Архитектуры и модели программ и знаний

Представление знаний и его роль

Знания (knowledge) – особым образом организованные и интерпретируемые данные, предназначенные для выражения семантики данных, выполняемых действий, систем понятий в проблемных областях, стратегий поведения и др.Традиционно, знания о решении задачи вкладываются в программную систему неявно, т.к. используются для разработки алгоритмов и программОднако для многих практических задач чисто алгоритмических методов решения недостаточноОсновные категории таких задач: экспертная оценка, анализ, предсказание,

диагностика, ремонт (лечение), поиск и структурирование информации и др.В связи с этим, все чаще разработчики и заказчики программных систем и решений обращаются к инструментам инженерии знанийПроблема: Методы и системы инженерии знаний по системе понятий, языкам,

инструментам оказываются практически несовместимыми с традиционными платформами для разработки программ, а специалисты – инженеры знаний и инженеры-программисты “говорят на разных языках”Вывод: Необходимо преодолеть этот семантический разрыв и интегрировать

методы инженерии программ и инженерии знаний

Интеллектуальные решения (intelligent solutions) – Программные решения, использующие методы инженерии знаний, в сочетании с алгоритмическими методами и технологиями программной инженерии

(C) Сафонов В.О. 2012

Знания и эффективность поиска в Интернете

Проблема: Низкая эффективность поисковых систем для Web. Даже лучшие поисковые системы (Google) выдают значительный процент не релевантных (фактически бессмысленных) ссылокРадикальное решение: Вместе с каждым элементом информации, публикуемым в Web, публиковать его семантику (знания о нем) в стандартизованной форме (идея Semantic Web)Есть надежда, что использование знаний для улучшения поиска данных поможет качественно улучшить системы поиска в WebДля решения этой задачи необходимы универсальные и эффективно реализуемые методы представления и использования знанийПока в данном направлении прогресс не так велик, как хотелось

бы, и идея Semantic Web пока не является общепринятой; у нее имеется много противников и скептиков (например, к сожалению, Microsoft Research Cambridge)

(C) Сафонов В.О. 2012

Semantic Web: Стандарты и инструменты

Resource Description Framework (RDF) – схемы: Стандартизованное представление знаний в XML-формате

Web Ontology Language (OWL) - язык спецификации

онтологий (ontologies) – систем понятий в некоторой предметной области и их взаимосвязей

Пример семантической публикации(semantic publishing) в Web (RDF):

<item rdf:about=http://dbpedia.org/resource/Monkey >Monkey</item>

Здесь содержится не только элемент информации (item “Monkey”), но и знания о нем в виде ссылки на соответствующую RDF-схему

Используется XML-формат (преимущества: расширяемость, общность, структурированность)

(C) Сафонов В.О. 2012

Semantic Web Stack

XML – формат данных

XML-схемы – структура XML-документов

RDF – модели данных (ссылки на ресурсы и их взаимосвязи)

RDF-схемы – словарь для описания свойств и классов ресурсов

OWL – словари (онтологии) для описания отношений между классами, например, “не пересекаются”, “мощность равна 1”SPARQL (аналог SQL) – язык запросов к RDF- ресурсам

RIF (Rule Interchange Format) – Разрабатываемый стандарт для представления семантических правил

(C) Сафонов В.О. 2012

Semantic Web:

Проекты

DBpedia – Извлечение и представление в виде RDF-ресурсов информации, извлеченной из Wikipedia (online- энциклопедии)

FOAF (Friend Of A Friend) – Семантическая социальная сеть на основе RDFВсевозможные онтологии в различных областях знаний, например, GoodRelations

– онтология для электронной коммерции (описывает концепции, связанные с ценами, рынками и др.)

(C) Сафонов В.О. 2012

Semantic Web:

Сервисы

Semantic Web Ping Service –

Инструментарий в виде Web-сервисов для создания, модификации и оценки (validation) семантических данных в Web, представленных в формате RDF

PiggyBank / SemanticBank –

Представление банковской информации в формате RDF

(C) Сафонов В.О. 2012

Semantic Web: Недостатки и проблемы

Формат XML неудобен для чтения и восприятия человекомИспользование только текстовой информации, а не визуальных образов

До сих пор нет системы общепринятых онтологий для ежедневного пользования, хотя идея Semantic Web сформулирована 10 лет назад

(C) Сафонов В.О. 2012

Web 2.0: Технологии

AJAX – Группировка логически связанных Web-страниц для оптимизации их просмотра и минимизации перенаправлений с одной страницы на другую

Flash – технология для демонстрации мультимедийных “роликов” через Web

DOM (Document Object Model) – Объектно- ориентированное представление XML- и HTML- документов в виде объектов

RDF - Семантика в стандартизованном виде

RSS (Really Simple Syndication) – Просмотр (показ) новостных каналов на сайте конечного пользователяВывод: Для Web 2.0 весьма важно использование знаний;

WEB 3.0 = Web 2.0 + Semantic Web

(C) Сафонов В.О. 2012