Σύγκριση προγραμματιστικών διεπαφών (APIs) για διαχείριση οντολογιών ιστού και ανάπτυξη μηχανισμού υποβολής ευφυών ερωτημάτων

• Κύριος συγγραφέας: Τζογάνης, Γεράσιμος
• Άλλοι συγγραφείς: Παπαθεοδώρου, Θεόδωρος
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2010
• Θέματα: Σημαντικός ιστός; Οντολογίες; Ευφυείς επερωτήσεις; Semantic web; Ontologies; Queries; 025.04

Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετώνται και συγκρίνονται μεταξύ τους μερικές από τις κυριότερες προγραμματιστικές διεπαφές (APIs) που έχουν αναπτυχθεί για τη διαχείριση οντολογικών εγγράφων του Σημαντικού Ιστού. Αυτές οι προγραμματιστικές διεπαφές είναι εκφρασμένες σε JAVA, και κάθε μία προσφέρει ιδιαίτερα χαρακτηριστικά για την διαχείριση οντολογιών. Οι προγραμματιστικές διεπαφές μελετήθηκαν και συγκρίθηκαν ως προς διάφορα χαρακτηριστικά. Σ’ αυτά περιλαμβάνονται οι οντολογικές γλώσσες τις οποίες υποστηρίζουν, ποια ιδιαίτερα υποσύνολα («διαλέκτους») γλωσσών με συγκεκριμένα χαρακτηριστικά υποστηρίζουν, αλλά και οι δυνατότητες ανακάλυψης γνώσης που παρέχουν, με την υποστήριξη κάποιας γλώσσας συγγραφής επερωτήσεων ή όχι. Επίσης μελετήσαμε τους στόχους κάθε διεπαφής και τα πεδία εφαρμογής της με τα συγκριτικά πλεονεκτήματα και τους περιορισμούς τους οποίους εισάγει. Τέλος, προτείνεται ένας μηχανισμός ανακάλυψης γνώσης από οντολογικά έγγραφα, και περιγράφεται η ανάπτυξή του. Ο μηχανισμός που αναπτύχθηκε είναι ένας μηχανισμός υποβολής ευφυών επερωτήσεων προς OWL οντολογίες, με ευρύτερες εκφραστικές δυνατότητες από τις υπάρχουσες προτάσεις, που συνήθως προσανατολίζονται σε RDF έγγραφα ή θέτουν διάφορους περιορισμούς ως προς τη φύση των επερωτήσεων. Για το σκοπό χρησιμοποιήθηκε μια νέα πρόταση στις γλώσσες επερωτήσεων, η SPARQL-DL. Επίσης, στόχοι κατά την ανάπτυξη του μηχανισμού ήταν η λειτουργικότητα και η επεκτασιμότητα της συνολικής εφαρμογής. Στο πρώτο κεφάλαιο, αρχικά γίνεται μια εισαγωγή στο Σημαντικό Ιστό, με την περιγραφή των γενικών χαρακτηριστικών του, της αναγκαιότητας των υπηρεσιών του και των διαφόρων προσεγγίσεων υλοποίησής του. Περιγράφονται τα συγκεκριμένα χαρακτηριστικά των γλωσσών που συμμετέχουν αυτή τη στιγμή ή προορίζονται για να συμμετάσχουν στη δόμησή του, με ιδιαίτερη έμφαση στη γλώσσα που συστήνει το World Wide Web Consortium, την OWL. Στο δεύτερο κεφάλαιο περιγράφονται οι γλώσσες συγγραφής επερωτήσεων που υπάρχουν αυτή τη στιγμή για την ανακάλυψη γνώσης από οντολογίες, τα συγκεκριμένα χαρακτηριστικά και οι αδυναμίες της κάθε μιας. Και πάλι δίνουμε ιδιαίτερη έμφαση στο πρότυπο του W3C, τη γλώσσα SPARQL, και στην προτεινόμενη εξέλιξή της, τη SPARQL-DL. Στο τρίτο κεφάλαιο περιγράφονται οι πιο κοινές προγραμματιστικές διεπαφές, τα χαρακτηριστικά που παρέχουν και οι αδυναμίες τους. Περιγράφονται ως προς τις οντολογικές γλώσσες που υποστηρίζουν, τις γλώσσες και γενικότερα τις μεθόδους επερωτήσεων που υποστηρίζουν και τα πεδία εφαρμογών στα οποία χρησιμοποιούνται. Περιγράφονται επίσης οι τρόποι διασύνδεσης των διάφορων διεπαφών μεταξύ τους ή με άλλα τμήματα λογισμικού, όπως μηχανισμούς συλλογισμού (reasoners). Στο τέταρτο και τελευταίο κεφάλαιο περιγράφεται ένας μηχανισμός υποβολής ευφυών επερωτήσεων και παρουσιάζεται η ανάπτυξή του. Περιγράφονται οι επιλογές των εργαλείων που χρησιμοποιήθηκαν και οι γενικότερες σχεδιαστικές επιλογές. Εκτελούνται πειράματα ώστε να αξιολογηθεί αυτός ο μηχανισμός υποβολής επερωτήσεων και να διερευνηθούν οι περιορισμοί τους οποίους εισάγουν τα συγκεκριμένα εργαλεία που χρησιμοποιήσαμε αλλά και οι δυνατότητες που προκύπτουν από αυτά. Παρουσιάζονται οι πιθανές επεκτάσεις της εφαρμογής που αναπτύχθηκε, με επιπλέον χαρακτηριστικά, ώστε για παράδειγμα να γίνει προσβάσιμη από απομακρυσμένες εφαρμογές. Τέλος, παρουσιάζεται ένα πιθανό σενάριο χρήσης της εφαρμογής σε πραγματικό περιβάλλον, ώστε να γίνουν περισσότερο εμφανή τα πλεονεκτήματα και η χρησιμότητα ενός τέτοιου μηχανισμού ανακάλυψης γνώσης.