Η έρευνα αναφορικά με την εξέλιξη του Παγκόσμιου Ιστού (WWW) κινείται τα τελευταία χρόνια προς πιο ευφυείς και αυτοματοποιημένους τρόπους ανακάλυψης και εξαγωγής της πληροφορίας. Ο Σημαντικός Ιστός (Semantic Web) είναι μία επέκταση του σημερινού Ιστού, όπου στην πληροφορία δίνεται σαφώς προσδιορισμένη σημασία, δίνοντας έτσι τη δυνατότητα στις μηχανές να μπορούν πλέον να επεξεργάζονται καλύτερα και να «κατανοούν» τα δεδομένα, τα οποία μέχρι σήμερα απλώς παρουσιάζουν. Για να λειτουργήσει ο Σημαντικός Ιστός, οι υπολογιστές θα πρέπει να έχουν πρόσβαση σε οργανωμένες συλλογές πληροφοριών, που καλούνται οντολογίες (ontologies). Οι οντολογίες παρέχουν μια μέθοδο αναπαράστασης της γνώσης στο Σημαντικό Ιστό και μπορούν επομένως να αξιοποιηθούν από τα υπολογιστικά συστήματα για τη διεξαγωγή αυτοματοποιημένου συλλογισμού (automated reasoning).
Για την περιγραφή και την αναπαράσταση των οντολογιών του Σημαντικού Ιστού σε γλώσσες αναγνώσιμες από τη μηχανή, έχουν προταθεί και βρίσκονται υπό εξέλιξη διάφορες πρωτοβουλίες, με πιο σημαντική τη Γλώσσα Οντολογίας Ιστού (Web Ontology Language – OWL). H γλώσσα αυτή αποτελεί πλέον τη βάση για την αναπαράσταση γνώσης στο Σημαντικό Ιστό, λόγω της προώθησής της από το W3C, και του αυξανόμενου βαθμού υιοθέτησής της στις σχετικές εφαρμογές. Το βασικότερο εργαλείο για την υλοποίηση εφαρμογών που διαχειρίζονται OWL οντολογίες, είναι το OWL API. Το OWL API αποτελείται από προγραμματιστικές βιβλιοθήκες και μεθόδους, οι οποίες παρέχουν μια υψηλού επιπέδου διεπαφή για την πρόσβαση και τον χειρισμό OWL οντολογιών.
Το θεωρητικό υπόβαθρο που εγγυάται την εκφραστική και συλλογιστική ισχύ των οντολογιών, παρέχεται από τις Λογικές Περιγραφής (Description Logics). Οι Λογικές Περιγραφής αποτελούν ένα καλώς ορισμένο αποφασίσιμο υποσύνολο της Λογικής Πρώτης Τάξης και καθιστούν δυνατή την αναπαράσταση και ανακάλυψη γνώσης στο Σημαντικό Ιστό. Για την ανακάλυψη άρρητης πληροφορίας ενδείκνυται, επομένως, να αξιοποιηθούν συστήματα βασισμένα σε Λογικές Περιγραφής. Τα συστήματα αυτά ονομάζονται και εργαλεία Συλλογισμού (Reasoners). Χαρακτηριστικά παραδείγματα τέτοιων εργαλείων αποτελούν τα FaCT++ και Pellet.
Από τα παραπάνω γίνεται προφανής ο λόγος για τον οποίο, τόσο το OWL API, όσο και τα εργαλεία Συλλογισμού, χρησιμοποιούνται από προτεινόμενα μοντέλα υλοποίησης εφαρμογών του Σημαντικού Ιστού επόμενης γενιάς (WEB 3.0), για την επικοινωνία και την υποβολή «έξυπνων» ερωτημάτων σε βάσεις γνώσης (knowledge bases). Στα μοντέλα αυτά προτείνεται, επίσης, η χρήση κατανεμημένης αρχιτεκτονικής 3-επιπέδων (3-tier distributed architecture), για την υλοποίηση εφαρμογών του Σημαντικού Ιστού.
Σκοπός της διπλωματικής αυτής είναι ο σχεδιασμός και η ανάπτυξη μιας διεπαφής Πελάτη – Εξυπηρετητή (Client – Server interface) για την υποστήριξη υπηρεσιών Συλλογισμού (reasoning) σε κατανεμημένες εφαρμογές του Σημαντικού Ιστού. Πιο συγκεκριμένα, η διεπαφή που θα υλοποιήσουμε αποτελείται από δύο μέρη. Το πρώτο παρέχει τα απαραίτητα αρχεία για την εκτέλεση ενός εργαλείου Συλλογισμού σε κάποιο απομακρυσμένο μηχάνημα (Server). Με τον τρόπο αυτό, το συγκεκριμένο μηχάνημα θα παρέχει απομακρυσμένες (remote) υπηρεσίες Συλλογισμού. Το δεύτερο μέρος (Client) περιέχει αρχεία, που δρουν συμπληρωματικά στις βιβλιοθήκες του OWL API, και του δίνουν νέες δυνατότητες. Συγκεκριμένα, δίνουν την δυνατότητα σε μια εφαρμογή, που είναι υλοποιημένη με το OWL API, να χρησιμοποιήσει τις υπηρεσίες που προσφέρονται από κάποιο απομακρυσμένο εργαλείο Συλλογισμού. Συνεπώς, η διεπαφή μας θα δώσει την δυνατότητα υιοθέτησης της χρήσης του OWL API και των εργαλείων Συλλογισμού από κατανεμημένες αρχιτεκτονικές για την υλοποίηση εφαρμογών του Σημαντικού Ιστού. / In the past few years, the research that focus on the development of the World Wide Web (WWW) has moved towards more brilliant and automated ways of discovering and exporting the information. The Semantic Web is an extension of the current Web, that explicitly defines the information, thus providing the machines with the possibility to better process and “comprehend” the data, which until now they simply present. For the Semantic Web to function properly, computers must have access to organized collections of information, that are called ontologies. Ontologies provide a method of representing knowledge in the Semantic Web and, consequently, they can be used by computing systems in order to conduct automated reasoning.
In order to describe and represent the ontologies of the Semantic Web in machine-readable language, various initiatives have been proposed and are under development, most important of which is the Web Ontology Language - OWL. This language constitutes the base for representing knowledge in the Semantic Web, due to its promotion from the W3C, and its increasing degree of adoption from relative applications. The main tool for the development of applications that manages OWL ontologies, is the OWL API. The OWL API consists of programming libraries and methods, that provide a higher-level interface for accessing and handling OWL ontologies.
The theoretical background that guarantees the expressivity and the reasoning of ontologies, is provided from Description Logics. Description Logics constitute a well defined and decidable subset of First Order Logic and make possible the representation and discovery of knowledge in the Semantic Web. As a consequence, in order to discover “clever” information, we have to develop and use systems that are based in Description Logics. These systems are also called Reasoners. Characteristic examples of such tools are FaCT++ and Pellet.
From above, it must be obvious why both the OWL API and the Reasoners are used by proposed models of developing next generation (WEB 3.0) Semantic Web applications, for the communication and the submission of “intelligent” questions in knowledge bases. These models also propose the use of a 3-level distributed architecture (3-tier distributed architecture), for the development of Semantic Web applications.
Aim of this diploma thesis is to design and implement a Client-Server interface to support Reasoning in distributed applications of the Semantic Web. Specifically, the interface that we will implement consists of two parts. First part provides the essential files for a Reasoner to run in a remote machine (Server). As a result, this machine will provide remote Reasoning services. Second part (Client) contains files, that act additionally to (enhance) the libraries of the OWL API, and give them new features. More precisely, they provide an application, that is implemented with OWL API, with the possibility of using the services that are offered by a remote Reasoner. Consequently, our interface will make possible the use of the OWL API and the Reasoners from proposed distributed architectures for the development of Semantic Web applications.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upatras.gr/oai:nemertes:10889/3740 |
| Date | 21 September 2010 |
| Creators | Αγγελόπουλος, Παναγιώτης |
| Contributors | Παπαθεοδώρου, Θεόδωρος, Angelopoulos, Panagiotis, Παπαθεοδώρου, Θεόδωρος, Λυκοθανάσης, Σπυρίδων, Μπούρας, Χρήστος |
| Source Sets | University of Patras |
| Language | gr |
| Detected Language | Greek |
| Type | Thesis |
| Rights | 0 |
| Relation | Η ΒΚΠ διαθέτει αντίτυπο της διατριβής σε έντυπη μορφή στο βιβλιοστάσιο διδακτορικών διατριβών που βρίσκεται στο ισόγειο του κτιρίου της. |
Page generated in 0.003 seconds