1. Языки описания информации Лекция ХХХ. Кафедра «ОСУ» Весенний семестр 2010/2011 уч. года Среда описания ресурсов RDF

2. Технологические уровни «Semantic Web»

3. Введение в RDF RDF это фреймворк (framework) для описания Web ресурсов, таких, как информация о названии (title), авторе (author), дате изменения (modification date), содержание (content) и авторском праве (copyright) Web страницы. Пример RDF документа: <rdf:RDF xmlns:rdf=http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns# xmlns:si=http://www.w3schools.com/rdf/>http://www.w3schools.com/rdf/ http://www.w3schools.com W3Schools Jan Egil Refsnes

4. Введение в RDF

5. Что такое RDF? RDF это сокращение для фразы Resource Description Framework (среда описания ресурсов); RDF это структура (средство, каракас, инфраструктура) для описания ресурсов, имеющихся в web сети; RDF разработано для чтения и понимания компьютерными программами; RDF не предназначено для работы с такими описаниями пользователей (людей); RDF записывается на языке XML; RDF является частью работы организации W3C по созданию «Semantic Web»; RDF является стандартом организации W3C.

6. Примеры использования RDF Описание свойств продаваемых товаров, таких, как цена и доступность. Описание расписаний для событий в web сети. Описание информации о web страницах (content, author, created и modified date). Описание содержания и оценки (rating) web картинок. Описание содержания для поисковых систем (search engines). Описание электронных библиотек.

7. RDF это язык утверждений, предназначенный для описания высказываний (propositions) с помощью использования точных формальных словарей, в особенности таких, которые определены с помощью языка RDFS. К RDF утверждениям можно получить доступ и использовать в Web сети (World Wide Web). Они предназначены предоставить основу для более совершенных языков утверждений, имеющих аналогичные цели. – RDF язык описания высказываний; – RDFS словари также описываются в виде наборов высказываний.

8. RDF разработано для чтения и понимания компьютерными программами; – RDF было разработано для предоставления общего способа описывать информацию так, чтобы ее можно было читать и понимать компьютерными программами. – RDF описания не предназначаются для того, чтобы их показывать в web сети. RDF записывается на языке XML – RDF документы записываются на языке XML. Язык XML, который используется средой RDF называется RDF/XML. – В результате использования XML, может легко обмениваться RDF информацией между разными типами компьютеров, использующих разные типы ОС и языков программирования. RDF и концепция “Semantic Web“ – Язык RDF является частью деятельности W3C по разработке «Semantic Web». – Концепция W3C это будущий этап развития WWW, в котором: – Web информация имеет точный смысл. – Web информация может быть понята и обработана компьютерными программами. – Компьютеры могут интегрировать информацию из web сети.

9. Работы организации W3C, связанные с RDF и OWL Semantic Web это среда для совместного использования данных компаниями, приложениями, предприятиями, независимо от платформ и программного обеспечения. RDF и OWL это основные технологии Semantic Web: – RDF - Resource Description Framework RDF is a language for describing Web resources, such as the title, author, modification date, content, and copyright information of a Web page. – OWL - Web Ontology Language OWL is built on top of RDF, and is a language for processing information on the internet. – SPARQL - Query Language for RDF SPARQL offer developers a way to write queries across the wide range of RDF information on the internet.

10. Спецификации и расписание W3C … SpecificationDraft / ProposalRecommendation RDF Primer 10. Feb 2004 RDF Test Cases 10. Feb 2004 RDF Concept 10. Feb 2004 RDF Semantics 10. Feb 2004 RDF Schema 10. Feb 2004 RDF Syntax 10. Feb 2004 OWL Overview 10. Feb 2004 OWL Guide 10. Feb 2004 OWL Reference 10. Feb 2004 OWL Syntax 10. Feb 2004 OWL Test Cases 10. Feb 2004 OWL Use Cases 10. Feb 2004 Parsing OWL in RDF21. Jan 2004 SPARQL Language 15. Jan 2008

11. RDF модель данных Утверждениями являются триплеты вида : Триплеты могут быть представлены в виде графа: IanUli hasColleague Утверждения описывают свойства (properties) ресурсов. Ресурсом является любой объект, на который можно сослаться с помощью URI: –документ, картинка, параграф текста в Web сети; –http://www.cs.man.ac.uk/index.htmlhttp://www.cs.man.ac.uk/index.html –книга в библиотеке, реальный человек (?) –isbn://5031-4444-3333 –…–… Сами свойства также являются ресурсом (имеют URI идентификаторы)

12. URI идентификаторы URI = Uniform Resource Identifier «Обобщенное множество всех имен/адресов, являющиеся короткими строками, которые являются ссылками на ресурсы.» URLs (Uniform Resource Locators) are a particular type of URI, used for resources that can be accessed on the WWW (e.g., web pages) In RDF, URIs typically look like “normal” URLs, often with fragment identifiers to point at specific parts of a document: – http://www.somedomain.com/some/path/to/file#fragmentID

13. Связывание утверждений Субъект одного утверждения может быть объектом для другого утверждения. Такие коллекции утверждений формируют направленный, размеченный граф. Отметим, что объектом триплета может также быть “литерал” (строка). Ian Uli hasColleague Carole http://www.cs.mam.ac.uk/~sa ttler hasColleague hasHomePage

14. Синтаксис языка RDF RDF имеет XML синтаксис, который имеет специальный смысл: Каждый элемент Description описывает ресурс. Каждый атрибут или вложенный подэлемент в элементе Description является свойством ( property ) данного Ресурса ( Resource). На ресурсы можно ссылаться с помощью URI: http://www.cs.mam.ac.uk/~sattler

15. Взаимосвязь между RDF n RDFS

16. Правила языка RDF RDF идентифицирует объекты (things) с помощью Web идентификаторов (URI) и описывает ресурсы свойствами (properties) и значения свойств (property values) RDF описывает ресурсы свойствами (properties) и значения свойств (property values). – Ресурс (resource) это любое понятие, которое может иметь URI, такое, как например: "http://www.w3schools.com/rdf". – Свойство (property) это отношение ресурса с другими ресурсами или различными данными, такие, как "author" или "homepage". – Значение свойства (property value) это объект, с которым связан ресурс (другой ресурс или какое-то данное стандартного типа). Например, "Jan Egil Refsnes“ или "http://www.w3schools.com" (note that a property value can be another resource)

17. Пример Следующий RDF документ может описывать ресурс "http://www.w3schools.com/rdf": Jan Egil Refsnes http://www.w3schools.com Это упрощенный пример, в котором не задано пространство имен.

18. Утверждения языка RDF The combination of a Resource, a Property, and a Property value forms a Statement (known as thesubject, predicate and object of a Statement). Let's look at some example statements to get a better understanding: Statement: "The author of http://www.w3schools.com/rdf is Jan Egil Refsnes". – The subject of the statement above is: http://www.w3schools.com/rdf – The predicate is: author – The object is: Jan Egil Refsnes Statement: "The homepage of http://www.w3schools.com/rdf is http://www.w3schools.com". – The subject of the statement above is: http://www.w3schools.com/rdf – The predicate is: homepage – The object is: http://www.w3schools.com

19. RDF Example Это две записи из таблицы CD-list: TitleArtistCountryCompanyPriceYear Empire BurlesqueBob DylanUSAColumbia10.901985 Hide your heartBonnie TylerUKCBS Records9.901988 Несколько записей RDF документа: <rdf:RDF xmlns:rdf=“http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#” xmlns:cd="http://www.recshop.fake/cd#"> Bob Dylan USA Columbia 10.90 1985 Bonnie Tyler UK CBS Records 9.90 1988...

20. Компоненты RDF Формальная модель данных. Синтаксис для обмена данными. A schema-type system (schema model). Syntax for machine-understandable schemas. Query and profile protocols.

21. Модель данных RDF Imposes structural constraints on the expression of application data models: – For consistent encoding, exchange and processing of metadata. Enables resource description communities to define their own semantics. Provides for structural inter-operability.

22. Spring 2010mark.baker@computer.org Модель данных RDF Направленный размеченный граф. Элементы модели: – Resource, – Property, – Value, – Statement.

23. RDF Model Primitives Resource Property Type Value Statement Value

24. Spring 2010mark.baker@computer.org Simple Example Resource Author “Mark”

25. Simple Example Page.html creator “Mark” title “Mark’s Homepage”

26. Spring 2010mark.baker@computer.org Базовая RDF модель Resources: – All things being described by RDF expressions, – Named by URI. Properties: – A specific aspect, characteristic, attribute, or relation used to describe a resource. How the characteristics of properties are expressed? --> RDF schema.

27. Spring 2010mark.baker@computer.org Базовая модель RDF Утверждения (Statements): – A specific resource together with a named property plus the value of that property for that resource, – A statement consists of three elements: 1.Subject (resource), 2.Predicate (property), 3.Object (value).

28. Spring 2010mark.baker@computer.org Базовая модель RDF Example: Ora Lassila is the creator of the resource http://www.w3.org/Home/Lassila. Subject (Resource) http://www.w3.org/Home/Lassila Predicate (Property) Creator Object (Value) "Ora Lassila"

29. Spring 2010mark.baker@computer.org Базовая модель RDF The direction of the arrow is important. The arc always starts at the subject and points to the object of the statement. The simple diagram above may also be read "http://www.w3.org/Home/Lassila has creator Ora Lassila", or in general " HAS ". "http://www.w3.org/Home/Lassila” Ora Lassila

30. Spring 2010mark.baker@computer.org Базовый синтаксис RDF The RDF data model provides an abstract, conceptual framework for defining and using metadata. A concrete syntax, such as XML, is needed for the purposes of creating and exchanging this metadata. RDF also requires the XML namespace facility to precisely associate each property with the schema that defines the property

31. Spring 2010mark.baker@computer.org Базовый синтаксис RDF Ora Lassila is the creator of the resource http://www.w3.org/Home/Lassila. Represented in RDF/XML as: <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:s="http://description.org/schema/"> Ora Lassila

32. Spring 2010mark.baker@computer.org Контейнеры Frequently it is necessary to refer to a collection of resources: – For example, to say that a work was created by more than one person, or to list the students in a course, or the software modules in a package. RDF containers are used to hold such lists of resources or literals.

33. Spring 2010mark.baker@computer.org Модель контейнеров Bag: – An unordered list of resources or literals, where the order of processing the parts does not matter Sequence: – An ordered list of resources or literals, e.g an alphabetical ordering of values. Alternative: – A list of resources or literals that represent alternatives for the (single) value of a property: e.g a list of Internet mirror sites at which a resource might be found.

34. Spring 2010mark.baker@computer.org Модель контейнеров The students in course 6.001 are Amy, Tim, John, Mary, and Sue.

35. Spring 2010mark.baker@computer.org Модель контейнеров The students in course 6.001 are Amy, Tim, John, Mary, and Sue.

36. Spring 2010mark.baker@computer.org Синтаксис RDF The RDF Model defines the formal relationships among resources, properties and values. The Syntax is required to... – Store instances of the model into files, – Communicate files from one application to another. All based on W3C XML eXtensible Markup Language: – http://www.w3.org/XML

37. Spring 2010mark.baker@computer.org Bringing it together RDF Metadata transmission: – Embedded (e.g. ), transmitted with resource (HTTP), trusted 3rd Party (HTTP GET). RDF Data Model: – Support consistent encoding, exchange and processing of metadata… critical when aggregating data from multiple sources. RDF Schema: – Declare, define, reuse vocabularies.

38. RDF Анализатор (Parser) Имеется хороший грамматический анализатор RDF на web-сайте организации W3С: http://www.w3.org/RDF/Validator/ This RDF parser will tell you if your XML is in the proper RDF format.

39. Он-лайн валидаторы RDF документов W3C's RDF Validation Service (http://www.w3.org/RDF/Validator/) is useful when learning RDF. W3C's RDF Validation Service Here you can experiment with RDF files. The online RDF Validator parses your RDF document, checks your syntax, and generates tabular and graphical views of your RDF document. Copy and paste the example below into W3C's RDF validator: <rdf:RDF xmlns:rdf=http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns# xmlns:si="http://www.w3schools.com/rdf/"> http://www.w3schools.com W3Schools.com Jan Egil Refsnes

40. Проверка и визуализация созданных RDF документов Enter a URI or paste an RDF/XML document into the text field above. A 3- tuple (triple) representation of the corresponding data model as well as an optional graphical visualization of the data model will be displayed. Check by Direct Input Display Result Options: Triples and/or Graph: Graph format: Paste an RDF/XML document into the following text field to have it checked. More options are available in the Extended interface.Extended interface Check by URI Display Result Options: Triples and/or Graph: Graph format: Enter the URI for the RDF/XML document you would like to check. More options are available in the Extended interface.Extended interface

43. Результаты проверки

44. Основные элементы RDF Основными элементами RDF являются: – корневой элемент, – элемент, который идентифицирует ресурс. Элемент – is the root element of an RDF document. It defines the XML document to be an RDF document. It also contains a reference to the RDF namespace: Например:...здесь записывается описание...

45. Элемент The Element – Элемент определяет ресурс с атрибутом “about”. – Элемент содержит элементы, которые описывают данный ресурс: Например: <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:cd="http://www.recshop.fake/cd#"> Bob Dylan USA Columbia 10.90 1985 Элементы artist, country, company, price и year определены в пространстве имен http://www.recshop.fake/cd#. Данное пространство имен находится вне RDF (и не является частью RDF). RDF описывает только framework. Элементы artist, country, company, price и year должны быть определены в каком-то другом месте (company, organization, person, etc).

46. Задание свойств в атрибутах Элементы свойств (property elements) также могут быть описаны в виде атрибутов (а не в виде элементов): <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:cd="http://www.recshop.fake/cd#"> <rdf:Description rdf:about="http://www.recshop.fake/cd/Empire Burlesque" cd:artist="Bob Dylan" cd:country="USA" cd:company="Columbia" cd:price="10.90" cd:year="1985" />

47. Задание свойств в виде ресурсов Элементы описания свойств (property elements) также могут быть определены в виде ресурсов: <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:cd="http://www.recshop.fake/cd#">... … В данном примере, свойство artist не имеет свойство (value), а использует ссылку (reference) на ресурс (resource), который содержит информацию о данном художнике (artist).

48. rdf:Description + rdf:type Существует еще один способ представления в виде XML. Он делает очень понятным, что выполняется описание чего-то, что это имеет некоторый конкретный тип (type) (класс) : <rdf:Description rdf:about="http://www.china.org/geography/rivers#Yangtze" xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns="http://www.geodesy.org/river#"> 6300 kilometers western China's Qinghai-Tibet Plateau East China Sea This is read as: "This is a Description about the resource http://www.china.org/geography/rivers#Yangtze. This resource is an instance of the River type (class). The http://www.china.org/geography/rivers#Yangtze resource has a length of 6300 kilometers, a startingLocation of western China's Qinghai-Tibet Plateau, and an endingLocation of the East China Sea." Note: this form of describing a resource is called the "long form". The form we have seen previously is an abbreviation of this long form. An RDF Parser interprets the abbreviated form as if it were this long form.

49. Варианты описания Альтернативно можно использовать атрибут rdf:ID вместо атрибута rdf:about, как показано ниже: <rdf:Description rdf:ID="Yangtze" xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns="http://www.geodesy.org/river#" xml:base="http://www.china.org/geography/rivers"> 6300 kilometers western China's Qinghai-Tibet Plateau East China Sea

50. Эквивалентные представления! <River rdf:ID="Yangtze" xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns="http://www.geodesy.org/river#" xml:base="http://www.china.org/geography/rivers"> 6300 kilometers western China's Qinghai-Tibet Plateau East China Sea <River rdf:about="http://www.china.org/geography/rivers#Yangtze" xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns="http://www.geodesy.org/river#"> 6300 kilometers western China's Qinghai-Tibet Plateau East China Sea <rdf:Description rdf:about="http://www.china.org/geography/rivers#Yangtze" xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns="http://www.geodesy.org/river#"> 6300 kilometers western China's Qinghai-Tibet Plateau East China Sea В литературе по RDF данный пример Обычно показывается в такой форме.

51. RDF контейнеры RDF контейнеры используются для описания группы объектов (things). The following RDF elements are used to describe groups: –, –, and –. RDF Terms – In the examples above we have talked about "list of values" when describing the container elements. – In RDF these "list of values" are called members. So, we have the following: – A container is a resource that contains things – The contained things are called members (not list of values)

52. Элемент Элемент используется для описания списказначений (list of values), которые не должны находиться в заданном порядке. Элемент может содержать повторяющиеся значения. Например: <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:cd="http://www.recshop.fake/cd#"> John Paul George Ringo

53. Элемент – The element is used to describe an ordered list of values (For example, in alphabetical order). – The element may contain duplicate values. Example George John Paul Ringo

54. Элемент The element is used to describe a list of alternative values (the user can select only one of the values). Example CD Record Tape

55. RDF коллекции RDF collections describe groups that can ONLY contain the specified members. The rdf:parseType = "Collection" Attribute – As seen in the previous chapter, a container says that the containing resources are members - it does not say that other members are not allowed. – RDF collections are used to describe groups that can ONLY contain the specified members. – A collection is described by the attribute rdf:parseType="Collection". Example