2.1 Онтологии как часть концепции Semantic Web

Впервые идея Semantic Web была предложена в 2001 году Тимом Бернерсом-Ли [1]. Единого определения понятия "Semantic Web" не существует. Например, на сайте консорциума W3С [2] утверждается, что "Семантический Web или Web данных - это расширение классического Web-а, позволяющее связать воедино ежедневно используемые нами данные. Семантический Web предоставляет стандартную инфраструктуру для обмена и повторного использования данных различными приложениями, предприятиями и сообществами. Он является результатом совместных усилий большого числа исследователей и индустриальных партнеров, направляемых консорциумом W3C."

Semantic Web - часть глобальной концепции развития сети Internet, целью которой является реализация возможности машинной обработки информации, доступной во Всемирной паутине. Основной акцент концепции делается на работе с метаданными, однозначно характеризующими свойства и содержание ресурсов Internet, вместо используемого в настоящее время текстового анализа документов. В Semantic Web предполагается повсеместное использование, во-первых, унифицированных идентификаторов ресурсов (URI), а во-вторых -- онтологий и языков описания метаданных. Эта концепция была принята и продвигается консорциумом W3С. Для её внедрения предполагается создание сети документов, содержащих метаданные о ресурсах Web и существующей параллельно с ними. Тогда как сами ресурсы предназначены для восприятия человеком, метаданные используются машинами (поисковыми роботами и другими интеллектуальными агентами) для проведения однозначных логических заключений о свойствах этих ресурсов.

Онтологии позволяют создавать модели, более точно соответствующие реальности, чем другие способы классификации. В то же время использование онтологий для создания запросов и анализа не сложнее традиционных методов прежде всего потому, что онтологический граф или карта отражают отношения между самими сущностями, а не их идентификаторами. Несмотря на все эти достоинства, семантические методы не выходили за рамки исследовательских проектов до тех пор, пока в мае 2001 года Тим Бернерс-Ли вместе с Джеймсом Хендлером и Орой Лассилой не опубликовали в журнале Scientific American Magazine статью The Semantic Web. С тех пор и поныне Semantic Web все еще находится в процессе становления, будет ли она реализована, и, если да, то как именно, пока не ясно, но идеи, разработанные консорциумом W3C, стандарты и языки уже активно прилагаются к корпоративным системам.

В каком-то смысле история повторяется, происходящее сейчас с Semantic Web можно сравнить с тем, что было с Web-сервисами несколько лет назад. Сервисная идея, протоколы SOAP, UDDI, WSDL и другие зародились в Web, но их очень быстро приспособили к корпоративным системам, и родилась сервисная архитектура. Как следствие, сервисы, используемые в SOA, долгое время называли исключительно Web-сервисами, хотя с Web их роднило лишь использование общего стека стандартов. Постепенно сервисы отпочковались от Web и стали самостоятельной основой SOA.

Подход Semantic Web добавляет новое качество, позволяя пользоваться данными не "вслепую", а осознанно, определяя и связывая их таким образом, чтобы упростить поиск, автоматизировать работу с ними, перераспределять между приложениями и интегрировать. То, как данные представляются в Semantic Web, можно рассматривать как новый шаг в управлении данными, и вполне естественно воспользоваться этими преимуществами в корпоративных информационных системах. Нетрудно заметить, что единство всем компонентам информационной инфраструктуры (SOA, базы данных, бизнес-процессы, программное обеспечение) придает общий для них набор терминов и соглашений. Именно они связывают отдельные фрагменты в общую картину, то есть они семантически едины, они уже есть, но существуют неявно. Этот факт обычно упускали из виду, поэтому формальные интеграционные решения оказывались сложными, дорогими и часто провальными.

В большинстве своем семантические модели строятся на основе одного из направлений в логике первого порядка (исчисления предикатов), на так называемых дескриптивных логиках, которые представляют собой семейство языков, позволяющих формально и однозначно описывать понятия в какой-либо предметной области. Каждый класс ("концепт") может быть соотнесен с другим подобным ему концептом путем добавления тэгов метаданных, указывающих на свойства, общие черты, различия и т.д. Расширение моделей тэгами позволяет создавать такие структуры, которых раньше не могло быть. В семантической модели любая информационная единица представляется графом, что упрощает ее модернизацию; например, слияние двух моделей сводится к объединению их графов.