Introduction to Semantic Web 시맨틱 웹의 개요

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1 Introduction to Semantic Web 시맨틱 웹의 개요

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 1999년, Tim Berners-Lee (W3C)
2001년 2월 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
(Berners-Lee, XML 2000)

7 Structure of Semantic Web
Unicode 문자 인코딩을 위한 국제 표준인 유니코드는 65536개의 문자를 포함할 수 있는 2바이트 문자를 지원하므로 이를 지원하는 SW에서는 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 URI의 특징 어떤 허가나 권한 없이도 언제든지 자유롭게 만들 수 있음 소유하고 있지 않은 것, 실존하지 않는 추상적인 것을 위한 URI도 만들 수 있음 SW에서도 URI의 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 XML은 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 XML을 사용할 때 상이한 의미를 가지는 동일한 용어간의 불확실성을 해결 XML Schema 문서가 마크업되는 방식에 대한 정의 (DTD도 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) <저자> 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 SW에서는 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 URI라는 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 SW에서의 Ontology 이용 정보자원에 대한 의미와 이들 간의 연관성을 기술하는 것으로 사용 기본적으로 RDF를 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 SW에 적용 기존 정의를 바탕으로 새로운 결론을 도출하는 추론 기능 등이 지원 예) ‘어떤 자동차 회사에서 사원이 한 달에 자동차를 10대 이상 판매하면 A 클래스’  SW program : “최호섭은 차를 15대 팔았다. 그러므로 최호섭은 A클래스의 구성원이다.”

11 Structure of Semantic Web
Trust / Digital Signature SW가 성공하기 위해서는 문서에 신뢰를 줄 수 있는 방법이 있어야 함 이러한 목적으로 Digital Signature를 SW에 적용하는 연구가 진행 어떤 사람이 어떤 문서나 문장을 작성했다는 증거로 Digital Signature를 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 W3C의 7가지 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 W3C의 목적과 운영 원칙을 설명하는 7가지 목표 광역 접근성 시맨틱 웹 신용 상호운용성 진화 분산화 멋있는 멀티미디어

13 W3C의 7가지 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 W3C의 의무 국제화 활동, 기기 독립 활동, 보이스 브라우저 활동, WAI

14 W3C의 7가지 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 W3C의 언어 RDF XML XML 스키마 XML 전자 서명…

15 W3C의 7가지 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

16 W3C의 7가지 목표 - 4 상호운용성 시스템 또는 제품이, 고객 측의 특별한 노력 없이도 다른 시스템이나 제품과 함께 잘 동작하기 위한 능력 20년 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

17 W3C의 7가지 목표 – 5,6 진화 분산화 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

18 W3C의 7가지 목표 – 7 멋있는 멀티미디어 웹상에서의 다양한 미디어 W3C의 노력 크기조정 가능한 이미지 우수한 사운드
3D 효과 애니메이션 W3C의 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

19 W3C의 시맨틱 웹 동향 - 시맨틱 웹과 관련한 W3C 워킹 그룹
Working Group을 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 웹 온톨로지 워킹 그룹 RDF Interest 그룹 코디네이션 그룹

20 W3C의 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  W3C에 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

21 W3C의 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 :

22 W3C의 시맨틱 웹 동향 - 웹 온톨로지 표준 동향(1)
웹 온톨로지 워킹 그룹 2002년 11월 1일부터 활동 시작 2002년 3월 “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

23 W3C의 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

24 W3C의 시맨틱 웹에 대한 견해 - XML과 RDF…
HTML과 XML이 다르듯이, XML과 RDF도 전혀 별개의 개념 (상호 보완적인 관계) XML : 데이터의 구조를 정의 RDF : 데이터의 의미를 정의 RDF로 구현된 온톨로지 RDF가 실생활의 모든 일을 표현할 수 있는가? RDF 스키마보다 조금 진화된 온톨로지 언어 인공지능 기반의 마크업 언어인 OIL과 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 HTML로 되어 있음 시맨틱 웹의 에이전트의 개발도 하나의 문제 지금의 검색 에이전트로는 불가능 시맨틱 웹에 맞는 인공지능을 가진 에이전트 개발의 어려움

25 W3C의 시맨틱 웹에 대한 견해 - 표준화 문제 XML 웹 서비스와 시맨틱 웹의 차이 표준화 문제
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