Semantic Web의 개념과 이해 정보과학대학원 전자상거래 전공 012EMI07 김향빈.

Semantic Web의 개념과 이해 정보과학대학원 전자상거래 전공 012EMI07 김향빈

Agenda 3. 온톨로지(Ontology) 3.1 온톨로지(Ontology) 개요 1. Semantic Web 개요
3.2 온톨로지와 논리적 추론 4. 대표적 인용 규격 4.1 일반 4.2 XML 및 RDF 4.3 온톨로지 5. 시멘틱 웹 관련 프로젝트 및 제품 6. 시멘틱 웹의 실제 : HEALTHCYBERMAP.ORG 탐방 1. Semantic Web 개요 1.1 Web의 진화와 Semantic Web 1.2 What is the Semantic Web 1.3. Semantic Web을 구현하기 위한 기술적 요소 2. Semantic Web의 계층적 구조 2.1 데이터를 기술하기 위한 XML 2.2 속성 중심의 RDF RDF RDF의 표현방식 RDF 데이터 모델 RDF 스키마

1. Semantic Web 개요 1.1 Web의 진화와 Semantic Web(1) The Web
개별정보에 고유한 주소를 부여하고 일정 규칙에 따라 컴퓨터가 따라올 수 있게 함으로써 가능. - Web의 기술적 요소 : URI(Uniform Resource Identifier) – Web은 웹 자원(resource)의 위치를 URI를 사용하여 정적으로 지정하는 공유된 공간. URI는 정보공간에서 길을 찾기 위한 일종의 표시 혹은 포인터. : HTTP(Hypertext Transfer Protocol) – 하이퍼텍스트 브라우징에서 빠른 속도로 쉽게 웹 페이지를 찾을 수 있게 하는 프로토콜. : HTML(Hypertext Markup Language) – 웹에서 어떤 컴퓨터라도 이해할 수 있는 하이퍼텍스트 언어. - Web의 한계 : 현재 웹 상의 문서는 사람이 읽고 해석하기에 편리하도록 설계되어 있기 때문에 컴퓨터가 문서의 내용을 읽어 그 내용을 처리하기에는 한계가 있음.

1.1 Web의 진화와 Semantic Web(2)
: 웹의 연결성은 가상공간에서의 위치적 연결을 넘어선 정보자원들 사이의 의미적 연결을 통해 이뤄질 수 있다. : 21세기의 웹은 기계가 정보자원의 의미를 이해하고 이를 바탕으로 논리적 추론을 수행함으로 기계들 사이의 커뮤니케이션이 가능할 수 있는 웹으로 발전하게 될 것이라 기대.

1.2 What is the Semantic Web(1)
- 1999년 W3C의 Tim Berners-Lee가 차세대 웹 기술로서의 Semantic Web 제안 - W3C(World Wide Web Consortium) : 1994년 10월 Tim Berners-Lee를 중심으로 미국 MIT 대학에서 태동. : Web의 진화와 상호운용(interoperability)을 증진할 수 있는 기술규격과 공통 프로토콜을 개발함으로써 Web의 잠재적 가능성을 최대한 실현하고자 함.. : 장기적 목표 - 보편적 접근(Universal Access) - 시멘틱 웹(Semantic Web) - 신뢰의 웹(Web of Trust  Semantic Web : 컴퓨터가 정보의 의미를 이해하고 의미를 조작할 수 있는 웹. : ‘정보의 의미를 이해한다’는 것은 웹에서 새로운 정보 자원을 발견했을 때 그것을 이미 잘 알고 있는 다른 정보 자원에 관련시킬 수 있다는 것. : Semantic Web은 문서의 각 부분을 컴퓨터가 이해할 수 있는 형식으로 기술할 수만 있다면 정보 자원들 사이의 의미적 연관성으로 인해 웹을 통해 다양한 정보를 보다 효과적으로 활용할 수 있게 해준다.

1.2 What is the Semantic Web(2)

1.3. Semantic Web을 구현하기 위한 기술적 요소
메타데이터 : 데이터에 관한 데이터로서 데이터의 형식에 대한 내용을 기술한다. 메타데이터는 정보 자원에 대해 기술하는 ‘관계성, 연결성’에 대한 것.  Semantic Web은 정보 자원 사이의 의미적 연결성을 강조. : 메타데이터에는 웹 페이지의 작성자, 버전, 내용에 대한 목록 정보를 표시할 수 있으며, 웹 페이지 상호간의 관련성을 나타낼 수 있다. : 웹에서의 메타데이터의 목적  정보검색의 처리과정을 줄여주고, 사용자가 원하지 않는 데이터를 미리 걸러주며, 관련성이 많은 정보의 발견 가능성을 높여줌으로써 정보검색을 향상시킨다. 정보표현 기술 : 정보 자원 사이의 관계를 컴퓨터가 처리할 수 있는 방식과 언어로 표현하는 것.

2. Semantic Web의 계층적 구조

2.1 데이터를 기술하기 위한 XML HTML : 웹에서 문서의 포맷을 정해주고 URI를 사용해 하이퍼텍스트 링크를
데이터 구조나 의미와는 관련이 없다.  SGML(Standard Generalized Markup Language) : 1986년 Goldfarb에 의해 개발됨. : 메타언어로서 문서의 구조와 데이터를 기술하기 위한 언어. : 그러나, 기능이 너무 복잡.  XML(Extensible Markup Language) : SGML의 축소형태로 웹에서의 데이터를 기술하기 위해 개발됨. : HTML과 달리 사용자가 필요한 태그를 직접 만들어 웹 문서에 사용할 수 있다.  이러한 확장성으로 인해 XML은 메타언어의 기능을 갖는다. : 그러나, 문서 요소들 사이의 구조적 정의만을 제공해주기 때문에 정보 자원들 사이의 의미적 관계를 정의 내려주지 못한다.

2.2 속성 중심의 RDF 2.2.1 RDF(Resource Description Framework)
: 웹 상에서 존재하는 자원을 XML 형태로 메타데이터를 표현하기 위한 것. 메타데이터 처리를 위한 기반이 됨.  웹 상에서 기계가 이해할 수 있는 정보로 변환하는 애플리케이션 사이에 상호운용성을 제공한다. : 객체지향적 접근의 지식표현 방식을 취하며, 개체(object)-속성(attribute)-값(value)의 구조를 갖는다. 그러나, 객체중심이 아니라 속성중심의 구조를 가짐. : 웹 기반의 메타데이터 기술과 교환을 위한 구조를 위해 W3C에서 표준화.

RDF의 표현방식 ex) author(‘ ‘ title(‘ “시멘틱 웹”) name(‘ “김향빈”) <rdf:Description about=‘ <author>’ </rdf:Description> . ewha.ac.kr/hbkim bookstore.org/id1978 rdf_sch/author RDF 데이터 모델의 구조

2.2.3 RDF 데이터 모델 : 정보 자원의 특성과 값을 명명함으로써 자원간의 상호 관계성을 기술하기 위한 모델.
자원의 특성과 다른 자원간의 관계 정의를 위한 메커니즘을 제공하지 않는다.  이것은 RDF 스키마의 역할. RDF 스키마 : RDF 스키마는 RDF 문장에서 쓰여진 author, title, book과 같은 어휘들의 정의를 위한 메타언어로서의 역할을 한다. : RDF 스키마에는 미리 정해진 몇 개의 어휘들이 있어서 RDF 문장에서 쓰이는 어휘 사이의 관계를 의미적으로 정의 내리는 데 사용된다. : RDF 스키마는 RDF 데이터 모델로 표현되어진다. 스키마 기술 언어는 RDF 스키마 명세에 의해 정의된 자원들과 특성들의 단순한 집합이고 RDF 스키마 절차를 사용하는 모든 RDF 모델의 일부분이다.

2.2.4.1 RDF 스키마의 집합과 원소로서의 클래스와 자원
< 집합과 원소로서의 클래스와 자원 >

< RDF 스키마의 클래스 계층구조 >

RDF 스키마의 예 ex) 소설책 클래스와 책 클래서 사이의 관계를 RDF 스키마로 표현한다. <rdfs:Class rdf:ID=‘Novel’> <rdfs:subClassOf rdf:resource=‘#Book’/> </rdfs:Class> 앞의 예에서 title이라는 속성을 RDF 스키마로 정의내리면 다음과 같다. <rdf:Property ID=‘title’> <rdfs:domain rdf:resource=‘#Book’/> <rdfs:range rdf:resource=‘ </rdf:Property> 여기서 title의 속성은 Book 도메인과 Literal 치역(range)을 갖는 것으로, 그 속성에 대한 정의가 내려진다.

3. 온톨로지(Ontology) 3.1 온톨로지(Ontology) 개요  시멘틱 웹을 구현하기 위해서는 RDF 층
위에 존재하는 온톨로지가 필요하다.  온톨로지는 개념규정을 말하며 용어와 용어들 간의 관계를 표현하는 컴퓨터 판독이 가능한 공식 규정을 의미한다. 시맨틱 웹 구조 (Berners-Lee의 XML 2000 학술대회 발표자료)

 온톨리지는 용어 사이의 관계를 정의하고 있는 일종의 사전과 같은 것.
3.2 온톨로지와 논리적 추론(1)  온톨리지는 용어 사이의 관계를 정의하고 있는 일종의 사전과 같은 것.  RDF 스키마는 개체와 속성 사이의 관계성을 정의하고 있는 일종의 온톨로지를 표현하는 언어. => 어떤 한 영역에 있어 개념 사이의 관계가 어떻게 온톨로지 형태로 표현될 수 있는가의 예 위의 그림과 같은 클래스 사이의 관계는 쉽게 RDF 스키마로 표현될 수 있다. 또한 개념 사이의 관계에 관한 여러 속성들도 정의할 수 있다. 그러나 온톨로지로 표현된 개념 사이의 구조로부터 필요한 지식을 인출하거나, 지식 항목 사이에 새로운 연결성을 맺기 위해서는 추론이 가능한 절차적 형태의 지식표현이 필요하다

3.2 온톨로지와 논리적 추론(2) 위의 그림은 온톨로지 계층이 어떻게 상위 논리계층과 관계되어 있는가 보여준다.
즉, 개념 사이의 관계를 선언적으로 표현한 온톨로지 구조에 더해 절차적 관계를 표현해 줌으로써 원하는 지식 항목의 검색과 새로운 지식의 조직화가 가능.  복잡한 검색은 시멘틱 웹에서의 온톨로지 표현기술과 논리적 추론 기술을 통해 가능하다.

4. 대표적 인용 규격 4.1 일반  SemanticWeb.org, http://www.w3.org/
4.1 일반  SemanticWeb.org, 4.2 XML 및 RDF  Extensible Markup Language (XML) 1.0, W3C Recommendation, 10-February-1988,  XML Data, Layman, et. al., W3C Note, 1998,  XML Schema Part 1: Structures, W3C Working Draft 25 February 2000,  XML Schema Part 2: Datatypes, W3C Working Draft 25 February 2000,  XML Linking Language (XLink), W3C Working Draft, 21 February 2000,  Namespaces in XML; W3C Recommendation, 14 January 1999, 4.3 온톨로지  ARPA-sponsored Knowledge Sharing Effort,  Knowledge Interchange Format (KIF)  Knowledge Query and Manipulation Language(KQML),  CycL: The CYC Representation Language,  DAML tools,

5. 시멘틱 웹 관련 프로젝트 및 제품  OntoWeb (http://ontoweb.semanticweb.org/)
 KAON (  On-To-Knowledge (  Network Inference (  iMorph (  Protégé-2000 (  OntoBroker (  HEALTHCYBERMAP.ORG (  COHSE (  SWAG (  SWTA (

6. 시멘틱 웹의 실제 : HEALTHCYBERMAP.ORG 탐방(1)
특히, 환자들에게 사이버 상에서 의학 정보를 보다 잘 이해하고 사용할 수 있도록 도와주는 map을 제시하고 있다. 현재 상용화된 제품 여부와 소개 - 지리지도 : HealthCyberMap에 접속하는 IP주소를 추적하여 사용자의 현재 위치를 파악할 수 있다. 따라서 HealthCyberMap의 server는 다른 언어를 사용하는 지역의 사용자라도 미리 위치를 파악하여 그 지역의 언어로 정보를 주고받을 수 있다. 세계 어느 지역에서 라도 웹을 통해 그 지역의 HealthCyberMap를 제공한다. - 신체지도 : WHO International Classification of Diseases(ICD)를 HealthCyberMap 의 의학적 온톨로지로 하여 body system에 관한 자원을 제공한다. - 건강 도서관 지도 : 기사, 신문, e-book, 디지털 지도책, 시청각 자료 등의 형태로 건강 정보 자원을 구성, 보관하고 있다.

HEALTHCYBERMAP.ORG 탐방(2)
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Under the Hood: HealthCyberMap Architecture

HealthCyberMap Semantic Subject Search Engine (1)

HealthCyberMap Semantic Subject Search Engine (2)

HealthCyberMap Dynamic Electronic Medical Record Problem to Knowledge Linking Semantic Web Service Based on Clinical Codes

Multi-axial Classification of Resources Based on Two or More Dublin Core Elements

Idea for the Future: A Location-based Health Information Service

Managing Link Persistence

Reference [1] http://www.w3.org/
[1] [2] [3] [4] 이재호(2001), 시멘틱웹 기술을 적용한 전자상거래 표준 운영체계, ECIF 발표자료 [5] 김홍기(2002.4), 보이지 않는 공간의 혁명 시멘틱 웹, [6] Sean B. Palmer(2001.9), The Semantic Web: An Introduction, [7] Dieter Fensel( ), The Semantic Web, e-EUCHINA conference

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