mở đầu cho việc tổ chức lại dữ liệu theo một phương diện khác, làm sao cho việc tổ chức dữ liệu một cách ý nghĩa để máy tính có thể hiểu được những gì con người muốn tìm kiếm. Mối quan hệ giữa các thực thể trong thế giới thực được Khoa học Triết học nói tới thông qua việc mô phỏng là các Ontology. Chính vì lý do này, mà Ontology trở thành hạt nhân lưu trữ của Sematic Web. Trong phần này cũng sẽ đề cập tới cấu trúc của Ontology và cách để chúng lưu giữ thông tin cũng như các mối quan hệ liên quan tới nó ra sao.
Tiếp đó, để liên kết các Ontology đó lại thành một tập hợp tri thức, chúng ta cần tới việc sử DRFSchema. Cấu trúc của RDF, RDFS cũng sẽ được tìm hiểu và làm rõ. Việc tổ chức dữ liệu thông thường các truy vấn SQL là cách thức để Web thông thường thực hiện lấy ra, cập nhật, chèn thông tin thì với Web Ngữ nghĩa sẽ sử dụng giao thức SPARQL để đảm nhận các chức năng như ngôn ngữ truy vấn thông tin thông thường. Sau đây là nội dung chi tiết của các vấn đề liên quan tới Web Ngữ nghĩa.1 Web Ngữ nghĩa 3.1 Khái niệm Web Ngữ nghĩa “Web Ngữ nghĩa là một sự mở rộng của Web hiện tại mà trong đó thông tin được xử lý một cách tự động bằng máy tính, làm cho máy tính và con người có thể hợp tác với nhau”- Tim Berners-Lee.
Web Ngữ nghĩa (Semantic Web) có thể coi là một mạng lưới các thông tin được liên kết sao cho chúng có thể được xử lý trên phạm vi toàn cầu thông qua các máy tính. Có thể coi Web Ngữ nghĩa như một cách mô tả thông tin rất hiệu quả trên World Wide Web, và cũng có thể coi đó là một cơ sở dữ liệu liên kết toàn cầu. Trong Semantic Web, dữ liệu được tổ chức một cách ngữ nghĩa, nhờ đó mà máy tính có thể hiểu được những mong muốn của con người, nhờ đó mà Semantic Web được coi là Web thông minh. 16 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Semantic Web cho phép việc tự động hoặc bán tự động chú thích, quảng cáo, tìm kiếm, lựa chọn, tác tạo và thực hiện việc tổ chức nội bộ nghiệp vụ logic, làm cho Internet trở thành một một nền tảng chung khi tổ chức và giao tiếp từng thành phần để thực hiện một vài các hoạt động thương mại và để cung cấp các dịch vụ kèm theo.2 Kiến trúc tầng của Semantic Web Hình 3.1 Kiến trúc tầng của Web Ngữ nghĩa Hình 3.1 mô tả khái quát kiến trúc của Semantic Web (W3C) - Tim Berners-Lee [29].
Các công nghệ Semantic Web đưa ra một hướng mới để quản lý thông tin và tiến trình. Các nguyên lý cơ bản của nó là việc tạo và sử dụng siêu dữ liệu ngữ nghĩa (semantic metadata). Semantic Web được chia thành 8 phần sau: 3.1 URI Một định danh tài nguyên phổ biến (URI) là một chuỗi được định dạng mà đáp ứng như là ý nghĩa của định danh trừu tượng hoặc tài nguyên vật lý. Một URI có thể được phân loại sâu hơn như là một định vị, một tên hoặc cả hai.
Định vị tài nguyên thống nhất (URL) dùng để chỉ tới tập con của URI mà xác định các tài nguyên thông qua một đại diện của cơ chế truy cập chính của chúng. Một tên tài nguyên thống nhất (URN) dùng để chỉ tập hợp con của URI được yêu cầu để duy trì sự duy nhất toàn vẹn và sự bền vững ngay cả khi nguồn tài nguyên không còn tồn tại hoặc không có sẵn. Ví dụ: một URL: <http://dme.pt/jcardoso/index.htm> xác định địa chỉ trang web được lấy về; một URN: “urn:isbn:3-540-24328-3” xác định một cuốn sách sử dụng ISBN 17 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.2 Unicode Unicode cung cấp một số duy nhất cho mỗi ký tự, độc lập với nền tảng, hay chương trình, ngôn ngữ chạy dưới nó. Trước khi có Unicode, đã tồn tại một vài hệ thống mã hóa khác.
Việc mã hóa đa dạng tạo ra các thao tác của dữ liệu trở lên phức tạp. Bất kỳ máy tính nào cũng cần hỗ trợ nhiều dạng mã hóa. Sẽ là rất nguy hiểm nếu như các chế độ mã hóa mâu thuẫn lẫn nhau, từ việc hai cơ chế mã hóa có thể sử dụng một số cho hai ký tự khác nhau, hoặc hai số khác nhau cho cùng một ký tự. Một ví dụ điển hình về sự mâu thuẫn này là hai hệ thống ASCII và EBCDIC.3 XML và tên không gian tên miền XML Các định nghĩa XML (ngôn ngữ đánh dấu mở rộng) với Tên miền XML và lược đồ XML đảm bảo rằng có một cú pháp chung được sử dụng trong Semantic Web.
Các không gian tên miền XML cho phép xác định từ vựng được đánh dấu khác nhau trong một tài liệu XML. Lược đồ XML nhằm đáp ứng việc mô tả lược đồ các định nghĩa của một tài liệu XML cụ thể. XML và không gian tên miền XML được biết đến với khả năng tương thích với ngữ nghĩa, tuy nhiên chúng lại có một vài nhược điểm.4 RDF và giản đồ RDF Phía trên của XML là Nền tảng mô tả tài nguyên (RDF), để biểu diễn thông tin về các tài nguyên trong một hình thức biểu đồ. RDF được dựa trên bộ ba Đối tượng- Thuộc tính – Giá trị (Object – Attribute – Value), là hình thức của một biểu đồ dữ liệu với một quan hệ của đối tượng (một tài nguyên), một thuộc tính (một tính chất) và một giá trị (một tài nguyên).
Lược đồ RDF (RDFS) định nghĩa từ vựng của mô hình RDF. Nó cung cấp cơ chế mô tả các thuộc tính của một miền cụ thể và các lớp của các tài nguyên, từ đó các thuộc tính kia có thể áp dụng, sử dụng một tập hợp các mô hình gốc cơ bản (lớp, lớp con, thuộc tính, thuộc tính con, miền, phạm vi, loại). Tuy nhiên, RDFS là khá đơn giản và nó vẫn không cung cấp chính xác ngữ nghĩa của một tên miền.5 Ontology Ontology bao gồm một tập hợp các thuật ngữ tri thức, bao gồm từ vựng, ngữ nghĩa, các mối liên kết, các quy tắc đơn giản để suy diễn và logic cho một số chủ đề cụ thể [39] [40]. Ontology đã được áp dụng cho các trang web để tạo ra Semantic Web.
Ontology tạo điều kiện cho việc chia sẻ tri thức và cung cấp các nội dung Web có khả năng sử dụng lại, các dịch vụ Web, và các ứng dụng. Một vài ngôn ngữ Ontology như là DAML (Ngôn ngữ đánh dấu tác nhân DARPA), OIL (Tầng đan xen Ontology) và OWL (Ngôn ngữ Ontology Web). OWL được phát triển bắt đầu từ mô tả logic và 18 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com DAML+OIL. OWL là một tập các phần tử XML và các thuộc tính với ý nghĩa được xác định rõ ràng.
Chúng được sử dụng để định nghĩa các thuật ngữ và các mối quan hệ (ví dụ Lớp, Thuộc tính tương đương, thuộc tính cắt nhau, thuộc tính hợp…). Các phần tử OWL kế thừa các tập hợp RDF và RDFS, và không gian tên miền của OWL được sử dụng để biểu thị mã hóa OWL. OWL được phân loại thành 3 kiểu: OWL Lite cho nguyên tắc phân loại và ràng buộc đơn giản, OWL DL hỗ trợ đầy đủ cho mô tả logic, OWL Full cho tối đa mặt ý nghĩa và tự do về mặt cú pháp của RDF. OWL DL được sử dụng rộng rãi cho mô tả ontology.
Khi thực hành, các ontology thường được phát triển sử dụng kết với các công cụ đồ họa để tạo ra các ontology; một số công cụ thường được sử dụng như Protégé, OILed và OntoEdit. Protégé tạo điều kiện thuận lợi cho tính mở rộng của cơ sở hạ tầng và cho phép xây dựng dễ dàng các nội dung thông tin bao hàm của các ontology.6 Tầng Logic, Proof, Trust và Digital Signature Tầng logic được sử dụng để nâng cao độ sâu của ngôn ngữ ontology và cho phép viết lên khai báo tri thức của ứng dụng cụ thể. Tầng proof bao gồm quá trình suy diễn thực tế như là bản biểu diễn thử trong các ngôn ngữ Web và đánh giá bản in thử. Cuối cùng, tầng Trust là tầng trên cùng, thông qua việc sử dụng các chữ ký số và các loại tri thức, dựa trên các gợi ý bởi các yếu tố đáng tin cậy hoặc trên các tác nhân đánh giá, chứng nhận và yêu cầu của từng khách hàng.2 OWL và Ontology 3.1 Khái niệm Ontology Là một mô hình công cụ cho mô hình khái niệm mà mô tả thông tin hệ thống giới hạn ngữ nghĩa và tri thức.
Hay nói cách khác, ontology là một khái niệm dùng để biểu đạt tri thức theo một cách tường minh, khi mà miền tri thức được thể hiện như là các khái niệm và các mối quan hệ. Mô hình chung của Ontology được biểu đạt theo công thức sau: O = <c, p, a> Trong đó: c: là tập các khái niệm tên 19 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com p: là tập các khái niệm về thuộc tính a: là tập các tiên đề, các ràng buộc và các quy tắc mà được định nghĩa trên các khái niệm và thuộc tính 3.2 Cấu trúc Ontology - Namespaces Thành phần khởi tạo ban đầu chuẩn của một ontology là tập các khai báo XML namespace với thẻ rdf:RDF. Chúng đưa ra ý nghĩa định danh để tránh nhầm lẫn và làm sáng tỏ các miền tri thức thể hiện của ontology. Một OWL thông thường thì với một khai báo namespace giống với việc theo namespace đó.
Tuy nhiên, như đã trình bày ở phần RDF, ở trong w3c.org tham khảo thì các URI được khai báo như một định danh mà không sử dụng tới. Ví dụ <rdf:RDF xmlns ="http://www.org/TR/2004/REC-owl-guide-20040210/wine#" xmlns:vin ="http://www.org/TR/2004/REC-owl-guide-20040210/wine#" xml:base ="http://www.org/TR/2004/REC-owl-guide-20040210/wine#" xmlns:food="http://www.org/TR/2004/REC-owl-guide-20040210/food#" xmlns:owl ="http://www.org/2002/07/owl#" xmlns:rdf ="http://www.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:rdfs="http://www.org/2000/01/rdf-schema#" xmlns:xsd ="http://www.org/2001/XMLSchema#"> Hai khai báo đầu tin là namespace giao tiếp với Ontology. Namespace đầu tiên là mặc định, trạng thái không có tiền tố tham chiếu tới Ontology hiện tại của chúng ta. Định danh namespace thứ hai với tiền tố là vin:.
Và định danh thứ ba với tiền tố base:. Định danh namespace thứ tư của ontology với tiền tố food:. Khai báo định danh thứ năm với tiền tố là owl: có thể hiểu như một tham chiếu tới những thứ được đưa ra từ namespace gọi tới http://www. Đây là quy tắc khai báo OWL được dùng để giới thiệu từ vựng OWL.
OWL phụ thuộc vào các cấu trúc được định nghĩa bởi RDF, RDFS và namespace của loại dữ liệu của XML Schema (xsd:). Tuy nhiên điều quan trọng ở đây là việc khai báo namespace ở đây nhằm mục đích làm đơn giản hóa và nhất quán của Ontology. - Ontology Headers Sau khi thiết lập namespace, chúng ta thường khai báo vào bên trong thẻ owl:Ontology tập các assertion.