Web Semántica - Cinvestav

20/05/2016
Introducción a las Tecnologías
de la Web Semántica
Contenido
El contexto de la Web Semántica
Importancia
Conceptos básicos
Arquitectura
Migrando a la Web Semántica
Extracción de información
Representación de información
Lenguajes y herramientas
XML y RDF
SPARQL
Caso práctico
Generación de BD RDF
Consulta de información en RDF
Introducción a las Tecnologías de la Web
Semántica
Cinvestav-Tamaulipas 2009-2010
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El contexto de la Web Semántica
Introducción a las Tecnologías
de la Web Semántica
3
La Web
Origen
WWW, World Wide Web, W3, Web, Internet
Tim Bernes-Lee, 1989 ( WWW, URIs, HTTP, and HTML)
CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire)
Sistema de enlaces en el texto, hiperenlaces
Enlace → texto en el mismo documento
Enlace → texto en otra página (URL, dirección web)
HTML (HyperText Markup Language)
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La Web
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Semántica
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La Web
Origen
WWW, World Wide Web, W3, Web, Internet
Tim Bernes-Lee, 1989 ( WWW, URIs, HTTP, and HTML)
CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire)
Sistema de enlaces en el texto, hiperenlaces
Enlace → texto en el mismo documento
Enlace → texto en otra página (URL, dirección web)
HTML (HyperText Markup Language)
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La Web
Contenido Web apto para consumo humano
Contenidos dinámicos sin la estructura de la información
original
Uso típico:
buscar información
buscar y contactar personas
revisar catálogos en línea
llenar formularios
Uso típico:
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La Web
Hipervínculos para conectar recursos documentos, imágenes,
audio, video
No toda la información indexada
Cada día se genera infinidad de páginas web (información)
Los motores de búsqueda son la principal herramienta sobre
internet
No se recibe respuesta acorde a búsqueda
Las páginas importantes y relevantes no se recuperan
Los resultados son muy sensibles al vocabulario
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La Web
Limitaciones de la Web actual
Información ruidosa, imprecisa, poco confiable
Información NO procesable por computadoras (sintáctica)
El tamaño se duplica cada dos meses
Búsquedas web en el 25% del total
→ Páginas indexables
→ Acceso a bases de datos
Sitios con contraseña
Intranets
Foros
Anuncios clasificados
Catálogos de bibliotecas
Páginas sin enlazar
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Semántica
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La Web
Deseable
Información procesable por aplicaciones y humanos
Necesidad de información
Necesidad de razonamiento
Aunque tamaño enorme, pero accesible
Orden adecuado de la información
Estructura adecuada
Búsquedas en el ~80% del total
Mejor organización → mejores resultados
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Web Semántica
Organizar los datos en la Web
de manera bien definida
bien relacionada
no sólo para propósitos de despliegue
automatización
integración
reuso
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Web Semántica
SGML (Standard Generalized Markup Language) HTML
XML (Extensible Markup Language)
Finales de 1980
Inicialmente poca aceptación
Auto definible
Representación de documentos
En formatos: RSS, Atom, SOAP y XHTML
Microsoft Office (Office Open
(OpenDocument), iWork (Apple)
XML),
OpenOffice,
LibreOffice
La Web Semántica consolida la semántica de los sublenguajes XML
Mecanismos para que humanos y aplicaciones se interconecten
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Web Semántica
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La Web
HTML
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La Web
HTML
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La Web
título
autor
fecha
lugar
resumen
biografía
host
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La Web
<title>
</title>
<speaker>
</speaker>
<time>
<location>
</time>
</location>
<abstract>
</abstract>
<biosketch>
</biosketch>
</host>
<host>
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Semántica
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La Web
<τιτλε>
</τιτλε>
<σπεακερ>
</σπεακερ>
<τιµε>
<λοχατιον>
</τιµε>
</λοχατιον>
<αβστραχτ>
</αβστραχτ>
<βιοσκετχη>
</βιοσκετχη>
<ηοστ>
</ηοστ>
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La Web
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema">
<xs:element name="book">
<xs:complexType>
<xs:sequence>
<xs:element name="title" type="xs:string"/>
<xs:element name="author" type="xs:string"/>
<xs:element name="character" minOccurs="0" maxOccurs="unbounded">
<xs:complexType>
<xs:sequence>
<xs:element name="name" type="xs:string"/>
<xs:element name="friend-of" type="xs:string" minOccurs="0"
maxOccurs="unbounded"/>
<xs:element name="since" type="xs:date"/>
<xs:element name="qualification" type="xs:string"/>
</xs:sequence>
</xs:complexType>
</xs:element>
</xs:sequence>
<xs:attribute name="isbn" type="xs:string"/>
</xs:complexType>
</xs:element>
</xs:schema>
XML Schema
<τιτλε>
<σπεακερ>
<τιµε>
<λοχατιον>
<αβστραχτ>
<βιοσκετχη>
<ηοστ>
</τιτλε>
</σπεακερ>
</τιµε>
</λοχατιον>
</αβστραχτ>
<title>
<speaker>
<time>
<location>
<abstract>
<biosketch>
</βιοσκετχη>
</ηοστ>
</title>
</speaker>
</time>
</location>
</abstract>
</biosketch>
<host>
Introducción a las Tecnologías de la Web
Semántica
</host>
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Web Semántica
Evolución de la Web
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Web Semántica
Propuesta
Tim Berners-Lee
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Web Semántica
Grafo
Codificación XML
<rdf:RDF ……..>
<….>
<….>
</rdf:RDF>
RDF
Data Model
Legible por
Humanos
Procesable por
computadora
Tripletas
stmt(docInst, rdf_type, Document)
stmt(personInst, rdf_type, Person)
stmt(inroomInst, rdf_type, InRoom)
stmt(personInst, holding, docInst)
stmt(inroomInst, person, personInst)
Razonamiento
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Web Semántica
Introducción a las Tecnologías de la Web
Semántica
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Web Semántica: Capas
Capas de la Web Semántica
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Web Semántica: Capas
Capas de la Web Semántica
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Semántica
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Web Semántica: Capas
Unicode → texto
URI - Uniform Resource Identifier
URL - Uniform Resource Locator
URN - Uniform Resource Name
es un identificador web, inicia con un esquema:
ftp://ftp.is.co.za/rfc/rfc1808.txt
gopher://spinaltap.micro.umn.edu/Weather/California/Los%20Angeles
http://www.math.uio.no/faq/compression-faq/part1.html
mailto:[email protected]
news:comp.infosystems.www.servers.unix
telnet://melvyl.ucop.edu/
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Web Semántica: XML
XML - Extensible Markup Language
lenguaje de marcado
reglas para representar documentos
legible por humanos y computadoras
<email>
<to>Micky Mouse</to>
<from>Donald</from>
<body>Hey There!</body>
</email>
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Web Semántica: RDF
RDF - Resource Description Framework
RDF XML – formato estándar de intercambio
Modelado de datos de meta-datos
Tripletas sujeto-predicado-objeto
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Web Semántica: RDF
RDF
<rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"
xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/"
xmlns:foaf="http://xmlns.com/0.1/foaf/" >
<rdf:Description rdf:about="">
<dc:creator rdf:parseType="Resource">
<foaf:name>Sean B. Palmer</foaf:name>
</dc:creator>
<dc:title>The Semantic Web: An Introduction</dc:title>
</rdf:Description>
</rdf:RDF>
→
<> <http://purl.org/dc/elements/1.1/creator> _:x0 .
this <http://purl.org/dc/elements/1.1/title> "The
Semantic Web: An Introduction" .
_:x0 <http://xmlns.com/0.1/foaf/name> "Sean B. Palmer" .
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Web Semántica: RDFS
RDF - Schema
Modelo para definición de tipos de dato para RDF
"Fido" es un tipo de "Perro",
"Perro" es una subclase de "animal"
http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#
prefijo "rdfs:"
:Dog rdf:type rdfs:Class
:Fido rdf:type :Dog
:name rdf:type rdf:Property
:Fido :name "Fido"
:Human rdfs:subClassOf :Animal .
:Duck rdfs:subClassOf :Animal .
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Web Semántica: SPARQL
SPARQL - SPARQL Protocol and RDF Query Language
Lenguaje de consulta para información en formato RDF
PREFIX foaf: <http://xmlns.com/foaf/0.1/>
SELECT ?url
FROM
<bloggers.rdf>
WHERE {
?contributor foaf:name "Jon Foobar" .
?contributor foaf:weblog ?url .
}
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Semántica
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Web Semántica: Ontologías
DAML, DAML+OIL
OWL – Ontology Web Language
Familia de lenguajes de representación de conocimiento
Para generación de ontologías
Tienen una semántica bien definida y serializaciones RDF/XML
OWL Lite, OWL DL, OWL Full
Fido es un Perro
Los perros son mascotas
La IRI fue adicionada a la ontología por Pepito Perez
Peter es padre de Stewie
ClassAssertion( a:Perro a:Fido )
ClassAssertion( a:Mascota a:Perro )
AnnotationAssertion( a:addedBy a:Perro "Pepito Perez" )
ObjectPropertyAssertion( a:fatherOf a:Peter a:Stewie )
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Web Semántica: Ontologías
RIF – Rule Interchange Format
Representa la capa de reglas, especificaciones
Capa de intercambio entre lenguajes de reglas
Reglas IF – THEN
IF married(?x, ?y) THEN loves (?x, ?y)
IF humano(?x) THEN piensa(?x)
Dialectos:
DTB: Datatypes and Built-Ins
Core: subconjunto escencial de reglas
FLD: Framework for Logic Dialects
BLD: Basic Logic Dialect
PRD: Production Rules Dialect
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Web Semántica: Lógica
Inferencia y Lógica
Derivar nuevo conocimiento a partir del existente
Encontrar algo que se desconocía
Vigilar verdades que se cumplan para derivar otras
Motores de razonamiento: Jena, Pellet, Cyc, KAON, CWM,
Drools, FaCT++, Prova, HermiT, etc.
Fundamentos de Lógica Clásica
Lógica de predicados, Cláusulas Horn
Satisfacción de restricciones
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Web Semántica: Lógica
Inferencia y Lógica
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Web Semántica: Confianza
Trust
Conocimiento generado/inferido/deducido
Conservar el nuevo conocimiento como válido en el contexto
Lo que sea válido en un principio que se conserve
Mecanismo de generalización
proof checking
Sistemas de mantenimiento de la verdad
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Web Semántica: Confianza
Trust
Veracidad de los datos
Confiabilidad de servidores → firmas digitales
Certificados web
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Web Semántica
contenido web
semántico
después
creador
anotaciones
semánticas
lenguajes
soporte
lógico
ontologías
usuarios
aplicaciones
y servicios
contenido web
antes
creador
usuarios
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¿Qué hacer?
Desarrollar aplicaciones para la WS
Creación y manejo de ontologías
Meta-datos
Trasladar aplicaciones web actuales a la WS
Integración de recursos
Etiquetado de recursos
Meta-datos
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Web Semántica
Enfoques desarrollo de aplicaciones
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¿Qué hacer?
Desarrollar aplicaciones para la WS
Crear páginas mediante RDF
Usar ontologías existentes
Dominios, contextos, áreas
Tipos de datos
Estructuras definidas
Datos bien organización
rastreados, validados
que pueden
ser
procesados,
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Web Semántica
¿Qué hacer?
Desarrollar aplicaciones para la WS (herramientas)
ambientes de desarrollo, editores, CMS
sistemas de almacenamiento RDF
ambientes de programación (java, python, C, C++, PHP, etc)
razonadores
generadores RDF
validadores
motores de búsqueda
módulos SPARQL
traductores datos ontológicos
navegadores
etiquetadores y vocabularios
RDF y/o OWL
Semantic Web
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¿Qué hacer?
Trasladar aplicaciones web actuales a la WS
Screen Scraping
Texto plano --> Publicar información en RDF
Tomar datos sin organización semántica
XSLT (Extensible Stylesheet Language Transformations)
modelo XQuery and XPath Data (RDB)
lenguaje funcional / lenguaje de reconocimiento de patrones en texto
Expresiones regulares (Perl, Python, java)
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Semántica
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Web Semántica
etiquetar
vocabulari
os
ontologías
Trasladar aplicaciones
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Web Semántica
Proyectos
DBpedia – organización semántica de Wikipedia
FOAF – vocabulario para definir personas (friend of a friend)
Dublin Core – términos para describir recursos en línea
Freebase – base de datos abierta de diversos temas
Powerset – motor de búsqueda basado en lenguaje natural
Hakia – motor de búsqueda web semántico
Spock - motor de búsqueda semántico de personas
SIOC – modelado de espacios web, comunidades
Go PubMed – motor de búsqueda de conocimiento médico
NextBio – base de datos etiquetada ciencia de la vida
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DBpedia
Esfuerzo comunitario para extraer información desde Wikipedia y
hacerla accesible en la Web Semántica
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DBpedia
• Categorías de Wikipedia
• Clases YAGO
• WordNet Synset Links
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DBpedia
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FOAF
Friend of a Friend (FOAF) es una ontología (diccionario estructurado)
simple que describe personas y sus redes sociales
http://www.foaf-project.org
Aproximadamente 2,000,000 de archivos RDF FOAF válidos
http://liveJournal.com
<foaf:Person> <foaf:name>Speedy Gonzalez</foaf:name>
<foaf:title>Mr</foaf:title> <foaf:firstName>Speedy</foaf:firstName>
<foaf:surname>Gonzalez</foaf:surname> <foaf:nick>Speedy</foaf:nick>
<foaf:homepage rdf:resource="http://www.spdglz.com"/>
<foaf:weblog rdf:resource="http:// www.spdglz.com/blog"/>
<foaf:schoolHomepage rdf:resource="http://www.ucheese.edu"/>
<foaf:workplaceHomepage rdf:resource="http://www.warner.com"/>
<foaf:workInfoHomepage rdf:resource="www.warner.com/~sglz/cheese.html"/>
<!-- etc --> </foaf:Person>
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FOAF
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Web Semántica
Basics
Agent
Person
name
nick
title
homepage
mbox
mbox_sha1sum
img
depiction (depicts)
surname
family_name
givenname
firstName
Personal Info
weblog
knows
interest
currentProject
pastProject
plan
based_near
workplaceHomepage
workInfoHomepage
schoolHomepage
topic_interest
publications
geekcode
myersBriggs
dnaChecksum
FOAF
Documents & Images
Document
Image
PersonalProfileDocument
topic (page)
primaryTopic
tipjar
sha1
made (maker)
thumbnail
logo
Online Accts
OnlineAccount
OnlineChatAccount
OnlineEcommerceAccount
OnlineGamingAccount
holdsAccount
accountServiceHomepage
accountName
icqChatID
msnChatID
aimChatID
jabberID
yahooChatID
Projects & Groups
Project
Organization
Group
member
membershipClass
fundedBy
theme
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Web Semántica
Dublin Core
Conjunto de términos para describir recursos con propósito de
descubrimiento.
Con los términos se pueden describir: páginas web, imágenes, video,
archivos, documentos, libros, etc.
Cumple
IETF RFC 5013 (Internet Engineering Task Force)
ISO Standard 15836-2009 (International Organization for Standardization)
NISO Standard Z39.85 (National Information Standards Organization)
Dublin Core Metadata Initiative desarrollo de estándares para
intercambio de metadatos en línea
http://dublincore.org
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Dublin Core
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Dublin Core: propiedades
Title
Creator
Subject
Description
Publisher
Contributor
Date
Type
Format
Identifier
Source
Language
Relation
Coverage
Rights
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Retos
1.
Disponibilidad de contenidos
2.
Disponibilidad de ontologías, desarrollo y evolución
3.
Escalabilidad de los contenidos de la WS existentes
4.
Diversidad lingüística
5.
Visualización
6.
Estandarización de lenguajes de la WS
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