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Ontology dynamics for Semantic Web: the MOMIS approach Relatore Chiar. mo Prof. Sonia Bergamaschi Tesi di Laurea di Alain Fergnani Correlatore Dott. Ing.

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1 Ontology dynamics for Semantic Web: the MOMIS approach Relatore Chiar. mo Prof. Sonia Bergamaschi Tesi di Laurea di Alain Fergnani Correlatore Dott. Ing. Francesco Guerra Controrelatore Chiar. mo Prof. Paolo Tiberio UNIVERSITA DEGLI STUDI DI MODENA E REGGIO EMILIA Facoltà di Ingegneria – Sede di Modena Corso di Laurea in Ingegneria Informatica Dinamica delle ontologie per il Web Semantico: lapproccio di MOMIS

2 2 Martedì, 18 Febbraio 2003Alain Fergnani Sommario Il Web Semantico Il Web Semantico Le ontologie Le ontologie La dinamica delle ontologie La dinamica delle ontologie Il sistema MOMIS Il sistema MOMIS Linserimento di nuove sorgenti Linserimento di nuove sorgenti Conclusioni Conclusioni

3 3 Martedì, 18 Febbraio 2003Alain Fergnani Il WWW oggi Conoscenze di base e conoscenza specifica del dominio (interpretazione) La ricerca di informazioni in rete… clic k Osservazioni Grande quantità di informazioni Grande quantità di informazioni Difficoltà nel selezionare le informazioni interessanti Difficoltà nel selezionare le informazioni interessanti Uso di HTML non comprensibile dai calcolatori Uso di HTML non comprensibile dai calcolatori

4 4 Martedì, 18 Febbraio 2003Alain Fergnani (interpretazione) Il WWW domani Il Web Semantico (istruzioni) AGENTE La ricerca di informazioni in rete… Ontologia annotazione (risultati) annotazione

5 5 Martedì, 18 Febbraio 2003Alain Fergnani Il Web Semantico The Semantic Web is an extension of the current web in which information is given well-defined meaning, better enabling computers and people to work in cooperation.The Semantic Web is an extension of the current web in which information is given well-defined meaning, better enabling computers and people to work in cooperation. The Semantic Web will bring structure to the meaningful content of Web pages, creating an environment where software agents, roaming from page to page, can readily carry out sophisticated tasks for users. [Tim Berners-Lee, James Hendler, Ora Lassila, The Semantic Web, Scientific American, May 2001] Elementi chiave: Elementi chiave: –Rappresentazione della conoscenza –Agenti –Ontologie

6 6 Martedì, 18 Febbraio 2003Alain Fergnani Il Web Semantico Agenti –Sono componenti software con le seguenti proprietà: autonomia autonomia reattività reattività pro-attività pro-attività abilità sociali abilità sociali [M. Wooldridge and N.R. Jennings. Intelligent agents: Theories and practice. The Knowledge Engineering Review.] practice. The Knowledge Engineering Review.] –Raccolgono contenuti dal Web da diverse sorgenti –Elaborano informazioni –Scambiano i risultati con altri programmi

7 7 Martedì, 18 Febbraio 2003Alain Fergnani Ontologie An ontology is an explicit specification of a conceptualization. [Tom Gruber] An ontology is an explicit specification of a conceptualization. [Tom Gruber] Idea di fondo delle ontologie: Idea di fondo delle ontologie: –descrizione di un particolare dominio, –da un certo punto di vista, –descrizione esplicita, –costruzione di un vocabolario per quel dominio, –un gruppo usa il vocabolario per accordarsi sul significato dei termini usati, –fondamentale per la comunicazione. Il Web Semantico

8 8 Martedì, 18 Febbraio 2003Alain Fergnani Dinamica delle Ontologie Le ontologie evolvono durante il loro ciclo di vita a causa di: Le ontologie evolvono durante il loro ciclo di vita a causa di: –cambiamenti nel dominio –cambiamenti nella concettualizzazione condivisa –cambiamenti nellespressione, specificazione –nuovi requisiti

9 9 Martedì, 18 Febbraio 2003Alain Fergnani Strumenti per la gestione delle Ontologie Strumenti per lo sviluppo Strumenti per lo sviluppo –OILEd –OntoEdit –Protégé-2000 –WebODE Strumenti per lintegrazione e la fusione Strumenti per lintegrazione e la fusione –Chimaera –PROMPT –ODEMerge –FCA-Merge Osservazioni – Forniscono soluzioni parziali – Hanno approcci diversi – Hanno diverse funzionalità – Hanno differenti capacità di aiutare lutente Osservazioni – Forniscono soluzioni parziali – Hanno approcci diversi – Hanno diverse funzionalità – Hanno differenti capacità di aiutare lutente

10 10 Martedì, 18 Febbraio 2003Alain Fergnani MOMIS MOMIS M ediator envir O nment for M ultiple I nformation S ources è un sistema intelligente per lintegrazione di dati eterogenei e distribuiti. MOMIS M ediator envir O nment for M ultiple I nformation S ources è un sistema intelligente per lintegrazione di dati eterogenei e distribuiti. Principali caratteristiche: Principali caratteristiche: –Approccio semantico allintegrazione –Common Thesaurus –Global Virtual View (GVV) –Interrogazioni sulla Global Virtual View –Un modello dei dati comune – ODM I3 –Un linguaggio per descrivere gli schemi delle sorgenti ODL I3 (Object Definition Language)

11 11 Martedì, 18 Febbraio 2003Alain Fergnani MOMIS – Architettura Data level Wrapper Relational Source Relational Source Wrapper XML Source XML Source Wrapper Object Source Object Source Wrapper generic Source generic Source legenda CORBAObject User GUI Software tools CORBA interaction User interaction WordNet Service level ODB-Tools ODB-Tools Global Schema METADATA REPOSITORY Global Schema METADATA REPOSITORY Global Schema Builder QueryManager SLIMWordNet interaction SIMODB-Tools validation ARTEMISClustering TUNIMMap. table tuning SLIMWordNet interaction SIMODB-Tools validation ARTEMISClustering TUNIMMap. table tuning SI-Designer MOMISmediator creates User Application Integration Designer Integration Designer USERlevel

12 12 Martedì, 18 Febbraio 2003Alain Fergnani Processo di integrazione Common Thesaurus Common Thesaurus Calcolo Cluster Calcolo Cluster XML OODB RDB Schemi Sorgenti ODL I 3 GloblalClass 3 GloblalClass 1 GloblalClass 2 Mapping tra Schema Globale/ Schemi Locali Global Virtual View GVV Common Thesaurus –relazioni intra/inter schema –relazioni lessicali (annotazione schemi sorgenti) –relazioni inserite dallutente –relazioni inferite Tipi di rel.: SYN, NT, BT, RT. Es: CS.Course SYN UNI.Section Common Thesaurus –relazioni intra/inter schema –relazioni lessicali (annotazione schemi sorgenti) –relazioni inserite dallutente –relazioni inferite Tipi di rel.: SYN, NT, BT, RT. Es: CS.Course SYN UNI.Section

13 13 Martedì, 18 Febbraio 2003Alain Fergnani MOMIS e la dinamica La gestione della dinamica consiste nella capacità di far fronte a: La gestione della dinamica consiste nella capacità di far fronte a: –inserimento di nuove sorgenti, –aggiornamento o –cancellazione di sorgenti già integrate. MOMIS non è in grado di gestire la dinamica. MOMIS non è in grado di gestire la dinamica. Nella tesi si è affrontato il problema dellinserimento di nuove sorgenti nel sistema. Nella tesi si è affrontato il problema dellinserimento di nuove sorgenti nel sistema.

14 14 Martedì, 18 Febbraio 2003Alain Fergnani Annotazione della GVV La GVV deve essere annotata per aumentarne il potere espressivo. La GVV deve essere annotata per aumentarne il potere espressivo. La fase di annotazione assegna agli elementi dello schema globale (classi e attributi) un nome e almeno un significato. La fase di annotazione assegna agli elementi dello schema globale (classi e attributi) un nome e almeno un significato. Sono stati individuati i casi che si possono verificare per rendere il più possibile automatico il processo. Sono stati individuati i casi che si possono verificare per rendere il più possibile automatico il processo. Lannotazione viene eseguita rispetto al DB lessicale WordNet ( Lannotazione viene eseguita rispetto al DB lessicale WordNet (

15 15 Martedì, 18 Febbraio 2003Alain Fergnani Annotazione della GVV UNI.ArticleNTCS.PublicationCS.EssayNTCS.Publication CS.Essay= CS.Publication= UNI.Article= CS.Essay= CS.Publication= UNI.Article= GlobalClass1 = GlobalClass1 = essay#1 = an analytic or interpretive literary composition essay#1 = an analytic or interpretive literary composition publication#2 = a copy of a printed work offered for distribution publication#2 = a copy of a printed work offered for distribution article#1 = nonfictional prose forming an independent part of a publication article#1 = nonfictional prose forming an independent part of a publication GlobalClass1 = GlobalClass1 = essay#1 = an analytic or interpretive literary composition essay#1 = an analytic or interpretive literary composition publication#2 = a copy of a printed work offered for distribution publication#2 = a copy of a printed work offered for distribution article#1 = nonfictional prose forming an independent part of a publication article#1 = nonfictional prose forming an independent part of a publication La classe globale annotata GlobalClass1 CS.Essay CS.Publication UNI.Article GlobalClass1 CS.Essay CS.Publication UNI.Article La classe globale Le classi locali annotate Le relazioni nel CT nome significati forma base senso

16 16 Martedì, 18 Febbraio 2003Alain Fergnani Nuovo processo di integrazione Common Thesaurus Common Thesaurus Calcolo Cluster Calcolo Cluster XML GVVannotata OODB RDB Schemi Sorgenti ODL I 3 GloblalClass 3 GloblalClass 1 GloblalClass 2 Mapping tra Schema Globale/ Schemi Locali Nuova GVV Common Thesaurus –relazioni intra/inter schema (solo nuove sorgenti) (solo nuove sorgenti) –relazioni lessicali (GVV e nuove sorgenti annotate) (GVV e nuove sorgenti annotate) –relazioni inserite dallutente –relazioni inferite Common Thesaurus –relazioni intra/inter schema (solo nuove sorgenti) (solo nuove sorgenti) –relazioni lessicali (GVV e nuove sorgenti annotate) (GVV e nuove sorgenti annotate) –relazioni inserite dallutente –relazioni inferite Nuova Nuova

17 17 Martedì, 18 Febbraio 2003Alain Fergnani Vantaggi – Svantaggi Vantaggi Vantaggi –Il processo non riparte da scratch –Il processo sfrutta le conoscenze delle precedenti sessioni di integrazione –Riduzione dei tempi di integrazione –Riduzione degli effetti collaterali, preservando il più possibile lo schema precedente –La metodologia di MOMIS viene conservata Svantaggi Svantaggi –La GVV deve essere annotata –Gli errori delle precedenti sessioni si possono propagare –Possibile scarsa rappresentatività del dominio integrato –Riduzione dellespressività dopo diverse sessioni di integrazione

18 18 Martedì, 18 Febbraio 2003Alain Fergnani Conclusioni Difficoltà nellimplementazione del Web Semantico Difficoltà nellimplementazione del Web Semantico La comunità scientifica non ha adottato una linea comune (linguaggi, strumenti, progetti) La comunità scientifica non ha adottato una linea comune (linguaggi, strumenti, progetti) Difficoltà nella gestione della dinamica delle ontologie Difficoltà nella gestione della dinamica delle ontologie Estensione di MOMIS per la gestione dellinserimento di nuove sorgenti Estensione di MOMIS per la gestione dellinserimento di nuove sorgenti Sviluppo del codice per lestensione del sistema Sviluppo del codice per lestensione del sistema Futura estensione della gestione ai casi di modifica e cancellazione di sorgenti già integrate Futura estensione della gestione ai casi di modifica e cancellazione di sorgenti già integrate Integrazione del lavoro svolto nel progetto SEWASIE Integrazione del lavoro svolto nel progetto SEWASIE

19 19 Martedì, 18 Febbraio 2003Alain Fergnani SEWASIE SEWASIE (Semantic Webs and AgentS in Integrated Economies) è un progetto finanziato dalla Commissione Europea (Maggio 2002/Aprile 2005). SEWASIE (Semantic Webs and AgentS in Integrated Economies) è un progetto finanziato dalla Commissione Europea (Maggio 2002/Aprile 2005). Goal: progettare e implementare un motore di ricerca avanzato basato sulla semantica. Goal: progettare e implementare un motore di ricerca avanzato basato sulla semantica. I partecipanti: I partecipanti: Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia (ITALY) Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia (ITALY) CNA SERVIZI Modena s.c.a.r.l. (ITALY) CNA SERVIZI Modena s.c.a.r.l. (ITALY) Università degli Studi di Roma La Sapienza (ITALY) Università degli Studi di Roma La Sapienza (ITALY) Rheinisch Westfaelische Technische Hochschule Aachen (GERMANY) Rheinisch Westfaelische Technische Hochschule Aachen (GERMANY) Libera Università di Bolzano (ITALY) Libera Università di Bolzano (ITALY) Thinking Networks AG (GERMANY) Thinking Networks AG (GERMANY) Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein (GERMANY) Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein (GERMANY) IBM Italia SPA (ITALY) IBM Italia SPA (ITALY) Il sito web: Il sito web:


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