I. Giới thiệu 2 >II. Web có ngữ nghĩa 2

I. Giới thiệu

Cộng đồng Grid đã phát triển một kiến trúc chung cho các hệ thống Grid, gọi là OGSA (Kiến trúc Grid huớng dịch vụ mở). Kiến trúc này đã giải quyết nhu cầu chuẩn hóa Grid bằng cách định nghĩa một tập cách chức năng và hành vi của một hệ thống Grid.

Một hệ thống Grid muốn họat động phải dựa trên sự am hiểu về các tài nguyên hiện có trong hệ thống, các khả năng, cách phối hợp và khai thác các tài nguyên đó. Hệ thống Grid và các ứng dụng hổ trợ Grid sẽ sử dụng các metadata dùng để mô tả thông tin của tài nguyên Grid một cách thông minh.

Trong các hệ thống Grid hiện thời, các metadata này đuợc quản lý một cách rất phức tạp, không tuờng minh, nằm ẩn sâu trong thư viện mã của Grid. Điều này dẫn đến việc khó chia sẻ tài nguyên giữa các hệ thống Grid với nhau.

Hệ thống Grid ngữ nghĩa ra đời nhằm cung cấp thông tin giàu ngữ nghĩa cho các tài nguyên của Grid, giúp xây dựng các dịch vụ Grid thông minh hơn và giúp việc chia sẻ tài nguyên giữa các hệ thống Grid trở nên dễ dàng .
Gird ngữ nghĩa là sự mở rộng của Grid hiện tại trong đó thông tin và dịch vụ được cung cấp nghĩa được định nghĩa tốt ( well-defined meaning) thông qua các mô tả mà máy tính có thể xử lý được, cho phép chúng được sử dụng bởi con người và máy để con người và máy làm việc cộng tác với nhau
Grid ngữ nghĩa chủ yếu dựa vào công nghệ Web ngữ nghĩa trước đó, đồng thời nó tuân thủ theo mô hình S-OGSA (mở rộng từ OGSA) để thiết kế các thành phần và ứng dụng ngữ nghĩa. Phần II sẽ trình bày công nghệ Web ngữ nghĩa ([Nguyễn Thanh Vũ]), phần III trình bày mô hình S-OGSA([Hoàng Song Cẩm Thạch]) và cuối cùng sẽ là một vài hiện thực của Grid ngữ nghĩa ở phần IV ([Cù Nguyễn Phương Hà])

II. Web có ngữ nghĩa

Tuy nhiên vấn đề của Web hiện tại là thông tin được biểu diễn dưới dạng văn bản thô mà chỉ con người mới có thể đọc hiểu được. Điều này thúc đẩy sự ra đời của ý tưởng Web có ngữ nghĩa (Semantic Web), một thế hệ mới của Web, mà theo Tim Berners-Lee nó là sự mở rộng của Web hiện tại mà trong đó thông tin được định nghĩa rõ ràng sao cho con người và máy tính có thể cùng làm việc với nhau một cách hiệu quả hơn.

Mục tiêu của Web có ngữ nghĩa là phát triển các chuẩn chung và công nghệ cho phép máy tính hiểu được nhiều hơn thông tin trên Web nhằm hổ trợ tốt hơn trong việc khám phá thông tin, tích hợp dữ liệu và tự động hóa các công việc. Phần tiếp theo sẽ trình bày các khái niệm và công nghệ liên quan đến Web có ngữ nghĩa.

II.1 Siêu dữ liệu và vấn đề biểu diễn siêu dữ liệu

Một vấn đề được các nhà khoa học quan tâm nhất và cũng là nền tảng nhất của Web có ngữ nghĩa là làm thế nào để nhúng ngữ nghĩa vào các tài liệu web mà hiện nay được viết bằng ngôn ngữ HTML và chỉ có con người mới đọc hiểu được. Hơn nữa việc nhúng ngữ nghĩa này phải được thực hiện một cách tự động để có thể chuyển đổi hàng tỷ các tài liệu web đang có trên World Wide Web thành các trang web có ngữ nghĩa tương ứng. Đó là một thách thức rất lớn mà cho đến nay vẫn chưa thể thực hiện được.

Một thách thức khác liên quan đến vấn đề biểu diễn siêu dữ liệu là làm sao để người sử dụng chấp nhận một chuẩn công nghệ mới (ví dụ như RDF, RDFS,..) khi viết tài liệu web vì từ lâu họ đã quen với việc sử dụng HTML và các công cụ liên quan.

II.2 Ontologies

II.2.1 XML

Một tài liệu XML bao gồm một tập các cặp thẻ (tab) được lồng vào nhau. Mỗi thẻ có một cặp các thuộc tính và giá trị. Ví dụ:

• 
  Một tài liệu XML có thể được chia thành hai phần chính, mỗi phần có thể có các thành phần theo quy định khác nhau:
  
  • 
    Phần Prolog: chứa các khai báo cho tài liệu XML. Phần này có thể chứa các định đạng như: Các chỉ thị xử lý, định nghĩa kiểu cho tài liệu, chú thích, phiên bản đang sử dụng, cách thức mã hóa dữ liệu, báo cáo các chỉ thị xử lý cho ứng dụng.Ví dụ
    

• 
  Phần thân: chứa nội dung dữ liệu, bao gồm một hay nhiều phần tử, mỗi phần tử được chứa trong một cặp thẻ. Phần tử đầu tiên của tài liệu được gọi là phần tử gốc (root element).
  
• 
  Một tài liệu XML được coi là hợp khuôn dạng (well-form) nếu nó tuân thủ các quy tắc sau:
  
  • 
    Các khai báo XML cần được đặt tại dòng đầu tiên của tài liệu, chẳng hạn như khai báo phiên bản hay các chỉ thị xử lý XML.
    
  • 
    Mỗi tài liệu XML chỉ có một thành phần gốc (root) chứa mọi thành phần khác trong tài liệu. Các thành phần có thể đứng trước phần tử gốc là chú thích, chỉ thị xử lý và định nghĩa DTD (nếu khai báo ở phần khởi đầu của tài liệu).
    
  • 
    Mỗi phần tử của tài liệu phải được nằm trong một cặp thẻ. Nếu là phần tử rỗng thì thẻ phải được kết thúc bằng "/>". Ví dụ: ""
    
  • 
    Các thành phần trong tài liệu XML (khác thành phần gốc) đều nằm giữa cặp thẻ gốc và phải lồng nhau một cách hợp lý, tức là không có thành phần phủ, tập hợp thẻ này không được phép chồng lên thẻ kia, mỗi tập trong phải nằm trong tập hợp lớn hơn kế tiếp.
    
  • 
    Các cặp thẻ phải được viết chính xác như nhau kể cả chữ hoa hay chữ thường.
    
  • 
    Các giá trị của các thuộc tính đều phải nằm giữa hai ngoặc kép. Ví dụ: hide=true là không hợp lệ, mà phải là hide="true".
    

II.2.2 XML Namespace

XML Namespace là một đặc tính quan trọng của XML. Nó cho phép giải quyết các vấn đề liên quan đến việc xung đột tên các phần tử. Chúng ta xem ví dụ dưới đây

   2001-01-01

  

     

      Vũ

      Nguyễn

  

  

     

      Foster

  


Phần tử

      Vũ

      Nguyễn

  

  

     

      Foster

  


Ta đã tránh được sự nhập nhằng về tên vì bên trong Customer thì dùng namespace http://www.northwindtraders.com/customer và bên trong Book thì dùng namespace http://www.northwindtraders.com/book.

Một cách giải quyết khác là khai báo chữ viết tắt cho các namespaces ngay ở đầu tài liệu. Sau đó bên trong tài liệu ta sẽ prefix các Element cần xác nhận namespace bằng chữ viết tắt của namespace đó. Ví dụ như sau:

       xmlns:book="http://www.northwindtraders.com/book" OrderNo="1234">

   2001-01-01

 

      Mr.

      Vũ

      Nguyễn

 

 

      Grid Computing

      Foster

  

Trong tài liệu XML ở trên ta dùng 3 namespaces:

http://www.northwindtraders.com/order (namespace mặc định),

http://www.northwindtraders.com/customer (viết tắt là cust),

http://www.northwindtraders.com/book (viết tắt là book).

 

Các phần tử không có prefix (tức là không có chữ tắt đứng trước) như BookOrder, OrderNo, và OrderDate, được coi như thuộc về namespace mặc định.

II.2.3 XML Schema

XML Schema là một ngôn ngữ được dùng để định nghĩa cấu trúc của một tài liệu XML như là phần tử nào xuất hiện trong tài liệu, quan hệ cha con giữa các phần tử, kiểu dữ liệu của các phần tử,..XML Schema sử dụng cú pháp của ngôn ngữ XML và được xem như một sự thay thế cho DTD (Document Type Definition) đã lỗi thời và khó sử dụng.

XML Schema mở đầu bằng khai báo theo chuẩn XML, tiếp theo dùng tiếp đầu ngữ xsd: để khai báo không gian tên XML Schema, theo cú pháp sau:

www.w3.org/1999/XMLSchema>
     ………….....

II.2.4 RDF

Có thể nói rằng RDF (Resource Description Framework) chính là nền tảng và là linh hồn của Web có ngữ nghĩa. RDF là một ngôn ngữ được dùng để mô tả thông tin về những tài nguyên trên Web và mô tả ngữ nghĩa của những thộng tin ấy theo cách mà máy có thể hiểu được. RDF thích hợp trong những ứng dụng mà ở đó thông tin cần được xử lý bởi máy tính chứ không phải con người. RDF cung cấp một framework chung cho việc biểu diễn thông tin này vì thế nó có thể được trao đổi giữa các ứng dụng mà không làm mất đi ý nghĩa của thông tin. RDF mô tả tài nguyên trên Web thông qua URI (Uniform Resource Identifier).

Trong RDF, thông tin được thể hiện bởi bộ ba subject - predicate – object hay (Subject,Predicate,Object). Ví dụ phát biểu “Joe Smith has homepage http://www.example.org/~joe” sẽ được biểu diễn dưới dạng bộ ba như sau (“Joe Smith”,”has homepage”,”http://www.example.org/~joe”). Các bộ ba này có thể được biểu diễn dưới dạng đồ thị, gọi là đồ thị RDF (RDF Graph). Tất cả các phần tử trong bộ ba là các tài nguyên được xác định duy nhất bởi các URI, riêng thành phần object, nó có thể là URI , là hằng chuỗi hoặc là một con số. Ta biểu diễn phát biểu “Joe Smith has homepage http://www.example.org/~joe” bằng đồ thị RDF như Hình 1.

Hình 1: Mô tả việc biểu diễn thông tin đơn giản bằng bộ ba Subject- Predicate – Object.
Tài nguyên thứ nhất http://www.example.org/~joe/contact.rdf#joesmith mô tả thông tin cho subject, “Joe Smith”. Tài nguyên thứ hai http://xmlns.com/foaf/0.1/homepage mô tả thông tin cho predicate, “has homepage” và tài nguyên thứ ba là http://www.example.org/~joe/ mô tả thông tin cho object, “http://www.example.org/~joe”.

Cú pháp chính qui cho RDF là RDF/XML. Nó là sự kết hợp giữa cú pháp của ngôn ngữ XML và khả năng mô tả tài nguyên thông qua các URI của RDF. Giữa RDF/XML và đồ thị RDF có sự tương đương 1:1. Ví dụ, để biểu diễn đồ thị RDF ở hình 2, ta dùng cú pháp của RDF/XML như sau:

xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"

xmlns:foaf="http://xmlns.com/foaf/0.1/"

xmlns="http://www.example.org/~joe/contact.rdf#">



"http://www.example.org/~joe/contact.rdf#joesmith">





rdf:resource="http://www.example.org/~joe/"/>

Smith

Joe





Hình 2: Đồ thị RDF mô tả Joe Smith

II.2.5 RDF Schema

RDF Schema (RDFS) là sự mở rộng của RDF để cho phép mô tả sự phân loại của các lớp (classes) và các thuộc tính (properties). RDF Schema định nghĩa các classes và properties để mô tả các classes, properties và các tài nguyên khác.Nó cũng có thể xem như là một sự mở rộng ngữ nghĩa của RDF để cung cấp những cơ chế cho phép mô tả các nhóm của các tài nguyên liên quan và mối quan hệ giữa các tài nguyên này.

Trong RDFS, classes là một nhóm các tài nguyên có liên quan với nhau. Bảng ở Hình 3 liệt kê danh sách các classes trong RDFS

Element	Class of	rdfs:subClassOf	rdf:type
rdfs:Resource	all resources	rdfs:Resource	rdfs:Class
rdfs:Class	all classes	rdfs:Resource	rdfs:Class
rdfs:Literal	literal values	rdfs:Resource	rdfs:Class
rdfs:Datatype	datatypes	rdfs:Class	rdfs:Class
rdf:XMLLiteral	XML literal values	rdfs:Literal	rdfs:Datatype
rdf:Property	properties	rdfs:Resource	rdfs:Class
rdf:Statement	statements	rdfs:Resource	rdfs:Class
rdf:List	lists	rdfs:Resource	rdfs:Class
rdfs:Container	containers	rdfs:Resource	rdfs:Class
rdf:Bag	unordered containers	rdfs:Container	rdfs:Class
rdf:Seq	ordered containers	rdfs:Container	rdfs:Class
rdf:Alt	containers of alternatives	rdfs:Container	rdfs:Class
rdfs:Container MembershipProperty	rdf:_1... Properties expressing membership	rdf:Property	rdfs:Class

Hình 3: RDFS classes
Properties trong RDFS chính là quan hệ giữa các Subjects và Objects trong RDF. Danh sách các properties được liệt trong trong bảng ở Hình 4.

Element	Relates	rdfs:domain	rdfs:range
rdfs:range	restricts subjects	rdf:Property	rdfs:Class
rdfs:domain	restricts objects	rdf:Property	rdfs:Class
rdf:type	instance of	rdfs:Resource	rdfs:Class
rdfs:subClassOf	subclass of	rdfs:Class	rdfs:Class
rdfs:subPropertyOf	subproperty of	rdf:Property	rdf:Property
rdfs:label	human readable label	rdfs:Resource	rdfs:Literal
rdfs:comment	human readable comment	rdfs:Resource	rdfs:Literal
rdfs:member	container membership	rdfs:Resource	rdfs:Resource
rdf:first	First element	rdf:List	rdfs:Resource
rdf:rest	rest of list	rdf:List	rdf:List
rdf:_1, rdf:_2, ...	container membership	rdfs:Container	rdfs:Resource
rdfs:seeAlso	further information	rdfs:Resource	rdfs:Resource
rdfs:isDefinedBy	definition	rdfs:Resource	rdfs:Resource
rdf:value	For structured values	rdfs:Resource	rdfs:Resource
rdf:object	object of statement	rdf:Statement	rdfs:Resource
rdf:predicate	predicate of statement	rdf:Statement	rdfs:Resource
rdf:subject	subject of of statement	rdf:Statement	rdfs:Resource

Hình 4: RDFS Properties

II.2.6 OWL

OWL ( Web Ontology Language) là một sự mở rộng từ RDF và RDFS. Mục đích chính của OWL là đưa khả năng suy luận vào Web có ngữ nghĩa. OLW có ba loại: OWL Lite, OWL DL và OWL Full. Mỗi loại OWL sẽ có những đặc tính riêng và do đó sẽ phù hợp trong ngữ cảnh của một ứng dụng nào đó.

Каталог: ~ptvu
~ptvu -> Buổi 4: MÔ HÌnh mpi master/worker

tải về 0.79 Mb.

Chia sẻ với bạn bè của bạn: