Informatica per le discipline umanistiche e linguistiche - Appunti

IDEE PRINCIPALI LEZIONE DI OGGI

• Linguaggi di marcatura
• XML
• Struttura ad albero
• Attributi
• Text Encoding Initiative
• Archivi basati sulla TEI

LETTURE

• Tomasi, cap. 4
• Linguaggi di Marcatura
• XML
• TEI:
• Tutorials:
• Gentle introduction to XML
• http://www.tei-c.org/release/doc/tei-p5-doc/en/html/SG.html
• TEI-LITE
• http://www.tei-c.org/Guidelines/Customization/Lite/teiu5_split_en.html

Lezione 8 INFORMATICA UMANISTICA B

• RAPPRESENTAZIONE DELLA CONOSCENZA
• ONTOLOGIE
• SEMANTIC WEB
• RAPPRESENTAZIONE DELLA CONOSCENZA ED ONTOLOGIE
• La ricerca sul modo 'ideale' per rappresentare le informazioni nelle basi di dati e in intelligenza artificiale ha portato alla nascita di ricerca sulla KNOWLEDGE ENGINEERING o rappresentazione della conoscenza anche in senso non applicato
• Particolarmente interessante per domini piu' complessi che 'studenti' e gli 'esami'
• Quest'area si focalizza sulle ONTOLOGIE

Ontologie base teorica del lavoro sul Semantic Web

Ontologie applicate in domini come la medicina

Il SEMANTIC WEB

RAPPRESENTAZIONE DELLA CONOSCENZA IN INFORMATICA

In informatica sono stati sviluppati numerosi modelli della rappresentazione della conoscenza

TESAURI

Modelli concettuali sviluppati per le basi di dati

RETI SEMANTICHE e TASSONOMIE

ONTOLOGIE

TESAURI

Rappresentazioni di ASSOCIAZIONI tra parole

Tipicamente raggruppate in CATEGORIE

ESEMPIO DI TESAURO

RETI SEMANTICHE E TASSONOMIE

Rappresentazioni in cui

Vengono identificate relazioni come nei modelli concettuali

Viene anche rappresentata informazione TASSONOMICA

Si esprimono anche RESTRIZIONI su relazioni

TASSONOMIE

RELAZIONI E TASSONOMIE NELLE RETI SEMANTICHE

DESCRIPTION LOGICS

Una famiglia di logiche che permettono di descrivere reti semantiche specificando

oltre che informazioni su relazioni e tassonomie anche COMPLEMENTARITA: MALE e FEMALE sono disgiunti

CARDINALITA’

Una bici ha 2 ruote, un'auto ne ha 4

ONTOLOGIE IN INFORMATICA

Concepts and definitions

Aristotle's Metaphysics, Book Z

Aristotle's Metaphysics:

Definitions

Definition by genus and differentia

The 'method of division':

Begin with the broadest genus containing the species to be defined ('ANIMAL')

Divide the genus in two sub-parts by some differentia ('FOOTED')

Then divide the two sub-types again (CLOVEN-FOOTED)

Other philosophers

Other philosophers

The classical theory in a nutshell

Disegno di ontologie

Identificazione dei CONCETTI

Identificazione dei loro ATTRIBUTI

Identificazione delle relazioni di dipendenza tra questi concetti e di restrizioni, usando description logics o linguaggi logici piu' potenti

ONTOLOGIA IN INFORMATICA

What makes the theory so popular

It offers a simple model of CONCEPT ACQUISITION

"the natural model of concept acquisition is one"

where the learner acquires a concept by assembling its features

It offers a convincing account of CATEGORIZATION (classification)

Something is judged to be an instance of a concept if it has all and only the features of the concept

It explains certain types of INFERENCES

Katz: from THERE IS A CHAIR IN THE ROOM can infer ANALYTICALLY

that There is a physical object in this room

There is an artifact in this room

ONTOLOGIA APPLICATA

La ricerca sulle ontologie e' al momento molto attiva nelle aree dell'Informatica

Rappresentazione ed interscambio di informazioni scientifiche

Semantic Web

ONTOLOGIA APPLICATA IN INFORMATICA

Interoperabilita' Semantica

Integrazione di Database

Imprese Virtuali

Concurrent engineering

e-commerce

Web services

Information Retrieval

Distinguere il vocabolario dell'utente da quello dei dati

Rispondere alle Query su insiemi di documenti

Natural Language Processing

ONTOLOGIE

NELL'AMBITO DELLA BIOLOGIA

Protein Ontology: un'ontologia sviluppata per codificare la nostra conoscenza sulle proteine in modo sistematico

Altre ontologie elencate sul sito OPEN BIOMEDICAL ONTOLOGY

• Gene ontology
• C. elegans
• etc

PROTEIN ONTOLOGY

ALTRI DOMINI IN CUI VENGONO USATE ONTOLOGIE

• Geografia (per scambiare informazioni tra sistemi satellitari etc)
• Software
• Specifica di processi (management)
• PSL

Ontologie 'generali' ed ontologie 'di dominio'

Esistono ora molte ontologie per domini specifici

Esistono anche tentativi di 'riunificare' queste ontologie tramite cosiddette 'ontologie di livello superiore'

SUMO

DOLCE

ESEMPIO DI ONTOLOGIA USATA IN AI (SUMO)

DOLCE

Ontologia generale sviluppata dal Laboratorio di Ontologia Applicata del CNR (LOA)

La tassonomia di DOLCE

Scelte Ontologiche

di base in DOLCE (1)

• Oggetti (Enduranti o Continuanti) ed Eventi (Perduranti o Occorrenti)
• queste sono categorie distinte connesse attraverso la relazione di partecipazione.

Le Qualità formano una categoria

• esse ineriscono agli Oggetti (Qualità Fisiche) o agli Eventi (Qualità Temporali) e corrispondono a "proprietà individualizzate", cioè sono inerenti solo a una specifica entità, per esempio "il colore di questa particolare rosa", "la velocità di questo movimento", ecc.

Scelte Ontologiche di base in DOLCE (2)

• Ogni tipo di Qualità è associato a uno Spazio di Qualità che rappresenta lo spazio dei valori che le qualità (di uno specifico tipo) possono assumere. Gli spazi di qualità non sono né nello spazio né nel tempo, ma sono ammessi diversi spazi di qualità associati allo stesso tipo di Qualità.

Spazio e Tempo sono specifici spazi

1. Sono ammessi diversi tipo di spazio e tempo.
2. Diversi Oggetti/Eventi possono essere co-localizzati spazio-temporalmente: in questo caso si considera la relazione di costituzione.

• Concrete: collocate nello spazio-tempo (le regioni di spazio-tempo sono collocate in se stesse)
• Astratte (questo termine può avere due significati):
  1. Resultato di un processo di astrazione (qualcosa di comune a molte esemplificazioni)
  2. Non collocato nello spazio-tempo (questo è il significato in DOLCE)

• Enduranti:
  • Tutte le loro parti proprie sono presenti ogni volta che essi sono presenti (interamente presenti, non attraverso le loro parti temporali)
  • Esistono nel tempo
  • Possono genuinamente cambiare nel tempo
  • Possono avere parti non essenziali

endurtanti include un argomento temporale

Perduranti:

• Solo alcune delle loro parti proprie sono presenti ogni volta che essi sono presenti (presenza parziale, parti temporali)
• Accadono nel tempo
• Non cambiano nel tempo
• Tutte le loro parti sono essenziali
• La relazione di parte sui perduranti non considera il tempo

SEMANTIC WEB

Il Semantic Web (Berners-Lee Hendler et al 2001) è un progetto per realizzare una versione del Web in cui i testi sono annotati SEMANTICAMENTE e quindi è possibile ritrovarli sulla base del CONTENUTO invece che di keywords

Esempio da pagina di Hendler

INGREDIENTI DEL SEMANTIC WEB

• XML come linguaggio di markup, ed in particolare
• URI per identificare nomi
• namespaces
• RDF per la rappresentazione di informazioni
• OWL (Web Ontology Language) per rappresentare concetti, attributi, e relazioni
• Una o più ontologie

LIVELLI DEL SEMANTIC WEB

• URI ed URL
• URL: indirizzo fisico
• URI:

indirizzo ‘concettuale’

RESOURCE DESCRIPTION FRAMEWORK (RDF)

Linguaggio per esprimere asserzioni del tipo

<RISORSA, PROPRIETA’, VALORE>

ESEMPIO DI RDF

ESEMPIO DI RDF

OWL: LINGUAGGIO PER DESCRIVERE ONTOLOGIE

Una serie di linguaggi che permettono di descrivere ontologie piu’ sofisticate

OWL-LITE: tassonomie, restrizioni

OWL-DL: livello delle description logics

OWL-FULL: massima espressivita’ (logica)

OWL

UN ESEMPIO DI PAGINA MARCATA PER SEMANTIC WEB

JIM HENDLER’S PAGE, SEMANTIC WEB INFO

VALUTAZIONE

L’uso di ontologie in informatica e’ ancora controverso

In alcune aree come la biomedicina chiaramente utili ed utilizzate

In altre aree meno chiaro

Semantic Web compreso

RIASSUNTO CONCETTI FONDAMENTALI

Forme di organizzazione della conoscenza in informatica: tesauri, reti semantiche,

ontologieOntologie: filosoficamente, applicazioni informatiche, di dominio / generali

Semantic

PROBLEMA: secondo le regole di un LINGUAGGIO DI PROGRAMMAZIONE

ALGORITMO: Un PROGRAMMA è un ALGORITMO posto in forma comprensibile al computer