U4

Question 1

Co to sieci semantyczne

Answer 1

Sieci semantyczne są grafowym schematem reprezentacji wiedzy.
Zawiera ona węzły odpowiadające pojęciom danej dziedziny problemowej i łuki odpowiadające związkom (relacjom) zachodzącym pomiędzy tymi pojęciami.

Question 2

Jakie wyrózniamy rodzaje relacji w sieciach semantycznych

Answer 2

• ISA (ang. is a) - relacja pomiędzy indywiduum a jego klasą.
• HASA (ang. has a) - relacja część - całość, alternatywnie PART
• AKO (ang. a kind of) - relacja pomiędzy podklasą a nadklasą, alternatywnie SUBCLASS albo SS (subset)

Question 3

Sieci semantyczne - cechy

Answer 3

• Podlegają reifikacji - przekształcenia relacji w obiekty
• Odpowiadają na pytania przez wnioskowanie
• Dziedziczenie - Koń jest zwierzęciem. Rafał jest koniem. Zatem Rafał jest zwierzęciem.
• Wnioskowanie niemonotoniczne - Wiedza domyślna pojawia się sieciach semantycznych naturalnie dzięki dziedziczeniu

Question 4

Czym są systemy ramek o jak działają

Answer 4

System ramek składa się z kolekcji ramek, które opisują elementy modelowanej dziedziny.

Ramka działa na podstawie podobnej jak klasy w programowaniu. Posiadają dwa rodzaje atrybutów: własne lub szablonowe. Ramki mogą dziedziczyć od siebie atrybuty.

Atrybuty mają wartości, które mogą być:

• Wartością dosłowną
• Odnośnikiem-relacją do innej ramki

Atrybut posiada swoje cechy, które mówią o wartości domyślnej, zakresie, typie itd.

Question 5

Język RDF - z czego się składa?

Answer 5

Język RDF składa się z stwierdzeń (statement) - trójka obiekt-atrybut-wartość

Question 6

RDF - Zasoby

Answer 6

Zasoby: URL, URI, IRI

Zasoby - obiekty, o których chcemy mówić: np. ludzie. miejsca, miasta, naukowcy, studenci, uczelnie

Każdy zasób ma URI (Universal Resource Identifier):

• adres URL (internetowy)
• inny unikalny identyfikator

Będziemy przyjmowali adresy URL jako URI.
IRI są zinternacjonalizowaną wersją URI.

Zalety korzystania:

• globalny, uniwersalny w skali świata, unikalny schemat nazewnictwa
• częściowo rozwiązuje problem wieloznaczności identycznych nazw reprezentacji danych.

Question 7

RDF - Właściwosci

Answer 7

Właściwości - opisują relacje między zasobami: np. prowadzi kurs, kieruje

Właściwości są obywatelami pierwszej klasy, tzn. są również traktowane jako zasoby (identyfikowane przez URI), mogą mieć różne charakterystyki i tworzą własną taksonomię.

Question 8

RDF - Stwierdzenia

Answer 8

Stwierdzenia - stwierdzają posiadanie właściwości przez zasoby, a dokładniej: związek pary zasobów pewną relacją binarną.

• Stwierdzenie jest trójką: obiekt-atrybut-wartość:
  Składa się z zasobu, właściwości i wartości
• Wartościami mogą być zasoby lub literałyLiterały są wartościami atomowymi (typu string)

RDF jest dostosowany do przetwarzania maszynowego, jednak do czytania przez ludzi może być niebyt zrozumiały.

Question 9

W jaki sposob mozemy reprezentować stwiedzenie

Answer 9

Stwierdzenie możemy reprezentować jako:

• Trójkę obiekt-atrybut-wartość
• Elementarny graf z dwoma węzłami połączonymi łukiem skierowanym
• Serializacja - zapis tekstowy

Question 10

W jaki sposob mozemy reprezentować zbiór stwierdzeń

Answer 10

• Zbiór trójek obiekt-atrybut-wartość
• Sieć semantyczna (graf)
• Dokument (np. plik) zawierający serializację zbioru trójek.

Question 11

Stwierdzenia jako trójki - szerszy kontekst

Answer 11

• Trójkę (x, P, y) można uważać za formułę logiczną P(x,y), gdzie binarny predykat P wiąże obiekt x z obiektem y .
• Trójkę można uważać za skierowany graf z etykietowanymi węzłami i łukami:
  
  • Skierowany od zasobu podmiotu (obiektu) stwierdzenia.
  • Skierowany do przedmiotu (wartości) stwierdzenia.
  • Wartość stwierdzenia może być innym zasobem lub literałem.

Question 12

W jaki sposób identifikujemy zasoby i własciwosci w RDF

Answer 12

W RDF zarówno zasoby jak i właściwości muszą być identyfikowane przez URI.

Question 13

Co to N-Triples?

Answer 13

N-Triples - sformalizowana konwencja ukierunkowana zarówno na czytelność jak i przetwarzanie maszynowe.

Polega na zapisie trzech elementów trójki RDF w kolejności podmiot-predykat-przedmiot, zakończonej kropką, po jednej trójce w wierszu. Każdy z elementów trójki zapisywany jest w postaci w pełni kwalifikowanych, nieskróconych URI, zapisywanych w nawiasach kątowych <>, według schematu:

Question 14

Co to Turtle (Terse RDF Triple Language)

Answer 14

Podstawowa gramatyka Turtle jest podobna do N-Triples (w rzeczywistości oba te formaty są podzbiorami ogólnej notacji N3 (Notation3)), ale bardziej zorientowana na skróty, czytelność i wygodę.

W notacji Turtle zasoby mogą być zapisywane w postaci qnames, czyli ns
, gdzie ns jest symbolem przestrzeni nazw, a id identyfikatorem zasobu. Przestrzenie nazw związane są w Turtle z definiującymi je URI za pomocą deklaracji @prefix.

Question 15

Typy danych w RDF

Answer 15

• typy danych stosowane są w językach programowania, aby umożliwić interpretację.
• W RDF w tym celu stosowane są literały typowane:
• Zapis ^^ wskazuje typ literału.
• W dokumentach RDF dozwolone jest korzystanie z wszelkich zewnętrznych typów danych.
• W praktyce najczęściej wykorzystywany jest system typów XML Schema, który definiuje szeroki wachlarz typów danych.
  Na przykład: Boolean, liczby całkowite, zmiennoprzecinkowe, czas, daty, itp.

Question 16

RDF: Predykaty binarne

Answer 16

• RDF używa tylko binarnych właściwości
  
  • Jest to ograniczenie, ponieważ często używamy predykatów z więcej niż 2 argumentami.
  • Ale można je zasymulować predykatami binarnymi.
• Przykład: referee(X,Y,Z)
  X jest sędzią meczu szachowego pomiędzy graczami Y i Z
  
  • Wprowadzamy nowy pomocniczy zasób chessGame oraz predykaty binarne: ref, player1 i player2.
  • Możemy teraz wyrazić referee(X,Y,Z) jako:

Question 17

RDF: Właściwości

Answer 17

• Właściwości są specjalnym rodzajem zasobów.
• Właściwości mogą występować jako obiekty w trójkach obiekt-atrybut-wartość (stwierdzeniach).
• Możliwość ta oferuje dużą elastyczność.
• Ale jest to niezwykłe dla języków modelowania i języków programowania OO.
• Może to być mylące dla programistów modelowania semantycznego.

Question 18

RDF: Reifikacja

Answer 18

Reifikacja (przekształcenie relacji w obiekty) jest innym dość mocnym mechanizmem.

• Może wydawać się nie na miejscu we w sumie prostym języku takim jak RDF.
• Tworzenie stwierdzeń o stwierdzeniach wprowadza poziom złożoności, który nie jest niezbędny do podstawowej warstwy Semantic Web
• Mogłoby wydawać się bardziej naturalne umieszczenie tego mechanizmy w bardziej zaawansowanych warstwach, które zapewniają bogatsze funkcje reprezentacji.

Question 19

RDF Schema

Answer 19

Schema - rozszerzenie języka RDF, które pozwala użytkownikowi opisywać zasoby przy pomocy własnych zestawów pojęć oraz wprowadzające:

• Klasy i właściwości
• Hierarchię klas i dziedziczenia
• Hierarchię właściwości

RDF Schema nie jest odrębnym językiem tworzenia schematów dla dokumentów RDF.

Question 20

Co to SPARQL

Answer 20

SPARQL - język zapytań RDF.

Składniowo przypomina nieco SQL, lecz w rzeczywistości język SPARQL nawiązuje do grafowego modelu danych RDF:

• SPARQL opiera się na dopasowaniu do wzorców-grafów.
• Najprostszym wzorcem-grafem jest trójka, podobna do trójki RDF ale z możliwością użycia zmiennej zamiast termu RDF na pozycji podmiotu, predykatu lub przedmiotu.
• Łączenie wzorców-trójek daje wzorzec-graf. Dokładne dopasowanie wzorca do grafu danych RDF jest niezbędne dla dopasowania wzorca.

Question 21

Struktura zapytania SPARQL

Answer 21

Podobnie jak w SQL, zapytania SPARQL mają strukturę SELECT-FROM-WHERE:

• SELECT określa liczbę i kolejność pobieranych danych.
• FROM służy do określenia źródła przeszukiwania (opcjonalne).
• WHERE nakłada ograniczenia na możliwe rozwiązania w postaci szablonów, wzorców wykresów i ograniczeń logicznych.

Question 22

Co to ontologia

Answer 22

Ontologia - jawna specyfikacja konceptualizacji.

Ontologia - jawny, precyzyjny i kompletny opis jakiejś części świata, zwanej dziedziną przedmiotową lub problemową.

Question 23

Jaki jest cel Ontologii

Answer 23

Celem ontologii jest m.in. uniknięcie nieporozumień, zapewnienie, że wszyscy agenci operujący w lub na danej dziedzinie rozumieją jej elementy i własności w jednolity sposób.

Question 24

Co musi zawierać Ontologia

Answer 24

Ontologia musi zawierać specyfikację:

• Terminologii uzgodnionej dla danej dziedziny.
• Pojęć dotyczących danej dziedziny.
• Atrybutów tych pojęć, ich własności i związków między nimi.
• Istniejących więzów na te atrybuty, własności i związki.

Powyższe elementy stanowią terminologiczną wiedzę o dziedzinie. Ontologia może również zawierać część asercyjną obejmującą:

• Wiedzę o indywiduach/obiektach istniejących w dziedzinie.

Zestawienie i opisy wszystkich tych elementów danej dziedziny bywa nazywane jej konceptualizacją. Dlatego w największym skrócie ontologię danej dziedziny nazywa się jawną specyfikacją jej konceptualizacji.

Question 25

Czym są Ontologie górne

Answer 25

Opisują pojęcia świata rzeczywistego, wspólne dla wszelkich działań, nienależące do żadnej określonej dziedziny problemowej.

Przykłady:
Dublin Core, Cyc/OpenCyc/ResearchCyc, GFO, SUMO, DOLCE, Wordnet

Question 26

Ontologie dziedzinowe

Answer 26

wprowadzają ujednoliconą terminologię, systematykę i definiują model danych określonej dziedziny problemowej. Znaczenie pojęć ontologii dziedzinowej jest specyficzne dla danej dziedziny. Mogą, ale nie muszą, odwoływać się do jakiejś ontologii górnej.

Przykłady:
Gene Ontology, SNOMED CT

Question 27

OWL - Ontology Web Language

Answer 27

OWL (Ontology Web Language) - deklaratywny język tworzenia ontologii. Pozwalający opisać budowę, właściwości i aktualny stan dziedziny problemowej. Stwierdzenia w nim zapisane pozwalają wywieść dalsze informacje opierając się na semantyce formalnej.

Question 28

Co wystepuje w OWL

Answer 28

W języku OWL występują:

• Encje (entities) - elementy określające pojęcia modelowanej dziedziny (zarówno obiekty, ich własności, jak i relacje między nimi).
• Wyrażenia (expressions) - kombinacje encji i konstruktorów OWL.
• Aksjomaty (axioms) - podstawowe stwierdzenia tworzące ontologię.

Ontologia zbudowana z tych elementów składa się z szeregu stwierdzeń, mających charakter aksjomatów logicznych. Zapis ontologii stwierdza prawdziwość tych aksjomatów (true/false).

Question 29

Jakie są (2) semantyki w OWL

Answer 29

Semantyka Bezpośrednia (Direct Semantics)
- Semantyka RDF (RDF-Based Semantics)

Question 30

Co to jest logika opisowa?

Answer 30

Logika opisowa to podstawa teoretyczna języka OWL, rodzina formalizmów logicznych stanowiących rozstrzygalne podzbiory matematycznej logiki pierwszego rzędu.

Question 31

Co to jest modelowanie ontologiczne?

Answer 31

Modelowanie ontologiczne to proces tworzenia reprezentacji wiedzy, która pozwala na wyrażanie, wymianę i przetwarzanie wiedzy o danej dziedzinie problemowej.

Question 32

Jaką rolę pełnią silniki wnioskowania?

Answer 32

Silniki wnioskowania realizują wywody logiczne, choć ich konstrukcja nie jest częścią specyfikacji OWL.

Question 33

Jakie są plusy i minusy korzystania z silników wnioskowania w OWL?

Answer 33

Plusy: Pozwalają łatwo uzyskać wiele konsekwencji oraz zauważyć pożądane i niepożądane efekty wprowadzanych stwierdzeń.
Minusy: Nie zawsze można łatwo przewidzieć konsekwencje wprowadzanych stwierdzeń.

Question 34

Jaka jest różnica między semantyką bazy wiedzy a bazy danych w kontekście faktów?

Answer 34

W bazie danych fakt nieistniejący przyjmuje się zwykle jako fałszywy (założenie świata zamkniętego), podczas gdy ontologia OWL przyjmuje założenie świata otwartego.

Question 35

Co to notacja manchaster

Answer 35

Notacja Manchester sprzyja beznawiasowemu zapisowi wyrażeń dzięki priorytetom (od najwyższego do najniższego):

• some, only, value, min, max, exactly, that
• not
• and
• or