Σημασιολογική Αναζήτηση Σε Βάση Δεδομένων Με Χρήση Οντολογικής Γνώσης

Abstract

Το πόνημα τούτο επικεντρώνεται στην προσπάθεια προσθήκης σημασιολογικής πληροφορίας σε συστήματα βάσεων δεδομένων που δεν την διαθέτουν εξ αρχής. Όπως είναι γνωστό ένα σύστημα βάσεως δεδομένων είναι σε θέση να διαχειρίζεται με μιαπληθώρα παρεχόμενων διαδικασιών τα δεδομένα που αποθηκεύονται σε αυτό χωρίς ωστόσο να δίνει την απαραίτητη σημασιολογία στα δεδομένα καθαυτά. Η μετάβαση από την αποκλειστικά ανθρωποκεντρική θεώρηση των δεδομένων σε μια ταυτόχροναμηχανοκεντρική και ανθρωποκεντρική προσέγγιση επιτυγχάνεται με την χρήση των Οντολογιών.Στα πλαίσια της δημιουργίας ενός σημασιολογικά επεξεργάσιμου τμήματος πληροφοριών, απαιτείται η προσθήκη ή ο υπομνηματισμός των δεδομένων με συγκεκριμένη πληροφορία. Τούτο μπορεί να επιτευχθεί στην περίπτωση των δικτυακώντόπων και των ιστοσελίδων με την χρήση της τεχνολογίας RDF (Resource Description Framework) και στην περίπτωση των βάσεων γνώσης και δεδομένων σε τοπικό ή δικτυακόεπίπεδο με χρήση της OWL (Ontology Web Language). Ο τρόπος και οι διαδικασίες της προσθήκης της επιπλέον πληροφορίας είναι το μείζον θέμα της εργασίας αυτής.Χρησιμοποιήθηκε σαν παράδειγμα χρήσης μια βάση δεδομένων από Oracle Schema σε ένα συγκεκριμένο πεδίο ενδιαφέροντος. Ιδιαίτερη προσοχή δόθηκε στο ότι το συγκεκριμένο παράδειγμα περιείχε όλους τους πιθανούς περιορισμούς που μπορεί ναβρεθούν σε ένα σχήμα βάσης δεδομένων. Η διαδικασία περιλάμβανε το migration σε ένα εργαλείο επεξεργασίας και ανάπτυξης Οντολογιών. To εργαλείο που προτιμήθηκε ήταν τοProtégé 3.0. Για την διαδικασία μετάβασης χρησιμοποιήθηκε ειδικό πρόγραμμα που να δύναται να μεταφέρει πληροφορία από την βάση δεδομένων Oracle 9.2 σε περιβάλλον Protégé χωρίς να υπάρχει καμία απώλεια πληροφορίας.Η αρχικά εισηγμένη δομή του εν λόγω σχήματος δεν ήταν δυνατό να πληροί τις απαιτήσεις μια σημασιολογικά χρήσιμης οντολογίας, καθώς η βάση αυτούσια δεν περιέχει πουθενά καμία περιγραφή των τρόπων χρήσης των δεδομένων ή της ιεράρχησής τους. Ως εκ τούτου χρειάστηκε να ακολουθήσει της εισαγωγής, μια εκτενής προσθαφαίρεση κλάσεων και σχέσεων, ώστε το αποτέλεσμα να μπορεί να δώσει την σημασιολογική διάσταση για την οποία δημιουργήθηκε. Το 1-1 (ένα προς ένα) mapping της βάσης σε οντολογία δεν περιλαμβάνεται σε κάποιο καθολικό πρότυπο και έτσι υπόκειται στον εκάστοτε διαχειριστή της οντολογίας και της βάσης και εξαρτάται από τους τρόπουςχρήσης. Μετά την δημιουργία της οντολογίας που πληροί τις αρχικές απαιτήσεις σκοπός ήταν να δύναται ο εκάστοτε χρήστης της βάσης δεδομένων να πραγματοποιεί σημασιολογικές επερωτήσεις πάνω στη συγκεκριμένη βάση από οποιοδήποτε μέρος του πλανήτη παρέχεται πρόσβαση στο Διαδίκτυο. Έτσι ήταν απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί ένας εξυπηρετητής δικτύου (web server). Για την συγκεκριμένη εφαρμογή επελέγη ο Apache Tomcat που παρέχει υποστήριξη Java. Ταυτόχρονα προκειμένου η δημιουργηθείσα οντολογία να μπορεί να δέχεται σημασιολογικές επερωτήσεις από κάποια λογισμική διαπροσωπεία, πρέπει να χρησιμοποιηθεί λογισμικό εξαγωγής συμπεράσματος (reasoner) στο οποίο θα τίθενται οι ερωτήσεις και αυτό θα τις διαχειρίζεται απαντώντας ανάλογα σε κάθε περίπτωση. Ο reasoner που χρησιμοποιήθηκε για την εφαρμογή αυτή είναι ο Racer. Τέλος το συνολικό σύστημα τέθηκε σε ισχύ και οι σημασιολογικές επερωτήσεις απαντήθηκαν επιτυχώς.