Web03 Semantic Web: Resource Description Framework

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

Web semantic

Dr. SabinCorneliu Buraga
Facultatea de Informatica
Universitatea “A.I.Cuza” – Iasi, Romania

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

Dr. Sabin Buraga http://www.purl.org/net/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 datelor
in cadrul unui sau mai multor web‐uri



realitati

Uzual, datele sunt reprezentate in forma tabelara
modelul relational

un rand descrie un “obiect” (item) specific

o coloana reprezinta o proprietate a tuturor item‐ilor

o celula desemneaza o valoare particulara
a unei proprietati asociate obiectului de interes



exemplu



motivatie

Distribuirea datelor pe Web

fragmente de informatii vor fi disponibile
pe 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 servere
e.g., partajarea schemei comune folosite



motivatie


solutia 2:
fiecare calculator e responsabil cu una/mai multe coloane
complete din cadrul tabelului



exemplu


Cine refera
pe cine?



motivatie


solutia 2:
fiecare calculator e responsabil cu una/mai multe coloane
complete din cadrul tabelului

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



motivatie


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



exemplu




motivatie


solutia 3:

combina avantajele abordarilor precedente



motivatie


solutia 3:

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 resurselor
la nivelul calculatorului

fundatie a Web‐ului semantic



rdf

Recomandare W3C
RDF Model & Syntax Specification (1999)
RDF/XML Syntax Specification – Revised (2004)

http://www.w3.org/RDF



rdf

Ofera modalitatile de specificare a triplelor
(rand, coloana, valoare de celula)
via identificatori uniformi de resurse – URI
URI

URI
URI



rdf: model

Resursa – specificata de URI‐uri
Proprietate – aspect, caracteristica, atribut sau relatie
Declaratie – 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

Subiect
Resursa – specificata de un URI – care este descrisa
via predicat si obiect
Predicat
Relatie – desemnata de un URI – stabilita
intre subiect si obiect
Poate fi considerat si drept atribut (proprietate)
Obiect
Desemneaza resursa referita de un predicat
sau specifica o valoare


rdf: model – exemplu
Subiect Predicat Obiect
Apple produce iTunes
Microsoft produce Office

Vocabular de termeni
PHP areStatut Deschis
Office areStatut Comercial
IBM este Companie
Microsoft este Companie
Java este Limbaj
Excel parteDin Office
Sabin localizatIn Romania
Sabin utilizeaza iTunes


rdf: model

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



Graful unui model conceptual referitor la un web:
utilizeaza
Sabin
parteDin
este
Excel Office
Persoana
areStatut
produsDe
produce
Comercial
Microsoft
areStatut
este
Apple
este Mac OS X
produce
Companie


rdf: model

Predicatele specifica natura relatiilor ce pot fi
stabilite 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 folosit
la asocierea de metadate resurselor Web
si la specificarea relatiilor dintre resurse

se poate utiliza si o sintaxa XML




Autorul resursei desemnate de URI‐ul
http://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:
isA sau a
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)




Cuvintul englezesc “book” e tradus
in limba romana prin “carte”
translatedInto (#book, carte)

Termenul “book” este un substantiv
isA (#book, #noun)



rdf: model

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 specificam
acelasi concept (aceeasi resursa)



rdf: model


pot exista alte entitati care refera aceleasi
conventii sintactice cu alte semantici

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



rdf: model


folosind URI‐uri, putem fuziona (merge) grafuri
referitoare 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 termen
http://geo.locations.info#java
urn:coffee:java
http://programming.org/Java

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


rdf: model

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

spatiu de nume:termen

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



rdf: model

Via nume calificate desemnam vocabulare de termeni

coffee:Java
geo:Java geo:Romania geo:USA
lang:C# lang:Java lang:PHP lang:Ruby
s:areStatut s:este s:produce
soft:iTunes soft:Office soft:XWiki
xsd:integer xsd:string



rdf: model
com:Apple s:produce soft:iTunes
com:Microsoft s:produce soft:Office
lang:PHP s:areStatut lic:Deschis
soft:Office s:areStatut lic:Comercial
com:IBM s:este s:Companie
lang:Java s:este s:Limbaj
soft:Excel s:parteDin soft:Office
pers:Sabin s:localizatIn geo:Romania
pers:Sabin s:utilizeaza soft:iTunes



rdf: model

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> Vocabular
de termeni
...
<rdf:Description rdf:about=#csb>
<s:Adresa>http://www.purl.org/net/busaco</s:Adresa>
</rdf:Description>


rdf: model
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> Bag, Seq, Alt
</rdf:Description>
</rdf:RDF>


rdf: model

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




com:Adobe rdf:type s:Companie
com:Microsoft rdf:type s:Companie
lang:Java rdf:type s:Limbaj
geo:Romania rdf:type geo:Stat
pers:Ecaterina rdf:type s:Autor
s:utilizeaza rdf:type rdf:Property
s:parteDin rdf:type rdf:Property
foaf:knows rdf:type rdf:Property



rdf: model
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 resursei
desemnate de URI‐ul http://www.infoiasi.ro/~busaco/

faptul 2: Dan Cristea afirma ca Sabin‐Corneliu Buraga
este 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 declaratiilor
se face prin parseType



rdf: model
Atributul parseType=Literal poate fi utilizat
pentru 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 foloseste
pentru a semnala faptul ca e vorba de o resursa
si nu de o valoare



rdf: model
Pentru a specifica explicit o asertiune privitoare
la o alta asertiune, RDF ofera trei resurse speciale:

rdf:subject
rdf:predicate
rdf:object

explicit reification



“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 .



rdf: serializare
Modelul RDF nu este “legat” de o anumita sintaxa

Sintaxele “standard” utilizate sunt:
digrafuri (reprezentari grafice)
Ntriple
N3
RDF/XML

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



rdf: serializare – N‐triples
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> .

a se consulta si www.w3.org/2007/02/turtle/primer/



rdf: serializare – N3
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 .

uzual, specificat prin a



rdf: serializare – N3
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 – RDF/XML
“Formatul cartii referite printr‐un ISBN este disponibil
ca 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 – grafuri
“Formatul cartii referite printr‐un ISBN este disponibil
ca text obisnuit, HTML sau Postscript.”



rdf – noduri vide

Problema:
Cum reprezentam o resursa ce nu are identitate pe Web?

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



rdf – noduri vide

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

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

Cum procedam
daca nu‐i stim
numele?



rdf – noduri vide

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: utilizari

Uzual, asertiunile RDF specifica meta‐date privitoare la
aspecte 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)
RDFa
SKOS (Simple Knowledge Organizational System)
…

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



rdf: utilizari

Vocabulare de meta‐date
DCMI – 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 persoane
FOAF – Friend Of A Friend

exprima informatii despre o persoana
si 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 knows
nu se specifica relatii mai rafinate
e.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: model



rdf: utilizari
<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>
FOAF + BIO
</bio:event>
</foaf:Person>


rdf: utilizari

Relatii intre comunitati virtuale
SIOC – SemanticallyInterlinked Online Communities
cadru 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 FOAF
http://usefulinc.com/ns/doap


rdf: utilizari

Asocierea de meta‐date documentelor hipermedia
Adobe XMP (Extensible Metadata Platform)
meta‐date “scufundate” in resursa Web
utilizeaza XML si un subset al RDF
bazat pe vocabulare DCMI, EXIF,...
XMP SDK disponibil gratuit (ECMAScript)

www.adobe.com/xmp



rdf: utilizari

Specificarea constructiilor RDF direct in XHTML
RDFa
utilizarea unor atribute XHTML specifice menite a modela
informatiile disponibile intr‐o pagina Web in vederea
procesarii acestora de catre calculator

www.w3.org/TR/rdfasyntax
www.w3.org/TR/xhtmlrdfaprimer/



rdf: utilizari

Specificarea constructiilor RDF direct in XHTML
RDFa
specificarea relatiilor unei pagini cu alt document extern
folosind atributul rel
asocierea de proprietati unor elemente XHTML
via atributul property
specificarea de proprietati unei resurse date de about
desemnarea 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>
<a property=foaf:name rel=foaf:homepage href=...>Anca</a></li>
<a property=foaf:name rel=foaf:homepage href=...>Cip</a></li>
</ul>
<p>Created by <span property=dc:creator>WordPress</span>.</p>
</div>



rdf: exemplu

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/XML
</rdf:Description>



rdf: exemplu

Ca graf…



rdf: exemplu
<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 .
Triple



rdf: exemplu
<meta about=http://www.infoiasi.ro/~busaco/>
<meta property=viz:vizitatDe>
<meta property=foaf:name>Dragoş</meta>
<link rel=foaf:homepage href=http://www.adt.ro/ />
</meta>
<meta property=dc:title>Situl lui Sabin</meta>
</meta>

XHTML 2.0



concluzii

Modelul RDF permite formularea de asertiuni
explicite 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 done
in a typical relational database.”

Microsoft Developer Network, 2006



concluzii

RDF ofera premisa modelarii interconexiunilor
web‐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



Rezumat

Baza Web‐ului semantic: modelul RDF



?


Web03 Semantic Web: Resource Description Framework

Recomendados

Recomendados

Mais conteúdo relacionado

Mais de Sabin Buraga

Mais de Sabin Buraga (20)

Último

Último (8)

Web03 Semantic Web: Resource Description Framework