1 معرفي

هم اكنون ما در حال توليد نسل دوم صفحات وب قرار داريم. همانطوريكه مي دانيم در نسل اول صفحات HTML توسط دست بشر طراحي مي شد مستقيماً توسط وي مورد پردازش قرار مي گرفت. در حالي كه صفحات وب در نسل دوم به صفحات وب با اطلاع معروف هستند يعني صفحات كه از طريق ماشين اطلاعات آن تفسير مي شود و اين همان چيزي است كه در (1) تحت عنوان وب معنايي نام گرفته است. در وب با اطلاع توانايي انجام سرويس هاي هوشمندي از قبيل: عامل هاي جستجو، فيلترهاي اطلاعات و غيره وجود دارد. آنتوژيها نقش اساسي در توانايي پردازش و اشتراك دانش بين برنامه ها در وب ايفا مي كنند. و اصولاً به عنوان نمايشي از يك مفهوم در دامنه هاي خاص تعريف مي شوند. در (2) و (3) و (4) جوانب مختلفي از آنتولوژيها را پوشش مي دهند به عنوان يك مثال از كاربرد آنتولوژيها، در مورد موتورهاي جستجو مي توان از شيوه هاي رايج كنوني يعني لغات كليدي رهايي يافته و صفحاتي را پيدا كنند كه از نظر نحوي متفاوت بوده اما از نظر معنايي مشابه باشند. (WWW. hot bot. com) . براي نمايش آنتولوژيها بايد از زبانهاي مخصوص براي اين كار استفاده كرد يكي از اين زبانها، زبان OIL(Ontology Intrfoce Layer) مي باشد. OIL اولين زبان نمايش آنتولوژي است كه بر پايه استانداردهايي از قبيل RDF- Shema و XML-Schema ساخته شده است. در ادامه اين مقاله با هر دوي اين استانداردهاي بيشتر آشنا خواهيم شد.

شكل 1- مثالي از يك آنتولوژي را به زبان OIL نشان مي دهد.

اين زبان به گونه اي طراحي شده است كه: 1- بيشترين سبك هاي اوليه مدلسازي را ارايه مي دهد كه به طور رايج در زبان منطقي مبتني بر آنتولوژيها بكار مي رود. 2- به ساده و معناي مرتبه اول را به خوبي تعريف مي كند.3- حمايت از استدلال خودكار (سازگاري كلاس و چك كردن فرضيات) را ارائه مي دهد در اين راستا مي توان به مثال هاي موجود در (5) و (6) اشاره كرد. چك آنتولوژي در OIL بوسيله دو قسمت Ontology defenition , Ontology Container نمايش داده مي شود.

در قسمت تعريف آنتولوژي شامل يك جمله ورودي (اختياري)، يك بخش قانون (اختياري) و تعاريف و كلاس و اسلات مي باشد. براي دسيابي به جزييات بيشتر به (7) مراجعه كنيد.

شكل 1

ساختار نحوي OIL به سمت RDF, XML جهت گرفته است (8) و (9) و (10) لذا در ادامه اين زبان با استانداردهاي RDF, XML مقايسه كرده و نقاط قوت به اين صورت سازماندهي شده است:

در 2 به معرفي XML و مقايسه آن با OIL مي پردازيم و در 3 به معرفي RDF و مقايسه آن با OIL پرداخته و در 4 به بيان كلي از نمايش اطلاعات در وب نقاط ضعف و قوت با استفاده از RDF و يا XML مي پردازد و در انتها نتيجه حاصله را بيان خواهيم كرد.

2 XML و رابطه كلي آن با OIL

XML و آنتولوژيها براي اهداف متفاوتي استفاده مي شوند زبانهاي آنتولوژي وسيله اي براي تعيين تئوريهاي دامنه اي مي باشند. و XML وسيله اي براي فراهم ساختن قيود جامعيت در مورد منابع اطلاعاتي است (1) و (12) و (13) بنابراين تعجب آور نيست كه در هنگام مقايسه XML و زبان OIL داراي يك هدف مشترك مي باشند يعني هر دوي آنها را مقايسه كرده و رابطه بين آنها را بررسي نمايي. اين كار در طي دو مرحله انجام مي گيرد. در مرحله اول ما به مغرفي XML و به ؟؟؟ اشتراك هاي و تفاوت هاي آن با OIL مي پردازيم. و در مرحله دوم رويه اي را براي تبديل مشخصات OIL به XML فراهم مي كند.

201 XML در مقايسه با OIL:

يك توضيح ساده و آسان براي XML را مي توان در (14) ديد. شكل 2 بيانگر يك مثال از XML مي باشد همانطور كه مي بينيم XML داراي مزاياي زير مي باشد: تعاريف XML همان اسناد XML هستند: با توجه به برچسب آدرس در شكل مي بينيم كه خود يك سند XML مي باشد و بنابراين اين ابزارهايي كه براي اسناد XML ايجاد شده اند مي تواند براي اين تعاريف نيز به كار رود. XML يك مجموعه اي از غني از انواع را فراهم مي كند:

انواع داده در (15) آمده است. در شكل 2 نوع داده String بكار برده شده است. به طور كلي هر نوع داده شامل سه قسمت: فضاي مقدار، فضاي معنوي و مجموعه اي از Facet ها مي باشد.

XML داراي ابزاري قوي براي تعريف برچسب است: ساختارها تسهيلاتي را براي گنجاندن محتواي اعضاء و مقادير صفحات و همچنين براي تحكيم مجموعه اطلاعات مربوط به نمونه ها را فراهم مي كند. (16) به عنوان يك مثال در شكل 2 عضو Zip كه از نوع Zipcode استفاده كرده است.

XML از مكانيزم Namespace براي تركيب اسناد XML با اسناد ديگر:

براي اسمبل كردن مولفه هاي كامل از <schema> مختلف XML از مكانيزم استفاده مي كند. يك عضو <schema> ممكن است حاوي يك يا چند عضو <include>include:= UR6 باشد.

شكل 2

براي مقايسه XML با OIL از عبارات زير بهره مي بريم:

هم XML و هم OIL داراي ساختار نحوي XML هستند:

XML در OIL براي حمايت از تبديلات آنتولوژي تعيين شده در OIL مفيد هستند.

طرح XML داراي نوع داده هاي غني مي باشد اما OIL اينطور نيست:

به همين دليل OIL با دامنه هايي استدلال مي كند كه به سرعت كاراي خود را از دست مي دهد اما XMLدر اين مورد نگراني ندارد زيرا همه نيازها به صورت آشكار را تعريف مي شود.

XML ساختارها را ارائه مي دهد. اعضاء اوليه هاي اصلي مدلسازي در XML اعضاء هستند در حالي كه در OIL اوليه هاي اصلي مدلسازي مفاهيم و slot ها هتسند.

Slot ها در OIL داراي هيچ مترادفي در XML نمي باشند.

XML ساختارها را ارايه مي كند: گرامره OIL هيچ گونه گرامري را براي مفاهيم فراهم نمي كند.

XML ساختارها را ارايه مي كند: اشتقاق نوع XML معرف اشتقاق نوع است. اگر چه اين مورد تنهايي مي تواند به صورت جزيي با آنچه كه در زبانهاي مانند OIL تحت عنوان وراثت وجود دارد مقايسه شود. اما وارثت بالا به پايين صفات را به سختي مي توان مدلسازي كرد زيرا اشتقاق نوع در برنامه XML مي تواند باعث مقيد كردن نمونه اصلي شود و يا آن را گسترش دهد همچنين وراثت پايين به بالا نمونه هاي، سوپر كلاس ها به صورت خودكار در برنامه XML قابل دسترس نمي باشد. به هر حال با استفاده از يك سفت اضافي اين امكان وجود دارد.

XML مي تواند Nmaes space را ارايه كند: همچنين OIL اين توانايي را دارد.

پيام اين قسمت در يك اين كه OIL به XML به هم مرتبط مي شوند.

OIL كلاس ها، solt ها و روابط بين آنها را تعريف مي كند. و XML از اوليه هاي مدلسازي غني تري با توجه به تنوع انواع داده و گرامر جهت مدلسازي اعضاء فراهم مي كند.

ما اين مطلب را با فراهم ساختن يك شيوه تبدليلي نشان مي دهيم:

202 ترجمه مشخ هاي OIL به تعاريف XML:

مثال موجود درشكل 1 طي مراحل زير به XML تبديل خواهيم كرد:

اول: بوجود آوردن سلسله مراتب: اين كار از طريق آشكار ساختن همه فرضيه هاي موجود در كلاس و solt در OIL مي باشد. (شكل 3)

دوم: تعريف يك نوع پيچيده براي هر يك از تعاريف solt در OIL:

اضافه كردن دامنه اسم و range به اعضاء اگر مولفه هاي doman , range در OIL موجود باشند. (شكل 4)

سوم: تعريف يك نوع پيچيده براي هر تعريف كلاس در OIL: اضافه نمودن اسامي solt- constraint به عنوان عضو (شكل 5).

چهارم: ايجاد يك تعريف عضو براي هر كلاس و solt: (شكل 6)

پنجم: تعريف يك گرامر براي هر موجوديت، ارتباط دادن نوع داده هاي بنيادي با نوع داده هاي ساخته شده و در صورت لزوم قيود لغوي.

ششم: جايگزين ساختن مفهوم ماژول OIL با Namesopace:

رابطه بين RDF و OIL خيلي به هم نزديك است به اين دليل كه RDF وسيله اي است كه براي دريافت معاني از وب مورد استفاده قرار مي گيرد (17) در واقع RDF به منظور تعريف زبان آنتولوژي كاربرد دارد در ادامه اين بخش خواهيم ديد كه چگونه هسته OIL منطبق با RDF مي باشد و در واقع RDF بيان كنترل كننده ساختار نحوي OIL مي باشد. اين بخش شامل دو زير بخش مي باشد در بخش اول RDF معرفي و در بخش دوم مشخصه هاي OIL را به RDF ترجمه مي كنيم.

301 معرفي RDF:

با اضافه كردن اوليه هاي مدلساز بيشتر در RDF از قبيل: كلاس، زير كلاس با روابط بين الملل بين كلاس ها، قيود domaen , range براي خصوصيات RDF به زبانهاي آنتولوژي نزديكتر شده است در ادامه با اوليه هاي اصلي RDF بيشتر آشنا خواهيم شد.

3.1.1 مدل داده RDF6:

شكل 7 زير كلاس سلسله مراقبي RDFS را به تصوير مي كشد و شكل 8 نمونه روابط اوليه ها در RDFS را بر اساس (18) نشان مي دهد و پيشوند radf به نمونه هاي جديد تعريف شده توسط RDFS اشاره مي كند.

شكل 7- شكل 8

301.2 اوليه هاي مدلسازي RDFS:

شامل كلاس هاي اصلي، خصوصيات و قيود در RDFS مي شود:

كلاس ها شامل rdf: Property , rdfs: resource و rdfsa: class است.

خصوصيات : شامل rdfs: subproprrty of , rdfs: subclossof , rdf : type است.

قيود: شامل rdfs: doman , rdfs: range , rdfs: constraint Resorce هستند.

در بخش بعدي به تبديل مشخصه هاي RDF , OIL خواهيم پرداخت.

302 ترجمه مشخصه هاي OIL به تعاريف RDF:

اول: Ontology Container، مكانيزم rule base, import:

سرآغاز مشخصه هاي OIL در RDFS از طريق Xlmn: rdfs, Xlmn: rdf تعريف مي شود.

برنامه ص 12

قسمت Ontology Container از OIL باعث فراهم نمودن توصيف داده يك آنتولوژي در OIL مي شود. از آنجايي كه از ساختار و شكل RDF مربوط به publin core استفاده مي شود، كافي است كه name space مجموعه مولفه publin در Import كنيم.

تعريف Import: يك فهرست ساده عبارت است از ادجاعات به ماژولهاي ديگر تا همه آنها در اين آنتولوژي گنجانده نشوند. براي اين كار ما از مكانيزم name space در XML استفاده مي كنيم.

هيچ قيدي در مورد شكل يا محتواي قانون در OIL وجود ندارد. اين مورد مي تواند به سادگي از يك سري از قوانين چاپ نشده تشكيل شده باشد يا متشكل از قوانين ساختاري بر اساس يك ساختار تعريف شده بيروني باشد.

برنامه ص 13

دوم: تعريف صفت و كلاس:

در OIL تعريف يك كلاس، كلاس را به نام، اسناد، نوع، سوپر كلاس، صفات آن كلاس متصل مي كند. در RDFS، كلاس ها به سادگي با دادن نام آنها اعلام مي شوند. (جدول 1) مثلاً: برنامه ص 13 (2)

ما با ترجمه سر آغاز تعريف شروع مي كنيم و براي اين كار از خصوصيات rdfs: class و rdf: type استفاده مي شود. برنامه ص 13 (3)

در اين تعريف هنوز كلاس تعريف نكرده ايم، براي تعريف كلاس از خاصيت rdf: type استفاده مي شود. برنامه ص 13 (4)

براي قيد subclass- of  موجود در مثال ها در RDF براي هر اتيم يك بر چسب subclassof استفاده مي كنيم. برنامه ص 14

در RDFS مكانيزمي براي مقيد كردن صفحات يك كلاس وجود ندارد به دليل آنكه صفات در RDF به صورت سراسري تعريف مي شوند براي غلبه بر اين مشكل ما از خصوصيت Oil: has slor Contractin استفاده مي كنيم.

برنامه ص 15 (1)

سوم: تعريف slot ها:

تعاريف slot در OIL به خوبي با تعاريف موجود در RDF نگاشت مي شود. جدول 2 برنامه ص 15 (2)

مثال:

4- نمايش دانش روي وب با استفاده از XML يا RDF؟

در دو زير قسمت بعدي RDF , XML را با توجه به قدرت آنها در استفاده از نمايش اطلاعات در وب و مرتفع كرد ن كليه نيازهاي مورد نياز مقايسه مي كنيم.

401) استفاده از XML:

XML يك فرم براي تعريف گرامر مي باشد به طوري كه هر چيزي در XML كد مي شود اگر يك گرامر بتواند براي آن تعريف شود و اين بر قدرت XML براي نمايش اطلاعات مي افزايد.

از آنجايي كه يك پارسر XML مي تواند هر داده XML را پارس كند و معمولاً يك مولفه قابل استفاده مجدد مي باشد. (19)، XML داراي Syntatic Interoperability مي پردازيم، XML داراي معايبي هم مي باشد. XML به منظور ساختارسازي اسناد در نظر گرفته شده است. و هيچ گونه تفسير مشتركي از داده موجود در اسناد ارايه نمي كند. اين مسئله محدوديت بزرگي براي XML مي باشد زيرا XML فقط گرامرها را توصيف مي كند و هيچ روشي بريا تشخيص معناي يك واحد ندارد. ما اين مطلب را در دو مقوله نشان مي دهيم:

مقوله اول: در اين مقوله دو برنامه كاربردي سعي مي كند سعي مي كند تا با هم ارتباط برقرار مي كنند (شكل 9) هر دوي برنامه هاي كاربردي بر استفاده و معناي مورد نظر ساختار ارائه شده توسط DTDA اتفاق نظر دارند. به هر حال، قبل از اينكه تبادل داده بين دو برنامه كاربردي بوجود آيد، يك مدل براي دامنه اي از داده هاي مورد علاقه بايد ساخته شود زيرا لازم است كه مشخص نماييم كدام نوع از اطلاعات از كاربرد اول به دوم فرستاده شده است. (20)

از روي مدل دامنه اي يك XML يا DTD ساخته مي شود. از آنجايي كه يك DTD فقط يك گرامر را توصيف مي كند و با توجه به اينكه چندين امكان براي كد كردن مدل به DTD وجود دارد (21) بنابراين ارتباط مستقيم از DTD به مدل از دست رفته و نمي توان به سادگي آن را مجدداً ايجاد نمود. بنابراين مزيت استفاده از XML در اين مقوله به قابليت استفاده مجدد از مولفه هاي نرم افزاري پارسر مربوط مي شود.

شكل 9

مقوله دوم:

اين مقوله كه در شكل 10 نشان داده شده است مكرراً در وب روي مي دهد. همكاران جديد بايد به رابط وجود اضافه شوند، منابع جديد اطلاعاتي در دسترس قرار گيرند و غيره.

از آنجايي كه اين عمليات بسيار متداول است، مهم است كه تا حد امكان از هزينه هاي اضافه نمودن همكاران ارتباطي جديد بكاهيم «شكل 11» اين كافي نيست كه تنها يك مدل دامنه اي را به مدل ديگر نگاشت كنيم. به دليل مدلهاي دامنه اي در DTD ها كد مي شوند. و بايد در ابتدا دوباره بازسازي شوند به يك نگاشت مستقيم بين DTD ها امكان پذير نيست، زيرا مي توان يك گرامر را به گرامر ديگر نگاشت كرد. اما مي توان اشياها و روابط از يك مدل به مدل ديگر نگاشت كرد. تعريف نگاشت بين DTD ها يك گام اضافي است كه پس از نگاشت بين مدلهاي دامنه اي به آن مي پردازيم. بنابراين مراحل زير بايد انجام شود: 1- بازسازي مدل دامنه اي از روي طرح XML يا DTD (به شكل 11 مرحله اول مراجعه كنيد) از آنجايي كه لازم موجوديت حال معنايي ار نگاشت كنيم لازم است تا مدل دامنه اي را بازسازي كنيم. 2- برقراري نگاشت بين موجوديت در مدل دامنه اي : مفاهيم و روابط مربوط به دامنه اي بايد با هم نگاشت شوند در انجام اينكار شيوه هاي ايجاد شده در زمينه مهندسي دانش (22) و بانك اطلاعاتي مفيد خواهند بود. 3- تعريف رويه ترجمه اي براي اسناد XML: از آنجايي كه اسناد XML مبادله مي شوند نگاشت ايجاد شده در مرحله دوم بايد رويه نگاشت مربوط به اسناد XML ترجمه مي شوند.

در پايان به اين نتيجه مي رسيم كه XML براي تبادل اطلاعات بين برنامه هاي كاربردي كه هر دو طرف درباره ماهيت اطلاعات داراي آگاهي هستند مناسب تر است، اما براي موقعيت هاي كه همكاران جديد مكرراً اضافه مي شوند مناسب نمي باشد.

402 استفاده از RDF:

RDF يك ساختار مبتني بر مقدار – ويژگي را تعريف مي كند. RDF داراي قدرت بيان فوق العاده است و از اين حيث با XML مشابه است. پارسرهاي متفاوت RDF در دسترس هستند و مستقل از برنامه هاي كاربردي مي باشند بنابراين داراي Syntactic Interoporalility هستند در اين مقوقله نيز با XML مشابه است اما زماني كه صحبت از Semantic Interoperability مي شود RDF نسبت به XML داراي مزيت هاي مي باشد يك مدل دامنه اي كه اشياء و روابط مربوط به دامنه اي خاص را تعريف مي كند مي تواند در RDF نمايش داده شود بنابراين مراحل ترجمه اي كه در هنگام استفاده از XML مورد نيزا بودند لازم نمي باشند. براي نگاشت بين دو RDF مي تواينم دو RDF از شيوه هاي موجود در مهندسي دانش استفاده نماييم (22).

علاوه بر اين از آنجايي كه RDF لايه اي مستقل از XML توصيف مي كند، مدل RDF را مي توان هنوز مورد استفاده قرار داد، حتي اگر ساختار نحوي XML تغيير كرده باشد. به طور كلي ما به زبان نمايش به طور مشترك براي حمايت از وب معنايي نياز داريم كه بنا به دلايل تكنولوژيكي نمي توانيم به اين مطلوب در محمل دست پيدا كنيم و بايد با يك نمايش چند گانة داده سر و كار داشته باشيم. RDF داراي حداكثر فن آوري در زمينه نمايش دانش مي باشد كه مي تواند به صورت گسترده بين زبانهاي متفاوت داده اي سهيم شود.

5- نتيجه گيري:

از آنجايي كه ما به دنبال استخراج معنايي محتوايي صفحات وب مي باشيم لذا در اين رابطه دو علم معناشناسي اظهاري و معناشناسي رواني وجود دارد. در يك معناشناسي اظهاري، معناي يك عبارت مثلاً E بوسيله نگاشت با يك فرمول و يا بوسيله ذكر نتايج و ويژگيهاي كه به دنبال دارد بدست مي آيد. در اين حالت معنايي عبارت E را مي توان بدون رجوع به روال محاسباتي خاص دريافت با استفاده از معناشناسي رواني معناي عبارت E با رجوع به رفتاريكه يك روال حقيقي يا مجازي بر روي E نمايش مي دهد، بدست مي آيد. اين تفاوت بين يك معناشناسي اظهاري و روالي نسبتاً با تفاوت بين شيوه هاي RDF , XML درباره معناشناسي صفحات وب هماهنگي دارد. همانطور كه بحث شد يك عبارت XML داراي هيچ معنايي نمي باشد و معناي آن تنها به فعاليتهايي كه يك يا چند برنامه روي XML انجام مي دهند مشخص مي شوند در صورتي كه RDF داراي يك معناشناسي اظهاري مي باشد و اين بصورت مستقل از هر پردازش كننده عبارت RDF تعيين مي شود. هوش مصنوعي بر اين باور است كه شيوه معناشناسي اظهاري منجر به اطلاعات گسترده تر و با قابليت اشتراك بهتري مي شود در ادامه بايد بگوييم كه مكانيزم توسعه نوع XML نمي تواند بهاي مدل كردن زير نوع هاي آنتولوژي بكار برده شود در حالي كه اين درست متمايز با رابطه subclassof در طرح RDF مي باشد يعني subclassof را مي توان بعنوان وسيله اي براي مدلسازي زير نوع در آنتولوژي بكار برد.