5.语义Web与逻辑

China20091语义网的逻辑基础LogicalFoundationoftheSemanticWeb主讲：黄智生ZhishengHuangVrijeUniversityAmsterdam，[e-mail]助教：胡伟[e-mail]20092课程时间表ScheduleChina20093•语义网的基本思想•RDF/RDFS•OWL语言•OWL-DL及其与描述逻辑的关系讲座4：语义网与逻辑Lecture4:TheSemanticWebanditsLogicsChina20094从Google谈起startingfromGoogleChina20095存在的问题ExistingProblemsChina20096我们能不能做得更好？Canwedoitbetter?•基于语义的搜索Semantics-basedsearch•概念组合描述conceptcombinationspecification•指定特定领域domainspecific•逼近搜索approximatesearch•搜索代理searchagentChina20097语义网(SemanticWeb)•核心思想:给网络信息赋于确切定义的意义,即语义。„TheSemanticWebisanextensionofthecurrentwebinwhichinformationisgivenwell-definedmeaning,betterenablingcomputersandpeopletoworkinco-operation.“[Berners-Leeetal.,2001]China20098语义网想做什么？(WhattheSemanticWebwantstodo)•机器可自动处理•机器可理解Contentismachine-understandableifitisboundtosomeformaldescriptionofitself(i.e.metadata).China20099万维网:影响和展望网络1.0Web1.0China200911网络2.0Web2.0China200912对网络3.0的期待ExpectationsonWeb3.0•新颖性(Novelty)：它不同于已有的Web1.0和Web2.0的技术，它能提供全新的一代网络服务模式(即为什么不是Web1.0或Web2.0）从字面上看对Web3.0的特征期待：•可行性(Achievability)：它在现有的网络环境下，经过努力是可能实现的，它并不存在不可逾越的技术障碍（即为什么不是Web4.0或更高）。•迫切性(Urgency)：它提供网络服务是当前社会迫切需要的，它的技术引入是能够对社会产生重大影响。（即为什么只能是Web3.0）China200913网络3.0Web3.0China200914网络1.0–网络2.0–网络3.0Web1.0–Web2.0–Web3.0•网络1.0：文件网Web1.0:Webofdocuments•网络2.0：人际/社会网Web2.0:Webofpersons•网络3.0：数据网Web3.0:Webofdata(semantics)China200915网络发展整体观China200916语义联接的好处：从一个实例说起AdvantagesofLinkedDataChina200917数据联接的好处：小结•现有的网页是供人们阅读的，不便于机器自动处理，数据联接便于机器自动处理•文件联接在局部文字上只允许一个链接，而数据联接对局部文字支持多重链接•文件联接只提供部分文字链接，而数据联接保证全文链接•基于关键词的搜索引擎如Google虽然看起来支持全文检索，但它不能区分同一个词的不同含义，这对于人名，地名等重复性频率较高的问题领域处理尤其困难，而且在许多具体应用领域一词多义的情形比比皆是。China200918数据联接的统一概念格式•三元组(Triple)方法:subject,predicate,object例子：zhishengHuang,isStaffof,VrijeUnivAm•提供网络资源的描述能力例子：~huang,isStaffof,•提供语义的唯一标识•让数据内容独立于表达形式•提供初步的语义推理能力China200919为什么推理支持是必要的？例子：从ZhishengHuang是自由大学的雇员和自由大学在阿姆斯特丹，能够推出ZhishengHuang在阿姆斯特丹工作。ZhishengHuang,isStaffof,VrijeUnivAmVrijeUniv,inCity,Amsterdam,?x,isStaffof,?y,?y,inCity,?z-?x,worksin,?z=》ZhishengHuang,worksin,AmsterdamChina200920语义网与本体SemanticWebandOntologiesChina200921五句话介绍语义网的主要思想：WhytheSemanticWeb？•任任何信息系统都需要数据；•数数据表示要独立于具体的应用和平台，以保证最大程度地可重用；•采用统一的数据概念表示以保证数据表示独立于具体系统（即可采用Triple/Tuple形式）；•数数据应能描述网络资源（即要采用RDF/RDFS或其他类似的语言）•数数据应提供初步的推理支持（即要采用OWL或其他知识表示语言）（注意；RDF/RDFS/OWL均采用Triple语义模型）China200922发展趋势根据美国著名市场研究公司Gartner的2007五月份报告，到2012年，70%的公开网页将带有一定程度的语义标注，20%将使用更强的基于语义网的本体。Gartner(May2007):By2012,70%ofpublicWebpageswillhavesomelevelofsemanticmarkup,20%willusemoreextensiveSemanticWeb-basedontologies”China200923海量语义数据的一部分OntologiesandMetadata:BillionTriplesdataset（十亿三元组数据集）•雅虎数据•东南大学数据•马里兰大学•英国open大学•SemWebBase（DERI)•维基百科•地理名字•出版物•英文语义词典•Freebase•美国政府数据China200924LinkedData2009China200925一个具体的数据联接的实例=%22zhisheng%20huang%22&format=atom&page=1&qt=termChina200926一个具体的数据联接的实例=%22zhisheng%20huang%22&format=atom&page=5&qt=termChina200927FalconsChina200928让数据内容独立于表达形式China200929MoreabouttheSemanticWeb请见8月29日星期六的导课•09:00-12:00导课1：IntroductiontotheSemanticWeb（IvanHerman）China200930HTML标识(HTMLMarkup)……h2ZhishengHuang/h2bAffiliation/b:DepartmentofComputerSciencebrFacultyofSciencesbrVrijeUniversityAmsterdampbEmail/b:[e-mail]/b:31-20-4447740(office)……/htmlChina200931XML标注XML-AnnotationsresearchernameZhishengHuang/nameaffiliationdepartmentDepartmentofComputerScience/departmentfacultyFacultyofSciences/facultyuniversityVrijeUniversityAmsterdam/university/[e-mail]/emailphoneid=“office”(31)-20-4447740/phone……/researcher/htmlChina200932DataStructures•结构化数据StructuredData:•Database•半结构化数据Semi-structuredData:•HTML,XML,BibTex•非结构化数据Non-structuredData:•TextChina200933关系数据库的XML表示XMLrepresentationofarelationaldatabasegroupname=“AI”memberid=“001”nameJohn/namephone1234567/phone/membermemberid=“002”nameMary/namephone7654321/phone/member…../groupmemberidnamephone001John1234567002Mary7654321………AIgroupChina200934文件类型定义DocumentTypeDefinition(DTD)!DOCTYPEresearcher[!ELEMENTresearcher(name,affiliation,email,phone)!ELEMENTname(#PCDATA)!ELEMENTemail(#PCDATA)!ELEMENTphone(#PCDATA)!ATTLISTphoneidCDATA#REQUIRED!ELEMENTaffiliation(department,faculty,university)…]China200935ResearcherAffiliationhasDepartmentFacultyUniversityNamePhoneeMail1n数据模型DataModelChina200936XML模式XMLSchema•ThepurposeofanXMLSchemaistodefinethelegalbuildingblocksofanXMLdocument,justlikeaDTD.China200937WhyXMLSchemas•XMLSchemasareextensibletofutureadditions•XMLSchemasarericherandmoreusefulthanDTDs•XMLSchemasarewritteninXML•XMLSchemassupportdatatypes•XMLSchemassupportnamespacesChina200938名字冲突NameConflicts•SinceelementnamesinXMLarenotfixed,veryoftenanameconflictwilloccurwhentwodifferentdocumentsusethesamenamesdescribingtwodifferenttypesofelements.•IfthesetwoXMLdocumentswereaddedtogether,therewouldbeanele