کتاب مروری بر وب معنایی به همراه آموزش نرم افزار پروتج(protege)

فهرست
عنوان صفحه
فصـل اول 11
وب معنایی 11
مقدمه 13
مروری بر نسل های وب 14
وب معنایی 16
آنتولوژی 23
چارچوب توصیف منابع(RDF) 29
چند نمونه پياده‫ سازي شده از جستجوي معنايي 37‬‬‬‬‬‬‬‬
ايجاد ارتباط بين واژه‫هاي جستجو و نودهاي گراف در وب معنايي 38‬‬‬‬‬‬‬‬
نمايش خروجي 39
فصـل دوم 45
چشم اندازی به نرم افزار پروتج 45
تعریف آنتولوژی 47
موتورهای استنتاجگر 68
منـابع و مآخـذ 81

وب معنایی
با توجه به گسترش اطلاعات در وب و نيازهاي جديد، تکنيک هاي سنتی موجود در وب دیگر پاسخگوي این نیازهای جدید نمی¬باشد. در وب کنوني گرچه انتشار و ذخيره اطلاعات کاري سهل و آسان است ولي ما در بازيابي و استفاده¬هاي بعدي به مشکلاتي بر خواهيم خورد. وب تاکنون در مسير توليد، ذخيره و نمايش اطلاعات موفق بوده است، اما بازيابي و پردازش اطلاعات به علت بي معني و غير قابل پردازش بودن صفحات وب براي ماشين¬ها هنوز به عنوان يک مشکل باقي مانده است.
وب معنايي جوابگوي خوبي براي اينگونه از مشکلات است که هدف آن در اختيار گذاشتن اطلاعات در وب بصورتي است که نه تنها قابل فهم براي انسان است بلکه ماشين¬ها نيز توانايي فهم آن را دارند در واقع وب معنايي وبي است حاصل از تزريق معنا به وب عادي که در آن رايانه ها ميتوانند از شبکه اي گسترده از داده ها استفاده کرده، آنها را تعبير، تحليل و پردازش کنند و به کاربر ارائه نمايند. اين امر ممکن است از بازيابي اسناد گرفته تا جمع بندي عناصر برنامه هاي مختلف براي خلق يک نرم¬افزار کاربردي را در بر گيرد.
در یک تعریف دیگر از وب معنایی، “وب معنایی مبتنی است بر چشم انداز غنی از وب که اطلاعات به وسیله ماشین پردازش میشوند.” اطلاعات قابل پردازش توسط ماشین میتواند موتور جستجو را به صفحات مربوط برساند و جامعیت و مانعیت را بهبود بخشد. در [4] تعریف دقیق¬تری از وب معنایی صورت گرفته به وب متداول امروزي، وقتي اطلاعاتش معني دار شود، تا رايانه ها و افراد توانايي بيشتري براي همكاري و تعامل پيدا نمايند، وب معنايي گفته مي شود. تعريف تكنيكي تر از وب معنايي تأكيد بر نيازي دارد كه بتواند بين برنامه هاي نرم¬افزاري در سطح معنايي و نه تنها در سطح كامپايل كردن نحو ، به رد و بدل كردن اطلاعات بپردازد.
گسترش برنامه نویسی مجموعه جواب (ASP) برای وب معنایی
مجموعه برنامه نویسی پاسخ (ASP) را با دامنه های باز و نامحدود گسترش داده است . این توسعه منجر به افزایش بیان و عدم تصمیم ناپذیری استنتاج شد . از آنجا که این کار منجر به استدلال تصمیم ناپذیر می شود ، نحو برنامه را محدود کرده است . استنتاج با نتایج برنامه های منطقی قابل تعمیم (EFoLPs ) می تواند محدودیت مجموعه برنامه نویسی پاسخ (ASP) ، برای هر استنتاجگر در دسترس را کاهش دهد ، برنامه نویسی منطقی قابل تعمیم یک ابزار مفید برای یکنواختی نمایش و استدلال با دانش مبتنی بر قانون و آنتولوژیکی می باشد . علاوه بر این ، EFoLPs قادر به استنتاج غیریکنواخت می باشد ( یک ویژگی مطلوب در وب معنایی ) .
در مقاله[5] EFoLPs را به EFoLPs محلی محدود شده است که دارای ویژگی های محدود می باشد . علاوه بر این نشان داده شده است که چطور EFoLPs می تواند استنتاج را در یک DL شبیه سازی کند که مربوط به زبان آنتولوژی OWL DL به همراه قوانین امن DL می باشد . EFoLPs می تواند برای استنتاج با قوانین و آنتولوژی ها در وب معنایی مفید باشد .
کاربردهای وب معنایی
چند نمونه از كاربردهاي وب معنايي در زير آورده شده است:
• ساخت و ايجاد semantic web browser [6]
• سيستم هاي آموزشي هوشمند [7]
• گپ هاي اينترنتي، گپ تقويتي اينترنتي یا IRC داراي ميليون ها كاربر است. ربات هاي IRC که bots ناميده مي شوند، در اتاق هاي چت قرار مي گيرند و سرويس هاي مختلفي به كاربران ارائه مي دهند. IRC bot ها مكانيزمي براي تعامل متقابل انسان و وب معنايي هستند [8]
• تكنولوژي زبان انسان •
• عامل هاي هوشمند[9]
• ايميل معنايي: بطور كلي پيغام هاي ايميل، ويژگي هاي معنايي ندارند. در صورتي كه اكثر ايميل ها اينگونه هستند، مي توان ويژگي هاي معنايي را براي بهبود بازدهي انجام بعضي خدمات به ايميل اضافه كرد. دستياري انسان در مطالعه و دسته بندي ايميل¬ها، يكي از اين امكانات معنايي در وب مي باشد [10].
معماری استفاده از وب معنایی در شبکه گسترده وب (WWW)
در شکل زیر ارتباط شبکه گسترده وب و مدل آنتولوژی برای به وجود آوردن وب معنایی بیان گردیده است و مقایسه ای اجمالی بین وب کنونی با وب معنایی را به تصویر کشیده است. با توجه به شکل تفاوت جستجو بین وب کنونی و وب معنایی را می¬توان اینگونه برشمرد که وب امروزی اصطلاحا با عنوان وب نحوی شناخته می شود و منابع به یکدیگر به وسیله ابرلینک مرتبط می شوند ، اما اسناد در وب معنایی ساختاری گرافی دارند که با ساختار اسناد وب کنونی کاملا متفاوت است [11].
همانطور که در شکل قابل مشاهده می¬باشد با اضافه شدن وب معنایی به WWW می¬توان عملیات جست¬جو را با توجه به نیازهای کاربر انجام داد. وب معنایی از آنتولوژی برای درک کلمات استفاده می¬کند. آنتولوژی برای تجزیه و تحلیل و ادراک کلمات از زبان آنتولوژی وب (OWL) استفاده می¬کند[12]. در ادامه این بخش به بررسی وب معنایی، آنتولوژی و زبان آنتولوژی به عنوان ارکان اصلی برای درک کلمات در شبکه جهانی وب توسط موتورهای جست¬وجو می¬پردازیم.

مفهوم آنتولوژی
آنتولوژی نقش مهمی را در وب معنایی ایفا می کند و برای اینکه بتوانیم ایده وب معنایی را به طور کامل و دقیق بفهمیم لازم است تا این مفهوم را به خوبی درک کنیم. یک آنتولوژی به طور رسمی یک مجموعه از عبارات را تعریف می کند که برای تشریح و نمایش یک حوزه خاص مورد استفاده قرار می گیرد. در این تعریف چندین نکته وجود دارد که باید آشکار و واضح شوند.اول اینکه آنتولوژی مخصوص یک حوزه خاص می باشد و برای تشریح و نمایش یک حوزه از دانش مورد استفاده قرار می گیرد.یک حوزه ،قسمتی از یک موضوع یا دانش خاص مانند عکاسی، علم پزشکی، املاک و مستغلات و تحصیلات می باشد. دوم اینکه آنتولوژی شامل عبارات و روابط بین این عبارات می باشد.عبارات اغلب کلاسها و مفاهیم نامیده می شوند و این لغات قابل تعویض نیز می باشند.
ارتباط بین این کلاسها می تواند توسط یک ساختار سلسله مراتبی بیان شود ،یعنی کلاسهای بالایی نشان دهنده مفاهیم سطح بالا و زیر کلاسها نشان دهنده مفاهیم سطح پایین تری می باشند.مفاهیم سطح پایین تر تمام صفات و ویژگی های مفاهیم سطح بالاتر را دارا می باشند. سوم اینکه علاوه بر روابط گفته شده بین کلاس ها ،سطح دیگری از روابط بین کلاسها وجود دارد که توسط گروهی از عبارات به نام خصوصیات بیان می شوند. این خصوصیات صفات و ویژگی های مختلفی را از مفاهیم تشریح کرده و همچنین می توانند برای مرتبط ساختن کلاسها متفاوت با هم مورد استفاده قرار گیرند.بنابراین روابط بین کلاسها تنها به روابط بین کلاسهای سطح بالا و زیر کلاسها ختم نمی شود ،بلکه شامل روابط بیان شده توسط خصوصیات نیز می باشد. با داشتن عبارات و روابطی که به طور واضح تعریف شده اند، آنتولوژی دانش مربوط به یک حوزه خاص را به طوری کد گذاری می کند که کامپیوتر بتواند آن را درک کند.این ایده اصلی آنتولوژی می باشد [15].