web03 semantic web: resource description framework

Dr. Sabin Buraga http://www.purl.org/net/busaco

Semantic Web <?xml version=“1.0” ?><curs desc=“…” />

Web semantic

Dr. SabinCorneliu BuragaFacultatea de Informatica

Universitatea “A.I.Cuza” – Iasi, Romania

http://www.infoiasi.ro/~busaco/



Resource Description Framework



“Lucrurile au si ele viata. Totul este sa le trezesti sufletul.”

Gabriel García Márquez



intrebari

Cum (re)folosim datele distribuite pe Web?



necesitati

O maniera de a atasa date privitoare la date

creare de vocabulare de termeni descriind “ceva” (proprietati, domenii, lumi,...) – resurse Web



necesitati

Un mod de a specifica relatii intre resurse

structuri de organizare a datelorin cadrul unui sau mai multor web‐uri



realitati

Uzual, datele sunt reprezentate in forma tabelaramodelul relational

un rand descrie un “obiect” (item) specific

o coloana reprezinta o proprietate a tuturor item‐ilor

o celula desemneaza o valoare particularaa unei proprietati asociate obiectului de interes



exemplu



motivatie

Distribuirea datelor pe Web

fragmente de informatii vor fi disponibilepe calculatoare diferite,

accesate via tehnologiile Web actuale



motivatie


solutia 1:fiecare calculator mentine informatiile

despre mai multe randuri complete dintr‐un tabel



exemplu


Care‐i schema comuna?



motivatie


solutia 1:fiecare calculator mentine informatiile

despre mai multe randuri complete dintr‐un tabel

necesitatea unui mecanism de coordonare intre serveree.g., partajarea schemei comune folosite



motivatie


solutia 2:fiecare calculator e responsabil cu una/mai multe coloane

complete din cadrul tabelului



exemplu


Cine referape cine?



motivatie


solutia 2:fiecare calculator e responsabil cu una/mai multe coloane

complete din cadrul tabelului

necesitatea cunoasterii identitatii datelor modelatee.g., fiecare resursa are asociat un identificator global



motivatie


solutia 3:fiecare masina realizeaza managementulunui numar de celule dintr‐un tabel



exemplu




motivatie



combina avantajele abordarilor precedente



motivatie



fiecare celula trebuie referita de 3 valori unice:o referinta globala ce desemneaza un rand +o referinta globala ce desemneaza o coloana +o referinta globala ce specifica valoarea celulei



rdf

Resource Description Framework

cadru (abstract) pentru descrierea resurselorla nivelul calculatorului

fundatie a Web‐ului semantic



rdf

Recomandare W3CRDF Model & Syntax Specification (1999)

RDF/XML Syntax Specification – Revised (2004)

http://www.w3.org/RDF



Ofera modalitatile de specificare a triplelor(rand, coloana, valoare de celula)

via identificatori uniformi de resurse – URI

rdf

URI

URI

URI



Resursa – specificata de URI‐uriProprietate – aspect, caracteristica, atribut sau relatieDeclaratie – triplu de forma { subiect, predicat, obiect }

rdf: model



Subiect = rand (resursa despre care se “spune” ceva)Predicat = coloana (o proprietate a subiectului)Obiect = celula (valoare particulara a proprietatii)

rdf: model



SubiectResursa – specificata de un URI – care este descrisavia predicat si obiect

PredicatRelatie – desemnata de un URI – stabilitaintre subiect si obiectPoate fi considerat si drept atribut (proprietate)

ObiectDesemneaza resursa referita de un predicatsau specifica o valoare

rdf: model



rdf: model – exemplu

Subiect Predicat ObiectApple produce iTunes

Microsoft produce OfficePHP areStatut DeschisOffice areStatut ComercialIBM este Companie

Microsoft este CompanieJava este LimbajExcel parteDin OfficeSabin localizatIn RomaniaSabin utilizeaza iTunes

Vocabularde termeni



Atunci cand mai multe triple refera aceeasi resursa, le putem reprezenta sub forma de grafuri

triplu = muchie intre subiect si obiect

predicat = eticheta asociata muchiei digrafului

rdf: model




Excel OfficeparteDin

Microsoft

produsDeproduce

Comercial

areStatut

areStatut

Mac OS XCompanie

este Appleproduce

este

Sabinutilizeaza

Persoanaeste

Graful unui model conceptual referitor la un web:



Predicatele specifica natura relatiilor ce pot fistabilite intre subiect si obiect

se pot exprima folosind vocabulare publicate pe Web,ce sunt disponibile liber si sunt referite de URI

rdf: model



Modelul pus la dispozitie poate fi folositla asocierea de metadate resurselor Websi la specificarea relatiilor dintre resurse

se poate utiliza si o sintaxa XML

rdf: model



Autorul resursei desemnate de URI‐ulhttp://www.infoiasi.ro/~web/ este Sabin Buraga

<rdf:RDF><rdf:Description rdf:about="http://www.infoiasi.ro/~web/">

<s:Autor>Sabin Buraga</s:Autor> </rdf:Description>

</rdf:RDF>




Alternative sintactice:autor ("http://www.infoiasi.ro/~web/", "Sabin Buraga")




Alternative sintactice:

este ("#Java", "#Limbaj")este ("#Sabin", "#Persoana")

utilizeaza ("#Sabin", "#iTunes")utilizeaza ("#Sabin", "http://twitter.com/")

refera ("http://twitter.com/busaco", "http://www.purl.org/net/busaco")


isA sau a



Cuvintul englezesc “book” e tradusin limba romana prin “carte”

translatedInto ("#book", "carte")

Termenul “book” este un substantivisA ("#book", "#noun")




Un nod al grafului RDF e referit unic via un URI

doar etichetind resursele cu nume– e.g., “Companie”, “produce”, “Java”,… –

nu se garanteaza ca specificamacelasi concept (aceeasi resursa)

rdf: model




pot exista alte entitati care refera aceleasiconventii sintactice cu alte semantici

Java (insula) vs. Java (sortiment de cafea) vs. Java (limbaj)

rdf: model




folosind URI‐uri, putem fuziona (merge) grafurireferitoare la concepte comune

daca doi agenti doresc sa refere aceeasi resursa,trebuie ales un URI menit a desemna in mod unic

aceasta resursa

rdf: model



Un URI ofera o identificare globala a unei resurse

putem stabili – via URI – semnificatia unui termenhttp://geo.locations.info#java

urn:coffee:javahttp://programming.org/Java

in cazul grafurilor, un nod fuzioneaza cu altuldaca e referit de acelasi URI

rdf: model



Putem exprima URI‐urile via nume calificate(qualified names – qnames)

spatiu de nume:termen

rdf: model

constructie XML (e.g., nume de element)



Via nume calificate desemnam vocabulare de termeni

coffee:Javageo:Java geo:Romania geo:USA

lang:C# lang:Java lang:PHP lang:Rubys:areStatut s:este s:produce

soft:iTunes soft:Office soft:XWikixsd:integer xsd:string

rdf: model



rdf: model

Subiect Predicat Obiectcom:Apple s:produce soft:iTunes

com:Microsoft s:produce soft:Officelang:PHP s:areStatut lic:Deschissoft:Office s:areStatut lic:Comercialcom:IBM s:este s:Companielang:Java s:este s:Limbajsoft:Excel s:parteDin soft:Officepers:Sabin s:localizatIn geo:Romaniapers:Sabin s:utilizeaza soft:iTunes



Spatiile de nume implicite (default) pot fi omise

util daca se utilizeaza vocabularul local

:Persoana:cunoastePe:localizatIn

rdf: model



Meta‐datele pot fi asociate unor resurse deja definite:

<rdf:Description rdf:ID="csb"><s:Rol>prezentator la <Web /></s:Rol>

</rdf:Description>...<rdf:Description rdf:about="#csb">

<s:Adresa>http://www.purl.org/net/busaco</s:Adresa></rdf:Description>

rdf: model

Vocabularde termeni



Colectii de resurse: bag (multi‐set), secventa, alternativa“Cartea Programarea in Web 2.0 are ca autori

pe Anca, Ciprian si Ecaterina.”<rdf:RDF>

<rdf:Description rdf:about="http://webpro20.blogspot.com/"><s:Autor><rdf:Bag>

<rdf:li rdf:resource="http://students.infoiasi.ro/~lucaa/" /> <rdf:li rdf:resource="http://www.2wit.com/" /> <rdf:li rdf:resource="http://students.infoiasi.ro/~evalica/" />

</rdf:Bag> </s:Autor>

</rdf:Description> </rdf:RDF>

rdf: model

Bag, Seq, Alt



Specificarea tipurilor de date intr‐un model RDFse realizeaza via proprietatea predefinita rdf:type

rdf: model




Subiect Predicat Obiectcom:Adobe rdf:type s:Companie

com:Microsoft rdf:type s:Companielang:Java rdf:type s:Limbaj

geo:Romania rdf:type geo:Statpers:Ecaterina rdf:type s:Autors:utilizeaza rdf:type rdf:Propertys:parteDin rdf:type rdf:Propertyfoaf:knows rdf:type rdf:Property



Se pot exprima si relatii non‐binare, apelindu‐se la o resursa intermediara

<rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"xmlns:un="http://www.schemas.org/Units/">

<rdf:Description rdf:about="urn:ISBN:0-201-00023-7"><un:price rdf:parseType="Resource">

<rdf:value>33.00</rdf:value><un:units rdf:resource="http://www.schemas.org/Units/USdollar"/>

</un:price></rdf:Description>

</rdf:RDF>

Costul cartii referite de ISBN‐ul ei este de 33 $

rdf: model



Reificare: declaratii despre declaratii

faptul 1: Sabin‐Corneliu Buraga este autorul resurseidesemnate de URI‐ul http://www.infoiasi.ro/~busaco/

faptul 2: Dan Cristea afirma ca Sabin‐Corneliu Buragaeste autorul resursei desemnate de

URI‐ul http://www.infoiasi.ro/~busaco/

astfel, pot fi modelate meta‐date privitoare la meta‐date

rdf: model



Stabilirea modului de procesare a declaratiilorse face prin parseType

rdf: model



Atributul parseType="Literal" poate fi utilizatpentru ca procesorul RDF sa nu prelucreze

continutul unui anumit element

<dc:title rdf:parseType="Literal">F.Kafka: <html:strong>Procesul</html:strong></dc:title>

rdf: model



Atributul parseType="Resource" se folosestepentru a semnala faptul ca e vorba de o resursa

si nu de o valoare

rdf: model



Pentru a specifica explicit o asertiune privitoarela o alta asertiune, RDF ofera trei resurse speciale:

rdf:subjectrdf:predicate

rdf:object

explicit reification

rdf: model



“Wikipedia afirma faptul ca Apple produce iTunes.”

p:prop rdf:subject com:Apple ;rdf:predicate s:produce ;rdf:object soft:iTunes .

web:Wikipedia s:afirma p:prop .




“Wikipedia afirma faptul ca Apple produce iTunes.”

p:prop rdf:subject com:Apple ;rdf:predicate s:produce ;rdf:object soft:iTunes .

web:Wikipedia s:afirma p:prop .


A nu se confunda cu declaratia:

com:Apple s:produce soft:iTunes .



Modelul RDF nu este “legat” de o anumita sintaxa

Sintaxele “standard” utilizate sunt:digrafuri (reprezentari grafice)

NtripleN3

RDF/XML

http://internetalchemy.org/2005/09/the-sixteen-faces-of-eve

rdf: serializare



Refera resursele via URI‐uri absolute scrise intre “<“ si “>”, in ordinea subiect‐predicat‐obiect, urmate de “.”

<http://www.infoiasi.ro/SW.rdf#Sabin><http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type>

<http://www.infoiasi.ro/SW.rdf#Autor> .

rdf: serializare – N‐triples

a se consulta siwww.w3.org/2007/02/turtle/primer/



Notation 3 RDF (N3)recurge la nume calificate – qnames

@prefix s: <http://www.infoiasi.ro/SW.rdf#>@prefix rdf: <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#>s:Sabin rdf:type s:Autor .

rdf: serializare – N3

uzual, specificat prin a



Notation 3 RDF (N3)faptul “Sabin este o persoana si‐i cunoaste pe Andrei,

Ciprian si Emanuel” se poate modela prin:

@prefix s: <http://www.infoiasi.ro/SW.rdf#>@prefix foaf: <http://xmlns.com/foaf/0.1>s:Sabin a s:Persoana ;

foaf:knows s:Andrei ;foaf:knows s:Ciprian ;foaf:knows s:Emanuel .

rdf: serializare – N3



“Formatul cartii referite printr‐un ISBN este disponibilca text obisnuit, HTML sau Postscript.”

<rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/">

<rdf:Description rdf:about="urn:0-201-00023-7"><dc:format>

<rdf:Alt><rdf:li>text/html</rdf:li><rdf:li>text/plain</rdf:li><rdf:li>application/postscript</rdf:li>

</rdf:Alt></dc:format>

</rdf:Description></rdf:RDF>

rdf: serializare – RDF/XML



“Formatul cartii referite printr‐un ISBN este disponibilca text obisnuit, HTML sau Postscript.”

rdf: serializare – grafuri



Problema:Cum reprezentam o resursa ce nu are identitate peWeb?

in unele situatii, cunoastem anumite aspecteprivitoare la “ceva”, fara a‐i sti identitatea

rdf – noduri vide



Exemplu: o companie/persoana lucreaza la un produsa carui identitate ramine necunoscuta

soft:ProdusX rdf:type soft:Aplicatie ;s:areStatut lic:Deschis .

com:Google s:produce soft:ProdusX .

rdf – noduri vide

Cum procedamdaca nu‐i stimnumele?



Recurgem la specificarea unui nod vid(blanc node – bnode)

“Exista o aplicatie (software) produsa de Google.”

[ rdf:type soft:Aplicatie ;s:areStatut lic:Deschis ]

un nod blanc nu are asociat un URI

rdf – noduri vide



Recurgem la specificarea unui nod vid(blanc node – bnode)

“Exista o aplicatie (software) produsa de Google.”

com:Google s:produce [ rdf:type soft:Aplicatie ;

s:areStatut lic:Deschis ] .

rdf – noduri vide



Uzual, asertiunile RDF specifica meta‐date privitoare laaspecte care privesc caracteristicile “externe”

ale unei resurse: autor, tip, data publicarii, copyright,...

RDF poate fi util pentru descrierea resurselor “opace”(cu reprezentari in formate binare)

e.g., multimedia – fisiere audio, video,…

rdf: utilizari



Asocierea de vocabulare de meta‐date privind resursele:DCMI (Dublin Core Metadata Initiative)

FOAF (Friend Of A Friend)DOAP (Description Of A Project)

RDFaSKOS (Simple Knowledge Organizational System)

…

a se vizita http://purl.org/vocab/

rdf: utilizari



Vocabulare de meta‐dateDCMI – Dublin Core Metadata Initiative

proprietati pentru descrierea resurselor:<dc:Title>, <dc:Description>, <dc:Contributor>, <dc:Publisher>,

<dc:Date>, <dc:Type>, <dc:Subject>,…

www.dublincore.org

rdf: utilizari



Relatii intre persoaneFOAF – Friend Of A Friend

exprima informatii despre o persoanasi relatiile acesteia cu alte persoane

suport pentru e‐comunitati (social networking)

rdf: utilizari




http://rdfweb.org/

meta‐date privitoare la o persoana:<foaf:Person>, <foaf:name>, <foaf:gender>, <foaf:title>,

<foaf:mbox>, <foaf:homepage>, <foaf:weblog>,<foaf:Image>, <foaf:depiction>,...

rdf: utilizari




relatia knowsnu se specifica relatii mai rafinatee.g., friendOf, collaboratorOf

specializari: http://purl.org/vocab/relationship

rdf: utilizari




Exemplu:“Sabin il cunoaste pe Cristi.”

@prefix foaf: <http://xmlns.com/foaf/0.1><#sabin> <foaf:knows> <#cristi> .

rdf: utilizari



rdf: model



<foaf:Person rdf:nodeID="busaco"><foaf:name>Sabin Buraga</foaf:name><foaf:title>Dr</foaf:title><bio:keywords>...</bio:keywords><bio:event>

<bio:Birth><bio:date>1974-07-01</bio:date><bio:place>Iasi, Romania</bio:place>

</bio:Birth></bio:event>

</foaf:Person>

rdf: utilizari

FOAF + BIO



Relatii intre comunitati virtualeSIOC – SemanticallyInterlinked Online Communitiescadru pentru interconectarea siturilor de comunitati(blog, calendar, aggregator,…) & listele de discutii(precum bulletin board, mailing list, newsgroup)

foloseste RDF, FOAF, DCMI

http://siocproject.org/

rdf: utilizari



Descrierea unui proiect (software)DOAP – Description Of A Project

meta‐date privitoare la un proiect:<doap:Project>, <doap:name>, <doap:homepage>,<doap:description>, <doap:wiki>, <doap:maintainer>,

<doap:programming-language>,...

se bazeaza pe RDF si FOAFhttp://usefulinc.com/ns/doap

rdf: utilizari



Asocierea de meta‐date documentelor hipermediaAdobe XMP (Extensible Metadata Platform)

meta‐date “scufundate” in resursa Webutilizeaza XML si un subset al RDFbazat pe vocabulare DCMI, EXIF,...

XMP SDK disponibil gratuit (ECMAScript)

www.adobe.com/xmp

rdf: utilizari



Specificarea constructiilor RDF direct in XHTMLRDFa

utilizarea unor atribute XHTML specifice menite a modelainformatiile disponibile intr‐o paginaWeb in vederea

procesarii acestora de catre calculator

www.w3.org/TR/rdfasyntaxwww.w3.org/TR/xhtmlrdfaprimer/

rdf: utilizari



Specificarea constructiilor RDF direct in XHTMLRDFa

specificarea relatiilor unei pagini cu alt document extern folosind atributul rel

asocierea de proprietati unor elemente XHTMLvia atributul property

specificarea de proprietati unei resurse date de aboutdesemnarea tipului unei constructii prin typeof

rdf: utilizari



Exemplu: modelarea retelei sociale a unui utilizator

<div about="#me" rel="foaf:knows"><ul><li typeof="foaf:Person">

<a property="foaf:name" rel="foaf:homepage" href="...">Tux</a></li><li typeof="foaf:Person">

<a property="foaf:name" rel="foaf:homepage" href="...">Anca</a></li><li typeof="foaf:Person">

<a property="foaf:name" rel="foaf:homepage" href="...">Cip</a></li></ul><p>Created by <span property="dc:creator">WordPress</span>.</p>

</div>

rdf: utilizari



Despre documentul de la adresa http://www.infoiasi.ro/~busaco/se specifica următoarele fapte:

are titlul „Situl lui Sabin”a fost vizitat de „ceva”

…care se numeşte Dragoş…şi care are situl personal la adresa http://www.adt.ro/

rdf: exemplu



<rdf:Description rdf:about="http://www.infoiasi.ro/~busaco/"><viz:vizitatDe>

<rdf:Description><foaf:homepage rdf:resource="http://www.adt.ro/" /><foaf:name>Dragoş</foaf:name>

</rdf:Description></viz:vizitatDe><dc:title>Situl lui Sabin</dc:title></rdf:Description>

rdf: exemplu

RDF/XML



rdf: exemplu

Ca graf…



<http://www.infoiasi.ro/~busaco/> <http://purl.org/dc/elements/1.1/title> "Situl lui Sabin" .

_:blanc <http://xmlns.com/foaf/0.1/homepage> <http://www.adt.ro/> .

_:blanc <http://xmlns.com/foaf/0.1/name> "Dragoş" .<http://www.infoiasi.ro/~busaco/>

<urn:infoiasi.ro:Vizite#vizitatDe> _:blanc .

rdf: exemplu

Triple



Modelul RDF permite formularea de asertiuniexplicite privitoare la resursele Web

se folosesc triple (subiect, predicat, obiect)referite prin URI‐uri

concluzii



RDF “helps you to create Weblike relationships between data, which is not easily donein a typical relational database.”

Microsoft Developer Network, 2006

concluzii



RDF ofera premisa modelarii interconexiunilorweb‐urilor diferite existente pe Web

a se (re)vedea initiativa Linked Open Data

www.linkeddata.org

>2 miliarde de triple RDF>3 milioane de legaturi stabilite intre seturi de date

concluzii



Rezumat

BazaWeb‐ului semantic: modelul RDF



?

web03 semantic web: resource description framework

Education

sabinburaga http

semanticweb exemplu

romania http

oreferintaglobalacespecifi

acce dr

semanticwebwebsemantic

semanticweb realitatiuzual

gabrielgarca mrquez