AIwiki

Strona Główna

Dla Studentów

Zima / Winter 2021:

Computer Science: Introduction to AI
ISI: Podstawy Sztucznej Inteligencji

Old specialized AI courses

SMaDA/SMaIDA/AIDA

1. semester:

2. semester:

WSHOP -- Development Workshop

Informatyka (EAIiIB)

1. rok:

2. i 3. rok:

4. rok:

Systemy i technologie wirtualizacji

Studia Dr

HeKatE

Public

The KESE workshop (EN only)
Mindstorms (archive)

Prolog Lab

Część główna

Część fakultatywna

Różnice

Różnice między wybraną wersją a wersją aktualną.

Odnośnik do tego porównania

--- pl:prolog:prolog_lab:prolog_lab_semweb [2009/05/06 09:18]
gjn
+++ pl:prolog:prolog_lab:prolog_lab_semweb [2019/06/27 15:50] (aktualna)
@@ Linia 1: / Linia 1: @@
-**UWAGA: Instrukcja będzie dostępna od następnych zajęć (13.05)** --- //[[wtf@agh.edu.pl|Weronika T. Furmańska]] 2009/05/06 00:52//
 ====== Integracja z Semantic Web ======
@@ Linia 5: / Linia 4: @@
 ===== Wprowadzenie =====
-==== SWI-Prolog for the (semantic) web ====
+==== Semantic Web ====
+Podstawowymi standardami Semantic Web są:
+  * [[http://www.w3schools.com/rdf/default.asp|RDF]]
+    * umożliwia opis relacji pomiędzy zasobami w postaci trójek: ''(subject predicate object)''
+    * każdy element trójki RDF identyfikowany jest przez URI
+    * składnia oparta na XML
+    * [[http://www.w3schools.com/rdf/RDFvalidationresult.htm|zobacz przykład]] trójek RDF zapisanych w postaci tabeli, w składni RDF/XML oraz w postaci graficznej
+    * istnieje szereg słowników dla RDF, np. zbiór relacji opisujących zależności między ludźmi (FOAF ([[http://api.iknow.co.jp/users/Rattle_turtle.rdf|przykład]])), zbiór relacji do opisu metadanych zbiorów informacyjnych ([[http://www.w3schools.com/rdf/rdf_dublin.asp|DublinCore]]) i inne.
+  * RDFS
+    * pozwala na tworzenie prostych taksonomii, czyli hierarchii pojęć
+    * rozszerza RDF o predykaty typu //Class//, //subClassOf//, //Property//, //subPropertyOf//, //Resource// itd.
+  * [[http://www.w3schools.com/rdf/rdf_owl.asp|OWL]]
+    * daje więcej możliwości niż RDFS, umożliwia tworzenie ontologii, czyli pewnego rodzaju modelu dziedziny w postaci pojęć (classes/concepts) oraz relacji między nimi (properties/roles).
+    * OWL jest oparty na wariancie Logiki Opisowej (Description Logic) i posiada formalną semantykę (znaczenie pojęć i relacji jest ściśle określone i pozwala na automatyczne wnioskowanie dot. np. hierarchii pojęć, instancji klas itd.)
+    * ontologie można tworzyć w [[http://protege.stanford.edu/|Protege'u]], przeglądać online w [[http://pellet.owldl.com/ontology-browser|OWL Sight]], a silnik wnioskujący to np. [[http://clarkparsia.com/pellet|Pellet]]
+Dokumenty Semantic Web mogą znajdować się w sieci w postaci plików z rozszerzeniem *.rdf, *.owl,  do ich wyszukiwania służy wyszukiwarka [[http://swoogle.umbc.edu/|Swoogle]]
+Adnotacje semantyczne mogą też być dodawane do istniejących stron, za pomocą odpowiedznich standardów, np.RDFa (
+ [[http://www.planbooktravel.com.au/region-images/QLD/outback-queensland/outback-queensland-400x272/dinosaur-footprints-lark-quarry.jpg/discussion_reply_form|zobacz przykład]] (aby zobaczyć adnotacje pokaż źródło strony i wyszukaj "rdf")).
+==== SWI-Prolog ====
 SWI-Prolog udostępnia [[http://www.swi-prolog.org/web/index.txt|kilka pakietów]] pozwalających na pracę z  Semantic Web.
@@ Linia 11: / Linia 35: @@
 Dodatkowe pakiety to:
-  * [[http://www.swi-prolog.org/web/Triple20.html|The Triple20 ontology editor]]  - //Graphical tool for browsing and editing ontologies. Not very well maintained, but useful for browsing loaded RDF and it has two nice features: it scales well and it can handle multiple ontologies and allows for editing them in a unified view.//
+  * [[http://www.swi-prolog.org/web/Triple20.html|The Triple20 ontology editor]]  - narzędzie do tworzenia, edycji i przeglądania ontologii.
-  * [[http://e-culture.multimedian.nl/software/ClioPatria.shtml|The ClioPatria semantic search web-server]]  - //This library resulted from the MultimediaN project. It is used in various large projects and provides a SPARQL and SeRQL endpoint. These end-points can also be use without the rest of ClioPatria.//
+  * [[http://e-culture.multimedian.nl/software/ClioPatria.shtml|The ClioPatria semantic search web-server]]  - serwer umożliwiający wykonywanie zapytań w językach SPQRQL i SeRQL
-  * [[http://www.semanticweb.gr/TheaOWLLib/|Thea, an OWL library for SWI-Prolog]] - //Provides access to OWL ontologies at the level of the abstract syntax. Can interact with external DL reasonder using DIG. The project is hosted on GitHUB //
+  * [[http://www.semanticweb.gr/TheaOWLLib/|Thea, an OWL library for SWI-Prolog]] - pakiet umożliwiający pracę z ontologiami zapisanymi w OWL. Umożliwia interakcję z silnikami wnioskującymi dla DL (Description Logics, formalizm , na którym oparty jest OWL).
-===== Ćwiczenia =====
-FIXME
+Podstawowe moduły:
+  * ''library(semweb/rdf_db.pl)'' - przechowywanie i zapytania do RDF
+  * ''library(rdf.pl)'' - parser RDF
+  * ''library(semweb/rdfs.pl)'' - zapytania RDFS
+  * ''library(semweb/rdf_edit.pl)'' - edytowanie dokumentów Semantic Web
+  * ''library(semweb/owl.pl)'' - zapytania OWL
+Aktualna wersja biblioteki SWI-Prolog nie zawiera modułu owl.pl.
+Podstawowe wsparcie dla OWL jest częścią edytora Triple20.
+**Ćwiczenie:**
+Uruchom :
+<code prolog>
+?- use_module(library('semweb/rdf_db')).
+</code>
+===== Praca z dokumentami RDF =====
+W tym ćwiczeniu pokazana zostanie (część) funkcjonalności [[http://www.swi-prolog.org/pldoc/package/semweb.html|podstawowej biblioteki swi-prolog semweb]].
+Prosze pobrać przykładowe pliki:
+  * [[http://www.w3.org/TR/owl-guide/wine.rdf|wine.rdf]]
+  * [[http://139.91.183.30:9090/RDF/VRP/Examples/moviedatabase.rdf|moviedatabase.rdf]]
+  * [[http://athena.ics.forth.gr:9090/RDF/VRP/Examples/earthrealm.rdf|earthrealm.rdf]]
+  * [[http://protege.stanford.edu/junitOntologies/testset/animals-vh.owl|animals-vh.owl]]
+==== Wczytywanie i zapisywanie plików ====
+  * ''rdf_load(+InOrList)'' - wczytanie trójek z podanego źródła
+  * ''rdf_unload(+Spec)'' - usunięcie trójek z podanego źródła
+  * ''rdf_save(+File)'' - zapis do pliku
+**Ćwiczenie:**
+Wczytaj plik RDF/XML:
+<code prolog>
+ ?- rdf_load('sciezka_do_pliku').
+</code>
+Np.
+<code prolog>
+ ?- rdf_load('wine.rdf').
+ ?- rdf_load(['moviedatabase.rdf','earthrealm.rdf']).
+ ?- rdf_unload('moviedatabase.rdf').
+</code>
+==== Zapytania do bazy RDF ====
+=== Podstawowy predykat - rdf/3 ===
+Podstawowy predykat: ''rdf(?Subject, ?Predicate, ?Object))''  ([[http://www.swi-prolog.org/pldoc/man?predicate=rdf%2f3|rdf/3]]).
+  * Subject i Predicate są atomami reprezentującymi identyfikator URI zasobu.
+  * Object - może być URI lub tzw. literałem, czyli konkretną wartością. Literał może być typu:
+    * Atom - jeżeli Object jest prostym tekstem, bez specyfikowania typu danych
+    * lang(LangID, Atom) - Atom reprezentuje tekst w podanym języku langID
+    * type(TypeID, Value) - atrybuty o określonym typie danych (według ''rdf:datatype'') TypeID.
+**Ćwiczenie**
+Pobierz i wczytaj plik [[http://www.w3.org/TR/owl-guide/wine.rdf|wine.rdf]]
+Przetestuj działanie predykatu rdf/3:
+<code prolog>
+?- rdf(A,S,D).
+?- rdf(A,S,literal(lang(fr,D))), write(D), nl.
+?- rdf(_,_,literal(Literal)).
+</code>
+Jakie są możliwe typy danych?
+Z jakiej przestrzeni nazw pochodzą?
+=== Wybieranie elementów z trójki ===
+''rdf_subject(?Subject)'' służy do pobierania pierwszych elementów trójek.
+W przeciwieństwie do zapytania '':-rdf(Subject, _, _).'' nie zwraca duplikatów.
+Przeglądu wszystkich literałów można dokonać przez:
+<code prolog>
+?- rdf(_,_,literal(Literal)).
+</code>
+**Ćwiczenie:**
+Proszę przetestować:
+<code prolog>
+?- rdf_current_literal(D).
+?- rdf_subject(Subject).
+?- rdf(Subject, _, _).
+</code>
+=== Zaawansowane wyszukiwanie ===
+W celu wykonania bardziej zaawansowanych zapytań na tekstach, zmienna Object może być zastąpniona przez ''literal(+Query, -Value)''.
+''+Query'' może mieć postać:
+  * ''exact(+Text)'' - dokładne dopasowanie wzorca (bez rozróżnienia wielkości liter)
+  * ''su bstring(+Text)'' - szukany tekst zawiera ''+Text''
+  * ''word(+Text)'' - szukany tekst zawiera ''+Text'' zakończony znakiem niealfanumerycznym
+  * ''prefix(+Text)'' - szukany tekst zaczyna się od ''+Text''
+  * ''like(+Pattern)'' - wyszukiwanie za pomocą wyrażeń regularnych
+**Ćwiczenie**
+Proszę poeksperymentować z powyższymi zapytaniami.
+==== Przestrzenie nazw ====
+Każdy zasób identyfikowany jest przez URI, zawyczaj zawierający //namespace//.
+Np. definicja ''Class'' jest identyfikowana przez URI: ''http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#Class''
+Biblioteka SWI-Prolog dostarcza specjalny predykat ns do mapowania przestrzeni nazw na krótsze nazwy symboliczne:
+ns(rdf,  'http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#').\\
+ns(rdfs, 'http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#').\\
+ns(owl,  'http://www.w3.org/2002/7/owl#').\\
+ns(xsd,  'http://www.w3.org/2000/10/XMLSchema#').\\
+ns(dc,   'http://purl.org/dc/elements/1.1/').\\
+ns(eor,  'http://dublincore.org/2000/03/13/eor#').\\
+Aby móc w tworzonych predykatach uzywać tego mapowania należy użyć [[http://www.swi-prolog.org/pldoc/man?predicate=rdf_meta%2f1|rdf_meta/1]].
+Aby dodać nową przestrzeń nazw należy użyć predykatu ''rdf_register_ns/2''.
+**Ćwiczenie**
+Pobierz i wczytaj plik: {{:pl:prolog:prolog_lab:card.pl|}}
+Przeanalizuj działanie.
+Więcej o przestrzeniach nazw [[http://www.swi-prolog.org/pldoc/doc_for?object=section%283%2c%20%273.5%27%2c%20swi%28%27%2fdoc%2fpackages%2fsemweb.html%27%29%29|w dokumentacji]].
+==== Zapytania z użyciem RDFS ====
+Predykat ''rdf_has(?Subject, ?Predicate, ?Object, -TriplePred)''.
+Predykat ''rdf_has/3'' używa relacji ''rdfs:subPropertyOf''.
+Zwraca trójki, w których własność (predicate) jest taka jak //Predicate// lub jest jego pochodną (''subPropertyOf'')
+Przykładowe użycie: znajdź wszystkie podklasy klasy Wine (UWAGA: każda klasa zdefiniowana jest przez unikalne URI, zatem np. klasa Wine to 'http://www.w3.org/TR/2003/PR-owl-guide-20031209/wine#Wine')
+<code prolog>
+?- findall(S, rdf_has(S, rdfs:subClassOf, 'http://www.w3.org/TR/2003/PR-owl-guide-20031209/wine#Wine'),SubClasses).
+</code>
+Predykat rdf_reachable(?Subject, +Predicate, ?Object) sprawdza, czy Object jest osiągalny z Subject poprzez przechodnią relację Predicate
+**Ćwiczenie**
+Proszę napisać predykat ''subclasses(Class, SubClasses)'', który wyszuka wszystkie podklasy zadanej klasy Class i zunifikuje je z SubClasses.
+Proszę pobrać plik: [[http://139.91.183.30:9090/RDF/VRP/Examples/moviedatabase.rdf|moviedatabase.rdf]].
+Ten plik stosuje identyfikatory względne, przestrzeń nazw jest określona przez bieżący katalog.
+Proszę dodać nową przestrzeń nazw, prowadzącą do bieżącego katalogu, np:
+<code prolog>
+?- rdf_register_ns(movie, 'file:///home/users/students/temp/wfurmanska/prolog/lab_semweb/moviedatabase.rdf#')
+</code>
+Proszę wczytać plik [[http://139.91.183.30:9090/RDF/VRP/Examples/moviedatabase.rdf|moviedatabase.rdf]].
+Proszę napisać predykat wyszukujący rodzaje filmów (podklasy klasy Movie).
+Proszę napisać predykat wyszukujący osoby pracujące przy tworzeniu filmu: (predicate 'participates').
+==== Modyfikowanie bazy ====
+Podstawowe:
+  * ''rdf_assert(+Subject, +Predicate, +Object)''
+  * ''rdf_retractall(?Subject, ?Predicate, ?Object)''
+  * ''rdf_update(+Subject, +Predicate, +Object, +Action)'' - modyfikacja jednego z elementów trójki w zal. od argumentu ''+Action''
+Zaawansowane - z uzyciem biblioteki ''rdf_edit'' - umożliwia transakcje i dostęp wielowątkowy
+  * ''rdf_transaction(:Goal, +Id)''
+===== Ontologie =====
+==== Klasy, role, instancje ====
+Ontologie typowo składają się z //klas//, //ról/własności// (properties, predicates) i //instancji// (instances, individuals).
+W RDFS:
+  * **klasa** to zasób (subject), którego własnością (predicate) jest ''rdf:type'', a jej wartością (object) jest ''rdfs:Class''
+  * **podklasy** definiuje się poprzez własność ''rdfs:subClassOf''
+  * **instancje** klasy C to zasoby, których własność ''rdf:type'' ma wartość C
+  * zasób może być instancją więcej niż jednej klasy
+  * **własności** są instancjami klasy ''rdfs:Property''
+  * istnieją dwie ważne własności: ''rdfs:domain'' do określania dziedziny danej własności, oraz ''rdfs:range'' do określania przeciwdziedziny (klasa lub typ danych)
+==== RDFS ====
+Przykładowe predykaty z biblioteki ''semweb/rdfs'':
+  * ''rdfs_subproperty_of(?SubProperty, ?Property)''
+  * ''rdfs_subclass_of(?SubClass, ?Class)''
+  * ''rdfs_class_property(+Class, ?Property)'' - zwraca true, jeśli dziedzina ''Property'' zawiera klasę ''Class''
+  * ''rdfs_individual_of(?Resource, ?Class)'' - zwraca true jeżeli dany zasób jest instancją danej klasy. Oznacza to, że w trójce RDF (subject predicate object) predicate to ''rdf:type'' a object to pewna klasa. Predykat może być użyty to testowania przynależności do klasy, generowania instancji danej klasy lub generowania klas, do których nalezy dana instancja.
+**Ćwiczenie**
+Proszę napisać predykaty:
+  * wyszukanie wszystkich klas zdefiniowanych w danym pliku
+  * znalezienie instancji danej klasy (jeśli w pliku nie ma żadnych instancji, proszę zastosować predykat rdf_assert/3 i dodać jakieś instancje dowolnej klasy)
+  * z użyciem własności ''rdfs:range'' znalezienie możliwych typów danych
+==== OWL ====
+OWL rozgranicza własności, których przeciwdziedziną są obiekty klas  - są to ''owl:ObjectProperty'' oraz te, których przeciwdziedziną są prymitywne typy danych ''owl:DatatypeProperty''.
+Np.
+?- rdf(S,rdf:'type',owl:'ObjectProperty').
+wyszuka wszystkie własności zdefiniowane w ontologii win, których przeciwdziedziną są obiekty klas.
+**Ćwiczenie**
+Proszę wyszukać własności typu owl:'DatatypeProperty'.
+==== Edytor Triple20 ====
+Tworzenie i edytowanie ontologii możliwe jest dzięki edytorowi [[http://www.swi-prolog.org/web/Triple20.html|Triple20]].
+Edytor ten wykorzystuje bibliotekę semweb.
+Aby uruchomić edytor Triple20 należy wpisać w konsoli:
+<code>
+triple20
+</code>
+**Ćwiczenie:**
+Proszę uruchomić Triple20.
+Następnie proszę wczytać uprzednio ściągnięte pliki oraz pliki ontologii bazowych. \\
+Proszę przeanalizować przykładowe ontologie.
+Jakie są typowe własności klas (properties)?\\
+Jak budowana jest hierarchia?\\
+Jaka klasa jest najbardziej ogólna w przestrzeni rdfs?\\
+A jaka w przestrzeni OWL?\\
+==== Tworzenie ontologii ====
+Proszę stworzyć prostą ontologię opartą na [[https://ai.ia.agh.edu.pl/wiki/hekate:dl_intro#history_and_background|diagramie]].
+Uwaga: W węzłach grafu znajdują się nazwy klas i instancji.
+Słowa pisane z welkiej litery (na diagramie) oznaczaja instancje danej klasy,
+słowa pisane z małej litery oznaczają nazwy klas.
+Na krawędziach grafu znajduja się role (properties).
+Proszę porównać zbudowaną ontologię z: [[http://www.cs.man.ac.uk/~horrocks/ISWC2003/Tutorial/people+pets.owl.rdf|tą tutaj]].
+W miarę czasu i możliwości proszę poeksperymentować z tworzeniem i edycją ontologii, a także przeglądnąć przykładowe ontologie "bazowe", takie jak FOAF, SKOS itd.
+==== Wizualizacja grafów RDF ====
+Na podstawie [[https://ai.ia.agh.edu.pl/wiki/pl:prolog:prolog_lab:prolog_lab_system#tematgraphviz_i_imagemagick|ćwiczenia z Lab. Metaprogramowanie]] oraz przykładu poniżej, napisz program, który stworzy graf RDF na podstawie wczytanego pliku RDF/XML.
+Przykład pliku dla graphViza:
+<code>
+digraph D{
+Fred -> person [label = "is an instance of" ];
+Fred -> Tibbs [label = "has pet" ];
+Tibbs -> cat [label = "is an instance of" ];
+cat -> animal [label = "is an" ];
+person -> animal [ label= "is an" ];
+man -> adult [label = "is an" ];
+man -> male [label ="is a" ];
+man -> person [label = "is a" ];
+cat_liker -> person [label = "is a" ];
+cat_liker -> cat [label = "likes" ];
+vegetarian -> animal [label = "is an" ];
+vegetarian -> animal [label = "doesn't eat"];
+cow -> vegetarian [label = "is a" ];
+sheep -> animal [label = "is an" ];
+sheep -> grass [label = "eats only" ];
+}
+</code>
 ===== Dla Zainteresowanych =====
@@ Linia 28: / Linia 322: @@
  --- //[[gjn@agh.edu.pl|Grzegorz J. Nalepa]] 2009/05/06 09:13//
+Za mało przykładów (przydałby się np. do punktu Zaawansowane wyszukiwanie). Nie za bardzo wiadomo jak ma działać obsługa przestrzeni nazw (gdzie to można zastosować).
+ --- //[[szymek@adres.pl|Szymon Świerkosz]]//

pl/prolog/prolog_lab/prolog_lab_semweb.1241594282.txt.gz · ostatnio zmienione: 2019/06/27 15:59 (edycja zewnętrzna)

Pokaż stronę Poprzednie wersje

Menadżer multimediów Do góry