Introduction to Semantic Web 시맨틱 웹의 개요 (1) SungWon, Jung.

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1 Introduction to Semantic Web 시맨틱 웹의 개요 (1) SungWon, Jung

2 Problem of Web 급속한 변화 ( 웹 발전의 한계 ) 멀티미디어 정보 증가 이용 환경 다변화 정보 및 웹 사용자의 기하급수적인 증가 기 타  현재의 웹은 정보의 외형적 표현 방법에 치중  사용자의 클릭을 통한 Web Navigation  검색 엔진을 통한 정보 소재 파악  인간 위주의 자료 작성 : 컴퓨터에 의한 부가정보 추가 어려움  검색엔진을 통한 정보 검색의 부정확성  검색엔진 관련 회사  무분별한 자료 저장 창고의 역할  정보 검색의 기능 약화  자연언어처리 기술을 통한 검색 기능 약화 ( 속도 저하 문제 …)

3 W3C has a long-range plan 보편적 접근 (Universal Access) 전 세계의 사용자들이 그들의 문화  교육  능력  물질적 자원  물리적 한계에 대한 차이를 극복할 수 있도록 기술을 증진함으로써 누구든지 웹에 접근할 수 있도록 한다. 시맨틱 웹 (Semantic Web) 개인 사용자들이 웹에서 얻을 수 있는 자원을 최대한 잘 사용할 수 있도록 소프트웨어 환경을 발전시킨다. 신뢰의 웹 (Web of Trust) 웹의 기술과 관련된 법적  상업적  사회적 이슈에 관해 깊이 고려하면서 웹을 발전시켜 나간다.

4 Advent of Semantic Web Semantic Web 1999 년, Tim Berners-Lee (W3C)  2001 년 2 월 공식적으로 Semantic Web Activity 착수 웹상에 존재하는 자료에 의미를 부가하고 사람이 관여하지 않아도 컴퓨터가 자동으로 처리할 수 있는 차세대 지능적인 웹  웹상에 존재하는 정보들을 사람뿐만 아니라 컴퓨터 프로그램 같은 기계들이 해독하고 작업하기 용이하게 표현  정보간의 유기성까지 체계적으로 표현 : 정보공유 체제 마련  자연어 위주의 기존 웹 문서와 달리 컴퓨터가 해석하기 쉽도록 의미를 부여한 계층을 가짐  웹에 의미 (Semantic) 를 부여한다는 것  사용자 인터페이스를 위한 자연어 처리 기능을 부가하고자 하는 것이 아니라 컴퓨터가 처리하기 용이하게 하고자 선언적인 추가 정보를 부여하는 것을 뜻함

5 Effect of Semantic Web 시맨틱 웹의 예상 효과 기본 : 기존 웹과 같이 단어를 식별해서 관련된 사이트나 문서를 찾아 줌 새롭게 구성된 문서에 사물간의 관계를 명확히 기술하여 정확하고 의미 있는 정보 제공 컴퓨터가 스스로 자료를 처리하고, 통합하는 데 필요한 정보들을 포함함으로써 사람들은 더욱 편리하게 컴퓨터의 도움을 받으며 일함 사용자의 취향을 분석한 후 가장 적합한 정보를 제공하기 위해 관련된 웹 페이지를 스스로 검색  다른 웹을 찾아 다니면서 필요한 정보들을 자발적으로 제시해주는 기능 현재의 웹보다 더 지능적인 웹 서비스 가능  의미적으로 더욱 강력한 검색엔진 개발  몇 개의 독립적인 사이트로부터 발견한 정보들을 통합하여 어떤 결론을 도출

6 Structure of Semantic Web Semantic Web 의 계층적 구조 (Berners-Lee, XML 2000)

7 Structure of Semantic Web Unicode 문자 인코딩을 위한 국제 표준인 유니코드는 65536 개의 문자를 포함할 수 있는 2 바이트 문자를 지원하므로 이를 지원하는 SW 에서는 국제적인 데이터 교환을 원활히 할 수 있을 것이다. URI(Uniform Resource Identifier) 인터넷에 존재하는 각종 객체의 명칭, 위치 등에 대한 표현법  URL(Uniform Resource Locator), URN(Uniform Resource Name) 등 포함 URI 의 특징  어떤 허가나 권한 없이도 언제든지 자유롭게 만들 수 있음  소유하고 있지 않은 것, 실존하지 않는 추상적인 것을 위한 URI 도 만들 수 있음 SW 에서도 URI 의 특징을 이어받아 사용

8 Structure of Semantic Web XML + NS + XML schema XML(eXtensible Markup Language)  컴퓨터 판독 (computer-readable) 이 용이한 문서작성 규정  언어를 표현하는 언어 역할인 메타언어 (meta-language) 의 기능  XML 은 임의의 문서구조를 지정할 수 있는 반면에 문서구조가 갖는 의미에 대해서는 아무 것도 정의하지 않으며 따라서 표현한 문서의 의미를 해석하는 역할은 하지 않음  RDF(Resource Description Framework) : 문서의 의미를 지정하는 역할  DAML(DARPA Agent Markup Language)+OIL(Ontology Inference Layer) Namespace  XML 문서에서 요소 (element) 나 속성 (attribute) 의 이름으로 쓰일 수 있는 이름들의 집합  XML 을 사용할 때 상이한 의미를 가지는 동일한 용어간의 불확실성을 해결 XML Schema  문서가 마크업되는 방식에 대한 정의 (DTD 도 하나의 스키마라 할 수 있음 )

9 Structure of Semantic Web RDF(Resource Description Framework) + RDF Schema XML 문서 구조를 통해 의미를 파악하기는 쉽지 않음 예 ) 태그를 사용한 문서 : 컴퓨터는 ‘ 저자 ’ 가 무슨 의미인지 모름  의미를 파악한다고 하더라도 ‘ 사람 ’ 과 연결되는지 등에 대한 정보를 정의하지 못함 RDF : 정보자원이나 자원의 타입을 기술하는 언어  SW 에서는 의미표현을 위한 수단으로 RDF 사용  메타데이터 (metadata) 를 기술하기 위해 사용  컴퓨터가 이해할 수 있는 형태의 정보를 응용프로그램 사이에서 교환하기 위한 수단  RDF 문장은 대부분의 단어가 URI 라는 사실만 제외하면 단순한 일반 문장과 유사 예 )

10 Structure of Semantic Web Ontology 특정 도메인에 대한 공유되는 일반적인 이해, 개념의 표현, 개념과 관계에 대한 공식적인 기술 등의 의미로 사용 SW 에서의 Ontology 이용  정보자원에 대한 의미와 이들 간의 연관성을 기술하는 것으로 사용  기본적으로 RDF 를 확장하여 이행성 (transitivity), 단일성 (unique), 명백성 (unambiguity), 중요성 (cardinality) 등의 특징을 지원  OIL, SHOE, DAME, WebOnt 등과 같은 연구가 활발하게 진행 Logic 연구개발 초기 단계에 있음 : 기존의 logic 등의 연구 결과를 SW 에 적용 기존 정의를 바탕으로 새로운 결론을 도출하는 추론 기능 등이 지원 예 ) ‘ 어떤 자동차 회사에서 사원이 한 달에 자동차를 10 대 이상 판매하면 A 클래스 ’  SW program : “ 최호섭은 차를 15 대 팔았다. 그러므로 최호섭은 A 클래스의 구성원이다. ”

11 Structure of Semantic Web Trust / Digital Signature SW 가 성공하기 위해서는 문서에 신뢰를 줄 수 있는 방법이 있어야 함  이러한 목적으로 Digital Signature 를 SW 에 적용하는 연구가 진행  어떤 사람이 어떤 문서나 문장을 작성했다는 증거로 Digital Signature 를 제공하면 이러한 문서를 읽었을 때 어느 정도 신뢰할 수 있는지를 결정할 수 있을 것임 정리 자원 서술 : XML, RDF 지식 서술 : Ontology 통합 운용 : Agent System

12 Introduction to Semantic Web 시맨틱 웹의 개요 (2)

13 W3C 의 7 가지 목표 W3C(World Wide Web Consortium) 웹 표준을 만드는 곳 임무  정보, 의견 교환, 영감, 독립적 사고, 그리고 공동의 이해를 위한 포럼이 기술 ( 명세, 가이드라인, 소프트웨어, 툴 ) 개발함으로써 웹의 모든 잠재력을 이끌어 내는 것 W3C 의 목적과 운영 원칙을 설명하는 7 가지 목표  광역 접근성  시맨틱 웹  신용  상호운용성  진화  분산화  멋있는 멀티미디어

14 W3C 의 7 가지 목표 - 1 광역 접근성 웹을 ( 컴퓨터, 전화기, 텔레비전, 또는 냉장고 등을 통한 접근 가능한 ) 광역 네트워크 접근 정보로 정의 모든 사람에게 그들이 어떠한 하드웨어, 소프트웨어, 네트워크 구조, 모국어, 문화, 지역적인 위치, 또는 육체적 / 정신적 능력이 어떠하건 간에 이러한 혜택을 제공하는 것 W3C 의 의무  국제화 활동, 기기 독립 활동, 보이스 브라우저 활동, WAI

15 W3C 의 7 가지 목표 - 2 시맨틱 웹 컴퓨터가 해석할 수 있고, 교환하도록 표현 여러 가지 문제를 해결 의료정보, 영화 논평, 도서 구매서 등 우리가 원하는 것을 빠르게 찾도록 도와줌 시맨틱 웹을 위한 기반이 되는 W3C 의 언어  RDF  XML  XML 스키마  XML 전자 서명 …

16 W3C 의 7 가지 목표 - 3 신용 신용의 웹  기밀성 제공  신뢰  웹상의 출판에 대한 책임 ( 또는 해명 ) XML 전자 서명, 해설 추가 메커니즘 (annotations mechanisms), 공동 저작 (group authoring), 버전 등의 업무에 박차를 가함

17 W3C 의 7 가지 목표 - 4 상호운용성 시스템 또는 제품이, 고객 측의 특별한 노력 없이도 다른 시스템이나 제품과 함께 잘 동작하기 위한 능력  20 년 전 : 다른 소프트웨어와 같이 연동하기 위해 같은 회사의 제품 구매  현 재 : 제품 선택의 자유, 교체할 수 있는 소프트웨어 컴포넌트 기대  웹 컨텐츠를 그들이 원하는 소프트웨어 ( 그래픽한 데스크톱 브라우저, 언어합성기, 점자출력기, 카폰 …) 로 볼 수 있기를 기대 W3C : 개방형 컴퓨터 언어와 프로토콜 설계 · 촉구  산업 합의 · 토론을 위한 개방형 포럼을 장려함으로써 형성

18 W3C 의 7 가지 목표 – 5,6 진화 더 좋은 웹으로 발전 기존의 작업을 유지하는 웹을 위해 노력 단순성, 모듈화, 호환성, 확장성의 원칙 분산화 분산화는 현대 분산 시스템의 원칙 중앙 웹의 수를 제한  설계 단계에서 전체 웹이 공격 당하는 것을 줄이기 위함 유연성 : 분산 시스템의 필수적인 요소

19 W3C 의 7 가지 목표 – 7 멋있는 멀티미디어 웹상에서의 다양한 미디어  크기조정 가능한 이미지  우수한 사운드  3D 효과  애니메이션 W3C 의 노력  컨텐츠 제공자의 독창성이나 사소한 브라우징에 제약을 두지 않음  스케이러블 벡터 그래픽스 (SVG) 언어와, 동기화된 멀티미디어 통합 언어 (SMIL) 와 같은 언어를 통하여 멋진 웹의 개발을 위한 충실한 프레임워크를 제공

20 W3C 의 시맨틱 웹 동향 - 시맨틱 웹과 관련한 W3C 워킹 그룹 W3C 의 표준 관련 작업 Working Group 을 중심으로 활동 (Activity) 도메인 (Domain) 으로 그룹핑 시맨틱 웹과 관련한 W3C 워킹 그룹 기술과 사회 도메인 (Technical and Society Domain) 산하의 Semantic Web Activity  RDF 코어 워킹 그룹 RDF 코어 워킹 그룹  웹 온톨로지 워킹 그룹 웹 온톨로지 워킹 그룹  RDF Interest 그룹 RDF Interest 그룹  코디네이션 그룹 코디네이션 그룹

21 W3C 의 시맨틱 웹 동향 - 메타데이터 (Metadata) 표준화 동향 (1) 메타데이터 : “ 데이터의 데이터 ” 문제점  거의 대부분이 자원 (resource) 에 대한 기술을 특정 단체 중심으로 각각 수행  어휘나 구조가 모두 달라 서로 간의 호환성 유지 곤란  응용 프로그램은 특정 단체의 메타데이터만 지원 문제 해결  W3C 에 의해 RDF 제안 RDF 웹 기반의 메타데이터 기술과 교환을 위한 구조  상이한 메타데이터 간의 의미, 구문, 구조에 대한 공통적인 규칙을 지원  구조화된 메타데이터 간의 상호운용성 (inter operability) 을 지원

22 W3C 의 시맨틱 웹 동향 - 메타데이터 (Metadata) 표준화 동향 (2) RDF 개발에 다수의 워킹 그룹 참여 기본적으로 PICS(Platform for Internet Content Selection) 를 기반으로 함  PICS : 서버에서 클라이언트로 웹 페이지를 전달할 때 페이지에 대한 평가 정보를 기반으로 필터링할 수 있는 메커니즘 더블린 코어 (Dublin Core) 와 워윅 프레임워크 (Warwick Framework) 로부터 영향을 받음 XML 기반의 메타데이터 기술 방법에 대해 개발 메타데이터 참고 : http://dewey.yonsei.ac.kr/metadata/http://dewey.yonsei.ac.kr/metadata/

23 W3C 의 시맨틱 웹 동향 - 웹 온톨로지 표준 동향 (1) 웹 온톨로지 워킹 그룹 2002 년 11 월 1 일부터 활동 시작 2002 년 3 월 “ 웹 온톨로지 언어에 대한 요구사항 ” 정의만을 작업 초안으로 제출한 상태  온톨로지에 대한 정의  온톨로지를 이용하는 예 : 웹 포털, 멀티미디어, 웹 사이트 관리, 웹 문서 설계, 에이전트, 분산 컴퓨팅 등  온톨로지 언어의 설계 목적  온톨로지 언어를 위한 요구사항 정의 등

24 W3C 의 시맨틱 웹 동향 - 웹 온톨로지 표준 동향 (2) 웹 온톨로지 워킹 그룹의 활동 복잡한 추론, 정보의 교환, RDF, 폰트, 웹 온톨로지에 대한 질의 언어 및 질의 규칙, 저장소에 대한 연구 웹 컨텐츠에 정보 관계를 이용해 논리적 웹을 만들 목적인 웹 로직 (Universal Web Logic:UWL) 에 관한 연구 웹 온톨로지와 로직을 이용해 에이전트 기반의 컴퓨팅을 지원하기 위한 ACL(Agent Communication Language) 등에 관한 연구

25 W3C 의 시맨틱 웹에 대한 견해 - XML 과 RDF… HTML 과 XML 이 다르듯이, XML 과 RDF 도 전혀 별개의 개념 ( 상호 보완적인 관계 ) XML : 데이터의 구조를 정의 RDF : 데이터의 의미를 정의 RDF 로 구현된 온톨로지 RDF 가 실생활의 모든 일을 표현할 수 있는가 ? RDF 스키마보다 조금 진화된 온톨로지 언어  인공지능 기반의 마크업 언어인 OIL 과 DAML 시맨틱 웹 ( 온톨로지 ) 의 문제 RDF, OIL, DAML 등과 같이 정확히 정해진 기술의 부재 수많은 언어들의 연관 관계가 RDF 스키마나 온톨로지에서 어떻게 설명될 수 있을까 ? 지금의 거의 모든 웹 페이지는 HTML 로 되어 있음 시맨틱 웹의 에이전트의 개발도 하나의 문제  지금의 검색 에이전트로는 불가능  시맨틱 웹에 맞는 인공지능을 가진 에이전트 개발의 어려움

26 W3C 의 시맨틱 웹에 대한 견해 - 표준화 문제 XML 웹 서비스와 시맨틱 웹의 차이 시맨틱 웹 : 의미있는 질의를 통해 결과를 도출 XML 웹 서비스 : 요청에 의한 컴포넌트 호출로 결과를 얻어내는 것 통합의 의미가 아닌 상호 보완적 관계  하나처럼 보이는 두 개의 서비스 표준화 문제 온톨로지의 개념 인공지능, 그리고 로직에 대한 프로그래밍 추론 엔진이나 인공지능 기반의 마크업 언어 연구 개발자 입장 : 개발자로서의 접근과 그에 대한 툴의 개발 현재의 웹을 버리지 않고 시맨틱 웹과 함께 사용할 수 있는 방안 모색