publikacijos (esama mokslinė inf. ), Diskusijos, Seminaras, Skelbimai, Reikalavimai, Nauja informacija (turinti versijas, tekstinė ir grafinė), Darbuotojai Galimos ateityje: Reikalavimų inžinerijos programinės priemonės, Skelbimų lenta, Kadrų DB, Virtualios konferenc. įranga, Interneto portalas, etc.

MII 45 Verslo sistema „Konferencijų organizavimas“ Verslo sistemos Informacinės sistemos posistemiai Konkrečios rengiamos konferencijos Programinės sistemos Bendroji informacija, Konferencijos tinklalapis, dalyviai, biudžetas, MS Office, naujienos Elektroninis paštas, Konferencijos dalyvių DB – Dalyvių registravimo sistema Galimos ateityje: Straipsnių įteikimo ir recenzavimo sistema, Dokumentų DB, Biudžeto sistema

MII 46 Pagalbinė verslo sistema „Inventoriaus priežiūra“ Verslo sistemos Informacinės sistemos posistemiai Programinės sistemos – MS Word Žiniaraščiai Galimos ateityje: Darbų srautų sistema, Inventoriaus duomenų bazė

MII 3. ONTOLOGIJOS PASAULINIAME TINKE 47

MII 48 Pasaulinio kompiuterių tinklo kartos 1. Pamatų padėjimas: HTML kalba derinyje su HTTP ryšio protokolu (WWW) [praeitame dešimtmetyje] WWW – labai sėkminga technologija (plg. : prieinamos informacijos kiekis, tokios informacijos naudotojų kiekis), tačiau WWW pagrinde yra skirta tik žmonėms skaityti, o ne kompiuteriams automatiškai naudoti.

MII 49 Pasaulinio kompiuterių tinklo kartos 1. Pamatų padėjimas: HTML kalba derinyje su HTTP ryšio protokolu (WWW) [praeitame dešimtmetyje] 2. Save aprašančių dokumentų naudojimas, remiantis XML ir RDF kalbomis [prieš kelis metus].

MII 50 XML ypatybės • XML dokumentų prasmė yra intuityviai aiški (dėka "semantinio" sužymėjimo, žymės yra taikomųjų sričių vardai) • Tačiau kompiuteriai intuicijos neturi (t. y. , žymių vardai patys savaime semantikos nepateikia) • DTD aprašuose objektai nesiskiria nuo sąryšių • XML turi ne semantinį, o tik žemo lygio modelį (t. y. , medžio tipo vidinę struktūrą)

MII 51 RDF ir RDF-S ypatybės RDF (t. y. , WWW meta-duomenų vaizdavimo būdas): • naudoja mažą modeliavimo konstrukcijų rinkinį; • neatitinka taikymo srities žodyno. RDF Schema : • išplečia modeliavimo konstrukcijų rinkinį (klasėpoklasė-tipas, savybė-subsavybė, domenas-sfera); • įgalina apibrėžti taikymo srities žodyną; • organizuoja šį žodyną kaip apibendrinimų hierarchiją; • tačiau RDF-S išreiškiamoji galia yra maža (be tiksliai apibrėžiamos prasmės, be loginio išvedimo modelio).

MII 52 Pasaulinio kompiuterių tinklo kartos 1. Pamatų padėjimas: HTML kalba derinyje su HTTP ryšio protokolu (WWW) [praeitame dešimtmetyje] 2. Save aprašančių dokumentų naudojimas, remiantis XML ir RDF kalbomis [prieš kelis metus]. 3. Semantinio pasaulinio tinklo (angl. : "Semantic Web") kūrimo pradžia, siekiant paruošti galimybę automatinei semantinei kompiuterių tarpusavio sąveikai

MII 53

MII 54 Semantinio pasaulinio tinklo idėja Tikslas: automatinė kompiuterių tarpusavio sąveika bendrai priimtos terminijos pagrindu, naudojant: • ontologijų kalbas • logikos formalizmus • loginio išvedimo galimybes W 3 C papildomi reikalavimai: • realizuojama XML bazėje • semantinius teiginius išreiškiančios deklaratyvios kalbos turi būti RDF ir RDF Schemos antstatu

MII 55

MII 56 Agentų sužymėjimo kalba DAML (http: //www. daml. org/ , http: //xml. coverpages. org/daml. html) • Kuriama pagal JAV DARPA užsakymą • Skirta: • • semantinės informacijos vaizdavimui kompiuteriams perskaitomu pavidalu semantinės sąveikos tarp programinių agentų užtikrinimui (vietoj šiuo metu naudojamos XML sintaksinės sąveikos) • Suderinama su esamomis ir ateities Interneto technologijomis

MII 57

MII 58 Loginių samprotavimų realizavimas • • Neprieštaringumo tikrinimas Ryšių tarp ontologijų nustatymas Išvestų (netikėtų) sąryšių tikrinimas Ontologijų kūrimo pagalbinė priemonė Didelėms ontologijoms Kai ontologijos autorių yra daug Ontologijų integravimui ir bendram naudojimui

MII Semantinio pasaulinio tinklo taikymai Ypač greitai auganti rinka: • "Verslo su verslu sąveikos" (B 2 B) taikymai • Agentais paremtos paslaugos • Semantinio pasaulinio tinklo portalai • Žinių valdymo sprendimai 59

MII 60 4. TOLESNĖS SEMANTINIO PASAULINIO TINKLO RAIDOS KRYPTYS Į paslaugas orientuota architektūra, pasaulinio tinklo paslaugos Semantinio pasaulinio tinklo paslaugos (angl. : Service Orienced Architecture, Web Services Semantic Web Services) Skaičiuojamieji tinklai (išskirstyti skaičiavimai kompiuterių tinkluose) ir skaičiuojamosios pasaulinio tinklo paslaugos Semantiniai skaičiuojamieji tinklai (angl. : Grid Computing, Grid Services Semantic Grid)

MII 61 Į paslaugas orientuota architektūra (ĮPOA) IT transformation to Service-Oriented architecture. Bea White paper, 2004. http: //www. bea. com

MII Į paslaugas orientuotos architektūros supaprastinta schema http: //www. w 3. org/TR/ws-arch/ , 2003. 05. 14 62

MII 63 ĮPOA apibrėžimai 1. A service oriented architecture (SOA) is one in which all entities are services and any operation visible to the architecture is the result of message exchange. Service is an entity that provides some capability to its clients by exchanging messages. Operations are defined in terms of message exchanges. I. Foster, C. Kessleman, S. Tueke “SOA” (Chapter 17 of “The Grid 2”) 2004. 3. 6 , http: //www. cse. buffalo. edu/gridforce/SOAApril 13. ppt 2. SOA, or Service-Oriented Architecture, is an architecture comprising 2. 1. loosely coupled services, 2. 2. described by platform-agnostic interfaces 2. 3. that can be discovered and invoked dynamically. Frequently asked questions , http: //www. soaprpc. com/faq. html#q 11

MII 64 Pasaulinio tinklo paslauga (angl. Web service) Pasaulinio tinklo konsorciumas (W 3 C): • Pasaulinio tinklo paslauga (PTP) yra programinė sistema, identifikuojama universaliu resursų identifikatoriumi (URI), kurios viešos sąsajos ir įsipareigojimai apibrėžiami ir aprašomi su XML. PTP apibrėžimą gali rasti kitos programinės sistemos. Šios sistemos po to gali sąveikauti su PTP (taip, kaip numato PTP apibrėžimas), naudojant pranešimus, perduodamus Interneto protokolais. http: //www. w 3. org/TR/ws-gloss/#webservice , 2003. 05. 14

MII Pasaulinio tinklo paslaugų architektūros technologijų sluoksniai http: //www. w 3. org/TR/ws-arch/ , 2003. 05. 14 65

MII 66 PTP funkcionavimo schema UDDI registras Paslaugos paieška Paslaugos vartotojas Nuoroda į aprašymą Nuoroda į paslaugą SOAP XML pranešimai WSDL Paslaugos aprašymas Pasaulinio tinklo paslauga [ Systinet Corporation. Introduction to Web Services. White paper, 2002 http: //www. systinet. com/resources/white_papers ]

MII Vandens išteklių valdymo informacinė sistema (pagrįsta pasaulinio tinklo paslaugomis) 67

MII Pasaulinio tinklo paslaugų protokolai L. Wilkes “The Web Services Protocol Stack”, CBDI Web Services Roadmap, May 2004 http: //roadmap. cbdiforum. com/reports/protocols/index. php 68

MII PTP protokolus rekomenduojančios ir rengiančios institucijos • W 3 C (XML, XML-Signature, XML-Encryption, SOAP, WSDL, …) • OASIS (tik ‘E-Business’ tematikai: UDDI, WSBPL, WSRF, WS-Notification, …) • IBM + Microsoft + kt. (didelė „WS-…“ standartų grupė) • Liberty Alliance [Sun, Oracle, mobile Co. , …] (Federated identity) • Globus Alliance + IBM + kt. (“Stateful Web Services”) • WS-I [visi, net ir OMG]: interoperability (Basic, Security, Messaging, … profiles; testing tools, sample Web Services WG) 69

MII 70 Semantinių PTP idėja (1) Informacijos radimo, gavimo, vaizdavimo, interpretavimo, palaikymo problemiškumas Statinis pasaulinis tinklas Pasaulinis tinklas (WWW) URI, HTML, HTTP Semantinis pasaulinis tinklas RDF, RDF(S), OWL D. Fensel, Ch. Bussler. Semantic Web Enabled Web Services http: //nextwebgeneration. com/swsi/resources/wsmf. pdf

MII 71 Semantinių PTP idėja (2) Dinaminis pasaulinis tinklas Pasaulinio tinklo paslaugos UDDI, WSDL, SOAP Kompiuterių skaičiuojamosios galios panaudojimas Statinis pasaulinis tinklas Pasaulinis tinklas (WWW) URI, HTML, HTTP Semantinis pasaulinis tinklas RDF, RDF(S), OWL D. Fensel, Ch. Bussler. Semantic Web Enabled Web Services http: //nextwebgeneration. com/swsi/resources/wsmf. pdf

MII 72 Semantinių PTP idėja (3) Pasaulinio tinklo naudojimas visu pajėgumu Dinaminis pasaulinis tinklas Pasaulinio tinklo paslaugos UDDI, WSDL, SOAP Intelektualios pasaulinio tinklo paslaugos Statinis pasaulinis tinklas Pasaulinis tinklas (WWW) URI, HTML, HTTP Semantinis pasaulinis tinklas RDF, RDF(S), OWL D. Fensel, Ch. Bussler. Semantic Web Enabled Web Services, http: //nextwebgeneration. com/swsi/resources/wsmf. pdf

MII SWSI’s SWS Language effort, on top of Current WS Standards Stack 73 Wire Protocols Description W 3 C WS Choreograph Group BPEL 4 WS (Microsoft, IBM, BEA) WSCL (HP)BPML (Most but not Microsoft) WSCI (Sun, BEA, Yahoo, …) XLANG (Microsoft), WSFL (IBM), BPEL 4 WS SOAP Blocks Agreements Automated Discovery S W Discovery Invocation Interoperation Deal Negotiation Composition Monitoring Verification SOAP/XMLP Process XML WSDL Extensions S Categorization HTTP/SMTP/BEEP WSDL L Registry (UDDI) TCP/IP XML Inspection M. Kifer, D. Martin. Bringing Services to the Semantic Web and Semantics to Web Servidese, Dec. 16, 2002 http: //swsc. semanticweb. org/resources/swsc-lc-intro. ppt

MII 74 Skaičiuojamieji tinklai (angl. : Grid Computing) • http: //www. webopedia. com/TERM/g/grid_computing. html Grid computing is a form of networking. Unlike conventional networks that focus on communication among devices, grid computing harnesses unused processing cycles of all computers in a network for solving problems too intensive for any stand-alone machine. • http: //whatis. techtarget. com/ Grid computing (or the use of a computational grid) is applying the resources of many computers in a network to a single problem at the same time - usually to a scientific or technical problem that requires a great number of computer processing cycles or access to large amounts of data.

MII Atvirųjų standartų plėtra T. Hey, G. Fox “The Future of the Grid - e-Science to e-Business”, 2003. 28 CERNGrid. Lectures 5. ppt , http: //www. globus. org 75

MII Išskirstytų skaičiavimų globaliuose tinkluose tematikos esama būsena T. Hey, G. Fox “The Future of the Grid - e-Science to e-Business”, 2003. 28 CERNGrid. Lectures 5. ppt , http: //www. globus. org 76

MII Išskirstytų mokslinių skaičiavimų globaliuose tinkluose architektūra T. Hey, G. Fox “The Future of the Grid - e-Science to e-Business”, 2003. 28 CERNGrid. Lectures 5. ppt , http: //www. globus. org 77

MII Išskirstytų skaičiavimų globaliuose tinkluose numatoma raida T. Hey, G. Fox “The Future of the Grid - e-Science to e-Business”, 2003. 28 CERNGrid. Lectures 5. ppt , http: //www. globus. org 78

MII 79 Sem. PT ateities bendrasis kontekstas Grid. Computing Grid. Web. Serv Grid&Sem. W Web. Serv Sem. Web. Serv Web Sem. Web

MII 80 Sem. PT ateities bendrasis kontekstas. . . Grid. Computing Grid. Web. Serv Work. Flow . . Grid&Sem. W . . . BPEL 4 WS Web. Serv Sem. Web. Serv Web Sem. Web

MII 81 IŠVADOS • Ontologijos (t. y. , struktūrizuota, specializuota atskiroms taikomosioms sritims ir pritaikyta bendram kompiuterizuotam naudojimui terminija) šiuo metu tiesiog masiškai pradedamos naudoti informacinėms sistemoms intelektualizuoti (informacijos resursų aprašymui, informacijos indeksavimui pasauliniame kompiuterių tinkle). • Pasaulinis tinklas (WWW) palaipsniui pradeda peraugti į semantinį pasaulinį tinklą (SPT, Semantic Web), kurio informaciją galės “suprasti” (t. y. , naudoti prasminiam loginiam išvedimui) kompiuterinės programos. • Ontologijų naudojimo svarba realizuojant SPT analogiška kalbų mokėjimo svarbai žmonių tarpusavio bendravime.

MII 82 Ačiū už dėmesį