Search

ο βιβλίο αυτό αποτελεί μια εισαγωγή στο σύγχρονο σημαντικό ή σημασιολογικό ιστό (semantic web) και τις εφαρμογές του. Βασικός στόχος της διατριβής είναι να εισάγει τους φοιτητές στο τεχνολογικό και μεθοδολογικό πλέγμα της αναπαράστασης γνώσης στον Παγκόσμιο Ιστό, το οποίο επιτυγχάνεται με τη λογική θεωρία του Semantic Web. Επιπλέον στοχεύει να εξετάσει και να προτείνει βελτιώσεις στις δυνατότητες ανακάλυψης γνώσης που παρέχει ο Σημαντικός Ιστός, να αναγνωρίσει τους παράγοντες από τους οποίους οι δυνατότητες αυτές εξαρτώνται και να καταδείξει (με συγκεκριμένες νέες εφαρμογές) πώς μπορούν να αξιοποιηθούν, με αποτελεσματικό τρόπο, ακόμα και σε ρεαλιστικά σενάρια. Στην κατεύθυνση αυτή, κύρια εργαλεία αποτελούν συστηματική μελέτη και αξιολόγηση της σχετικής βιβλιογραφίας, η κατηγοριοποίηση και αποτίμηση, από θεωρητική και πρακτική σκοπιά, των τεχνικών που έχουν κατά καιρούς προταθεί, καθώς και ο εντοπισμός των επιμέρους προβλημάτων στα οποία η ανακάλυψη γνώσης στο Σημαντικό Ιστό μπορεί να αναλυθεί. Βάσει αυτών, στοιχειοθετούνται και εφαρμόζονται ορισμένες πρωτότυπες μέθοδοι, των οποίων η αποτελεσματικότητα επίσης ελέγχεται θεωρητικά και πειραματικά. Το προτεινόμενο σύγγραμμα θα μπορέσει να συνεισφέρει στην εξάπλωση του Σημαντικού Ιστού, ως ερευνητικού και τεχνολογικού πεδίου, και στα ελληνικά πράγματα και να χρησιμεύσει στην κατάδειξη και κατανόηση των ερευνητικών και εφαρμοσμένων προκλήσεων που τον συνοδεύουν, καλύπτοντας έτσι ένα κομμάτι από το κενό που υπάρχει στην ελληνική ακαδημαϊκή βιβλιογραφία αυτή τη στιγμή., Το βιβλίο αυτό αποτελεί μια εισαγωγή στο σύγχρονο σημαντικό ή σημασιολογικό ιστό (semantic web) και τις εφαρμογές του. Βασικός στόχος της διατριβής είναι να εισάγει τους φοιτητές στο τεχνολογικό και μεθοδολογικό πλέγμα της αναπαράστασης γνώσης στον Παγκόσμιο Ιστό, το οποίο επιτυγχάνεται με τη λογική θεωρία του Semantic Web. Επιπλέον στοχεύει να εξετάσει και να προτείνει βελτιώσεις στις δυνατότητες ανακάλυψης γνώσης που παρέχει ο Σημαντικός Ιστός, να αναγνωρίσει τους παράγοντες από τους οποίους οι δυνατότητες αυτές εξαρτώνται και να καταδείξει (με συγκεκριμένες νέες εφαρμογές) πώς μπορούν να αξιοποιηθούν, με αποτελεσματικό τρόπο, ακόμα και σε ρεαλιστικά σενάρια. Στην κατεύθυνση αυτή, κύρια εργαλεία αποτελούν συστηματική μελέτη και αξιολόγηση της σχετικής βιβλιογραφίας, η κατηγοριοποίηση και αποτίμηση, από θεωρητική και πρακτική σκοπιά, των τεχνικών που έχουν κατά καιρούς προταθεί, καθώς και ο εντοπισμός των επιμέρους προβλημάτων στα οποία η ανακάλυψη γνώσης στο Σημαντικό Ιστό μπορεί να αναλυθεί. Βάσει αυτών, στοιχειοθετούνται και εφαρμόζονται ορισμένες πρωτότυπες μέθοδοι, των οποίων η αποτελεσματικότητα επίσης ελέγχεται θεωρητικά και πειραματικά. Το προτεινόμενο σύγγραμμα θα μπορέσει να συνεισφέρει στην εξάπλωση του Σημαντικού Ιστού, ως ερευνητικού και τεχνολογικού πεδίου, και στα ελληνικά πράγματα και να χρησιμεύσει στην κατάδειξη και κατανόηση των ερευνητικών και εφαρμοσμένων προκλήσεων που τον συνοδεύουν, καλύπτοντας έτσι ένα κομμάτι από το κενό που υπάρχει στην ελληνική ακαδημαϊκή βιβλιογραφία αυτή τη στιγμή.

169 σ., Το πρόβλημα συλλογιστικής της απάντησης συζευκτικών ερωτημάτων πάνω από βάσεις γνώσης Περιγραφικών Λογικών, μέσω της επανεγγραφής ερωτημάτων, έχει παρουσιάσει ιδιαίτερη άνθιση τα τελευταία χρόνια. Δεδομένου ενός συζευκτικού ερωτήματος και μιας βάσης γνώσης (TBox και ABox) μια διαδικασία επανεγγραφής ερωτημάτων παράγει ένα νέο ερώτημα που ενσωματώνει τους περιορισμούς της βάσης γνώσης που περιέχονται στο TBox, έτσι ώστε για οποιοδήποτε ABox (σύνολο δεδομένων) η αποτίμηση του αρχικού ερωτήματος πάνω στο TBox και το ABox να μπορεί να υπολογιστεί με την αποτίμηση μόνο του νέου ερωτήματος πάνω στο ABox. Επειδή η πολυπλοκότητα απάντησης ερωτημάτων σε εκφραστικές Περιγραφικές Λογικές είναι απαγορευτική έχουν αναπτυχθεί γλώσσες Περιγραφικών Λογικών που είναι βατές, όπως η οικογένεια γλωσσών DL-Lite, η EL και η οικογένεια της Datalog+- για τις οποίες έχει παρουσιαστεί πληθώρα αλγορίθμων/συστημάτων επανεγγραφής ερωτημάτων. Όμως, όλοι οι αλγόριθμοι που γνωρίζουμε εκτελούνται κάθε φορά από την αρχή χωρίς να λαμβάνουν υπ' όψιν και να εκμεταλλεύονται προηγούμενες εκτελέσεις, ακόμα και εάν διαδοχικά ερωτήματα έχουν πολύ μικρές διαφορές, κάτι το οποίο είναι ιδιαίτερα συχνό στο διαδίκτυο. Στην παρούσα διατριβή μελετάμε το πρόβλημα της επανεγγραφής ερωτημάτων τα οποία έχουν τροποποιηθεί με διάφορους τρόπους. Οι τρόποι αυτοί αφορούν στην προσθήκη ή αφαίρεση διακεκριμένων μεταβλητών ή ατόμων. Πιο συγκεκριμένα, μελετάμε το πρόβλημα υπολογισμού της επανεγγραφής ενός τροποποιημένου ερωτήματος εκμεταλλευόμενοι την επανεγγραφή που έχει υπολογιστεί για το αρχικό ερώτημα, αποφεύγοντας έτσι να την υπολογίσουμε εξαρχής. Στη συνέχεια παρουσιάζουμε βελτιστοποιήσεις οι οποίες αυξάνουν σημαντικά την απόδοση των αλγορίθμων μας. Ακολούθως, μειώνουμε την εκφραστικότητα των οντολογιών που μελετάμε στη γλώσσα DL-LiteR έτσι ώστε να βελτιστοποιήσουμε περαιτέρω το πρόβλημα του υπολογισμού της επανεγγραφής ενός ερωτήματος στο οποίο έχει προστεθεί ένα άτομο. Αυτό που παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον είναι πως οι τεχνικές μας θέτουν τις βάσεις για έναν πρωτότυπο επαυξητικό αλγόριθμο επανεγγραφής σταθερών ερωτημάτων για οντολογίες DL-LiteR. Πιο συγκεκριμένα, το ερώτημα μπορεί να «αναλυθεί» στα άτομα του και στη συνέχεια να επεξεργαστούμε κάθε άτομο επαυξητικά. Παρουσιάζουμε αναλυτικούς αλγόριθμους καθώς και ένα σύνολο από βελτιστοποιήσεις οι οποίες όπως φαίνεται και από την πειραματική μας αξιολόγηση βελτιώνουν την απόδοση του συστήματος μας και το καθιστούν ταχύτερο από όλα τα γνωστά συστήματα. Τέλος, στη διατριβή αυτή μελετάμε το πρόβλημα απάντησης ερωτημάτων πάνω από ένα δίκτυο οντολογιών. Ειδικότερα, μελετάμε πως η Ασαφής Συνολοθεωρία και η Ασαφής Λογική μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την απόδοση σημασιολογίας και την επικύρωση των αντιστοιχίσεων ανάμεσα σε δύο οντολογίες ώστε να μπορέσουμε να επιλύσουμε ασυνέπειες που μπορεί να προκύψουν από την αντιστοίχιση τους. Αφού λοιπόν επιλύσουμε τις ασυνέπειες αυτές χρησιμοποιούμε τις δύο αυτές οντολογίες για να κατασκευάσουμε μια νέα (ασαφή) οντολογία η οποία είναι συνεπής και το ABox της οποίας περιέχει αναθέσεις που έχουν προκύψει από την ερμηνεία των ασαφών αντιστοιχίσεων και από τις δύο αρχικές οντολογιές κάνοντας έτσι εφικτή την απάντηση ερωτημάτων., The reasoning problem of answering conjunctive queries over Description Logic knowledge bases via query rewriting has gained a lot of attention in the last few years. Given a conjunctive query and a knowledge base (TBox and ABox) a query rewriting procedure computes a new query that incorporates the constraints of the knowledge base that are described in its TBox, such that for any ABox (dataset) the evaluation of the initial query over the TBox and the ABox can be computed by evaluating only the new query over the ABox. Because the computational complexity in expressive Description Logics is prohibitive tractable Description Logics languages have been developed, such as the DL-Lite family, EL and the Datalog+- family for which there have been presented many rewriting algorithms/systems. However, all these algorithms run from scratch without taking into consideration previous runs, even if successive queries are pretty similar, which is a very common scenario in the Web. In this thesis we study the problem of query rewriting for queries that have been refined in various ways. These are the addition and removal of distinguished variables or atoms. More precisely, we study the problem of computing the rewriting of a query that has been refined taking into account the initial query without having to recompute it from scratch. In the following we present various optimisations that drastically increase the performance of our algorithms. Moreover, we limit the ontology language expressivity to DL-LiteR in order to further optimise the problem of query rewriting for queries that have been refined by the addition of an atom. Interestingly, our approach implies a novel incremental algorithm for computing the rewriting of a fixed query. More precisely, the query can be `decomposed' into its atoms and then incrementally process each atom. We present detailed algorithms as well as several optimisations that as depicted by our experimental evaluation improve the performance of our system and show that it is faster than all the other systems. Finally in this thesis we study the problem of query answering over an ontology network. Namely, given two ontologies and a set of mappings among them we study how Fuzzy Sets and Fuzzy Logic can be used to provide semantics for the mappings so that we can resolve inconsistencies that might arise from them. After resolving these inconsistencies a new (fuzzy) ontology that is consistent is created with an ABox that contains assertions, interpreted using the fuzzy mappings, from both the initial ontologies.

169 σ., Το πρόβλημα συλλογιστικής της απάντησης συζευκτικών ερωτημάτων πάνω από βάσεις γνώσης Περιγραφικών Λογικών, μέσω της επανεγγραφής ερωτημάτων, έχει παρουσιάσει ιδιαίτερη άνθιση τα τελευταία χρόνια. Δεδομένου ενός συζευκτικού ερωτήματος και μιας βάσης γνώσης (TBox και ABox) μια διαδικασία επανεγγραφής ερωτημάτων παράγει ένα νέο ερώτημα που ενσωματώνει τους περιορισμούς της βάσης γνώσης που περιέχονται στο TBox, έτσι ώστε για οποιοδήποτε ABox (σύνολο δεδομένων) η αποτίμηση του αρχικού ερωτήματος πάνω στο TBox και το ABox να μπορεί να υπολογιστεί με την αποτίμηση μόνο του νέου ερωτήματος πάνω στο ABox. Επειδή η πολυπλοκότητα απάντησης ερωτημάτων σε εκφραστικές Περιγραφικές Λογικές είναι απαγορευτική έχουν αναπτυχθεί γλώσσες Περιγραφικών Λογικών που είναι βατές, όπως η οικογένεια γλωσσών DL-Lite, η EL και η οικογένεια της Datalog+- για τις οποίες έχει παρουσιαστεί πληθώρα αλγορίθμων/συστημάτων επανεγγραφής ερωτημάτων. Όμως, όλοι οι αλγόριθμοι που γνωρίζουμε εκτελούνται κάθε φορά από την αρχή χωρίς να λαμβάνουν υπ' όψιν και να εκμεταλλεύονται προηγούμενες εκτελέσεις, ακόμα και εάν διαδοχικά ερωτήματα έχουν πολύ μικρές διαφορές, κάτι το οποίο είναι ιδιαίτερα συχνό στο διαδίκτυο. Στην παρούσα διατριβή μελετάμε το πρόβλημα της επανεγγραφής ερωτημάτων τα οποία έχουν τροποποιηθεί με διάφορους τρόπους. Οι τρόποι αυτοί αφορούν στην προσθήκη ή αφαίρεση διακεκριμένων μεταβλητών ή ατόμων. Πιο συγκεκριμένα, μελετάμε το πρόβλημα υπολογισμού της επανεγγραφής ενός τροποποιημένου ερωτήματος εκμεταλλευόμενοι την επανεγγραφή που έχει υπολογιστεί για το αρχικό ερώτημα, αποφεύγοντας έτσι να την υπολογίσουμε εξαρχής. Στη συνέχεια παρουσιάζουμε βελτιστοποιήσεις οι οποίες αυξάνουν σημαντικά την απόδοση των αλγορίθμων μας. Ακολούθως, μειώνουμε την εκφραστικότητα των οντολογιών που μελετάμε στη γλώσσα DL-LiteR έτσι ώστε να βελτιστοποιήσουμε περαιτέρω το πρόβλημα του υπολογισμού της επανεγγραφής ενός ερωτήματος στο οποίο έχει προστεθεί ένα άτομο. Αυτό που παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον είναι πως οι τεχνικές μας θέτουν τις βάσεις για έναν πρωτότυπο επαυξητικό αλγόριθμο επανεγγραφής σταθερών ερωτημάτων για οντολογίες DL-LiteR. Πιο συγκεκριμένα, το ερώτημα μπορεί να «αναλυθεί» στα άτομα του και στη συνέχεια να επεξεργαστούμε κάθε άτομο επαυξητικά. Παρουσιάζουμε αναλυτικούς αλγόριθμους καθώς και ένα σύνολο από βελτιστοποιήσεις οι οποίες όπως φαίνεται και από την πειραματική μας αξιολόγηση βελτιώνουν την απόδοση του συστήματος μας και το καθιστούν ταχύτερο από όλα τα γνωστά συστήματα. Τέλος, στη διατριβή αυτή μελετάμε το πρόβλημα απάντησης ερωτημάτων πάνω από ένα δίκτυο οντολογιών. Ειδικότερα, μελετάμε πως η Ασαφής Συνολοθεωρία και η Ασαφής Λογική μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την απόδοση σημασιολογίας και την επικύρωση των αντιστοιχίσεων ανάμεσα σε δύο οντολογίες ώστε να μπορέσουμε να επιλύσουμε ασυνέπειες που μπορεί να προκύψουν από την αντιστοίχιση τους. Αφού λοιπόν επιλύσουμε τις ασυνέπειες αυτές χρησιμοποιούμε τις δύο αυτές οντολογίες για να κατασκευάσουμε μια νέα (ασαφή) οντολογία η οποία είναι συνεπής και το ABox της οποίας περιέχει αναθέσεις που έχουν προκύψει από την ερμηνεία των ασαφών αντιστοιχίσεων και από τις δύο αρχικές οντολογιές κάνοντας έτσι εφικτή την απάντηση ερωτημάτων., The reasoning problem of answering conjunctive queries over Description Logic knowledge bases via query rewriting has gained a lot of attention in the last few years. Given a conjunctive query and a knowledge base (TBox and ABox) a query rewriting procedure computes a new query that incorporates the constraints of the knowledge base that are described in its TBox, such that for any ABox (dataset) the evaluation of the initial query over the TBox and the ABox can be computed by evaluating only the new query over the ABox. Because the computational complexity in expressive Description Logics is prohibitive tractable Description Logics languages have been developed, such as the DL-Lite family, EL and the Datalog+- family for which there have been presented many rewriting algorithms/systems. However, all these algorithms run from scratch without taking into consideration previous runs, even if successive queries are pretty similar, which is a very common scenario in the Web. In this thesis we study the problem of query rewriting for queries that have been refined in various ways. These are the addition and removal of distinguished variables or atoms. More precisely, we study the problem of computing the rewriting of a query that has been refined taking into account the initial query without having to recompute it from scratch. In the following we present various optimisations that drastically increase the performance of our algorithms. Moreover, we limit the ontology language expressivity to DL-LiteR in order to further optimise the problem of query rewriting for queries that have been refined by the addition of an atom. Interestingly, our approach implies a novel incremental algorithm for computing the rewriting of a fixed query. More precisely, the query can be `decomposed' into its atoms and then incrementally process each atom. We present detailed algorithms as well as several optimisations that as depicted by our experimental evaluation improve the performance of our system and show that it is faster than all the other systems. Finally in this thesis we study the problem of query answering over an ontology network. Namely, given two ontologies and a set of mappings among them we study how Fuzzy Sets and Fuzzy Logic can be used to provide semantics for the mappings so that we can resolve inconsistencies that might arise from them. After resolving these inconsistencies a new (fuzzy) ontology that is consistent is created with an ABox that contains assertions, interpreted using the fuzzy mappings, from both the initial ontologies., Αναστάσιος Γ. Βενέτης

224 σ., Ένα από τα σημαντικότερα θέματα της Επιστήμης των Υπολογιστών είναι η αναπαράσταση γνώσης και η χρήση της για συλλογιστική. Οι κλασσικές Περιγραφικές Λογικές αποτελούν μία πολύ διαδεδομένη οικογένεια γλωσσών αναπαράστασης της ανθρώπινης γνώσης για τον κόσμο που μας περιβάλλει. Παρόλα αυτά, εφόσον η γνώση μας για τον κόσμο αυτό εμπεριέχει αβεβαιότητα και ανακρίβεια, έτσι και τα μέσα αναπαράστασής του θα πρέπει να έχουν τη δυνατότητα απεικόνισης αυτού του είδους της πληροφορίας. Για αυτόν τον λόγο, προτάθηκαν οι ασαφείς Περιγραφικές Λογικές, οι οποίες αποτελούν επεκτάσεις των κλασσικών Περιγραφικών Λογικών ικανές να αναπαραστήσουν έναν κόσμο με αβεβαιότητα και ανακρίβεια. Οι επεκτάσεις αυτές μας δίνουν τη δυνατότητα όχι μόνο να αναπαραστήσουμε με ικανοποιητικό τρόπο έννοιες όπως ψηλός, μακρυά, πολύ, λίγο κ.ο.κ, αλλά και να εξαγάγουμε συμπεράσματα βάσει της περιγραφόμενης γνώσης. Έτσι λοιπόν, αφενός, έχουν δημιουργηθεί εκφραστικές γλώσσες ασαφών Περιγραφικών Λογικών όπως η fKD SHIN αφετέρου έχουν δημιουργηθεί μηχανές συμπερασματολογίας όπως το FiRE για τις συγκεκριμένες εκφραστικότητες. Στόχος της εργασίας αυτής είναι η επέκταση των ασαφών Περιγραφικών Λογικών με δύο είδη εκφραστικότητας, τα οποία δεν έχουν μελετηθεί διεξοδικά έως τώρα. Το πρώτο είδος εκφραστικότητας αναφέρεται στην επέκταση των γλωσσών αυτών με κανόνες παρόμοιους με αυτούς που παρουσιάζονται σε άλλους λογικούς φορμαλισμούς, όπως είναι ο λογικός προγραμματισμός. Το δεύτερο είδος εκφραστικότητας αναφέρεται στην επέκταση των γλωσσών αυτών έτσι ώστε να μπορούν να ενσωματώνουν με ικανοποιητικό τρόπο τύπους δεδομένων όπως αριθμητικά δεδομένα. Όπως θα δούμε και στην εργασία, τα δύο αυτά είδη εκφραστικότητας είναι πολύτιμα σε διάφορες εφαρμογές όπως ιατρικές και επεξεργασίας εικόνας. Ενώ είναι σχετικά προφανής ο τρόπος με τον οποίο θα δοθεί σημασιολογία σε μία νέα γλώσσα Περιγραφικών Λογικών, η δυσκολία σε μια τέτοια επέκταση έγκειται στην εύρεση ενός ορθού (sound) και πλήρους (complete) αλγόριθμου συλλογιστικής. Κύριο εμπόδιο σε αυτήν την προσπάθεια είναι η πολύ υψηλή πολυπλοκότητα των γλωσσών αυτών. Σε αρκετές μάλιστα περιπτώσεις, υπάρχει ο κίνδυνος οι εκφραστικές επεκτάσεις που θα προτείνουμε να οδηγήσουν σε μη αποφάνσιμες (undecidable) γλώσσες. Στα πλαίσια τις συγκεκριμένης εργασίας δημιουργήσαμε το ασαφές CARIN, μία γλώσσα αναπαράστασης γνώσης η οποία συνδυάζει τις ασαφείς Περιγραφικές Λογικές με κανόνες Horn (Horn Rules). Το ασαφές CARIN ενσωματώνει τελεστές της ασαφούς λογικής στη γλώσσα του μη-αναδρομικού CARIN και δύναται να επιλύσει προβλήματα συλλογιστικής με συζευκτικά ερωτήματα, ενώσεις συζευκτικών ερωτημάτων, και το πρόβλημα της υπαρξιακής λογικής συνεπαγωγής. Μέσα από τη μελέτη της γλώσσας του ασαφούς CARIN και κατά την προσπάθεια υλοποίησης μίας μηχανής συλλογιστικής για τη συγκεκριμένη εκφραστικότητα, ένα από τα θέματα τα οποία αντιμετωπίσαμε ήταν αυτό της πολύ υψηλής πολυπλοκότητας του αλγορίθμου συλλογιστικής που έπρεπε να υλοποιηθεί. Για αυτόν το λόγω στραφήκαμε στη μελέτη γλωσσών πολυωνυμικής πολυπλοκότητας όπως είναι αυτές που ανήκουν στην οικογένεια της EL γλώσσας. Αρχικά προτείναμε τη γλώσσα της ασαφούς EL++ δηλαδή τη σύνταξη, τη σημασιολογία, και έναν πλήρη και ορθό αλγόριθμο συλλογιστικής για τη γλώσσα αυτή, ενώ αποδείξαμε ότι η προτεινόμενη γλώσσα διατηρεί την πολυωνυμική της πολυπλοκότητα. Στη συνέχεια μελετήσαμε τους περιορισμούς που πρέπει να τεθούν έτσι ώστε η ασαφής EL++ γλώσσα να μπορεί να ενσωματώσει απτά πεδία, δηλαδή να μπορεί να αναπαραστήσει με ικανοποιητικό τρόπο τύπους δεδομένων όπως αριθμητικά δεδομένα, χωρίς όμως να χάσει την πολυωνυμική της πολυπλοκότητα. Στα πλαίσια της μελέτης, αυτής προτάθηκε η ασαφής EL++(D) γλώσσα. Τέλος, μία ακόμα επέκταση που μελετήθηκε ήταν αυτή της ασαφούς EL++ γλώσσας με κανόνες. Η προτεινόμενη επέκταση εξετάζει το σύνολο τον περιορισμών που θα πρέπει να έχουν οι κανόνες προκειμένου να ενσωματωθούν στην EL++ γλώσσα, χωρίς όμως να χαθεί η πολυωνυμική της πολυπλοκότητα. Η μελέτη αυτή έχει σαν αποτέλεσμα τη δημιουργία της ασαφούς ELP γλώσσας., One of the most important topics in Computer Science is Knowledge Representation and Reason-ing. Description Logics is a family of formal knowledge representation languages used in artificial intelligence for formal reasoning on the concepts of an application domain. Nevertheless, since our knowledge about certain domains contains uncertainty and imprecision, the knowledge representa-tion languages should also have the ability to incorporate this kind of information. For this reason, fuzzy Description Logics, that form an extension of crisp Description Logics capable of representing uncertainty and imprecision, have been proposed. These extensions allow us, not only to adequately represent concepts such as near, far, much, little, etc., but also to perform reasoning. On this ground, on the one hand, expressive fuzzy Description Logic languages such as fKD-SHIN have been proposed, on the other hand reasoning engines such as FiRE have been developed for the previously mentioned languages. The main objective of this thesis is to extend fuzzy Description Logics with two types of expres-siveness that have not been adequately studied. The first type refers to extending fuzzy Description Logic languages with rules similar to those already been introduced in other logic formalisms such as Logic Programming, while the second refers to extending fuzzy Description Logics so as to incorporate data types such as numerical data. These types of expressiveness are useful in various applications –such as medical and image processing applications–. The main difficulty in our work was not to provide the semantics of a fuzzy Description Logic language, but to find a sound, complete, and terminating algorithm for the specific language. The main obstacle towards this direction is the high complexity of the proposed languages. In the worst case, we may propose a DL extension which is undecidable. During our research, we have proposed fuzzy CARIN, a knowledge representation language com-bining fuzzy Description Logics with (Horn Rules). Fuzzy CARIN incorporates fuzzy logic opera-tors to the non recursive CARIN language and is able to solve reasoning problems with conjunctive queries and unions of conjunctive queries as well as the problem of existential entailment. Throughout the study of fuzzy CARIN and in our attempt to develop a reasoning engine for the specific expressiveness, the main problem we faced was the high complexity of the proposed language (and consequently its corresponding reasoning algorithm). Thus, we later focused our attention to the study of polynomial complexity languages, such as those of the EL family. Initially we proposed the fuzzy EL++ language, i.e. its syntax, semantics together with a sound and complete reasoning algorithm which was proved to have polynomial complexity. We then studied the limitations that have to be imposed so that the fuzzy EL++ language may incorporate concrete domains, i.e. to be able to adequately represent data types such as numerical data, without losing its polynomial complexity. This study resulted in the fuzzy EL++ language. Finally, we have also examined the fuzzy EL++ language with rules. The proposed extension investigates the set of restrictions that have to be imposed to the rules, embodied to fuzzy EL++, so that it won’t lose its polynomial complexity. The specific study resulted to the creation of the fuzzy ELP language.

224 σ., Ένα από τα σημαντικότερα θέματα της Επιστήμης των Υπολογιστών είναι η αναπαράσταση γνώσης και η χρήση της για συλλογιστική. Οι κλασσικές Περιγραφικές Λογικές αποτελούν μία πολύ διαδεδομένη οικογένεια γλωσσών αναπαράστασης της ανθρώπινης γνώσης για τον κόσμο που μας περιβάλλει. Παρόλα αυτά, εφόσον η γνώση μας για τον κόσμο αυτό εμπεριέχει αβεβαιότητα και ανακρίβεια, έτσι και τα μέσα αναπαράστασής του θα πρέπει να έχουν τη δυνατότητα απεικόνισης αυτού του είδους της πληροφορίας. Για αυτόν τον λόγο, προτάθηκαν οι ασαφείς Περιγραφικές Λογικές, οι οποίες αποτελούν επεκτάσεις των κλασσικών Περιγραφικών Λογικών ικανές να αναπαραστήσουν έναν κόσμο με αβεβαιότητα και ανακρίβεια. Οι επεκτάσεις αυτές μας δίνουν τη δυνατότητα όχι μόνο να αναπαραστήσουμε με ικανοποιητικό τρόπο έννοιες όπως ψηλός, μακρυά, πολύ, λίγο κ.ο.κ, αλλά και να εξαγάγουμε συμπεράσματα βάσει της περιγραφόμενης γνώσης. Έτσι λοιπόν, αφενός, έχουν δημιουργηθεί εκφραστικές γλώσσες ασαφών Περιγραφικών Λογικών όπως η fKD SHIN αφετέρου έχουν δημιουργηθεί μηχανές συμπερασματολογίας όπως το FiRE για τις συγκεκριμένες εκφραστικότητες. Στόχος της εργασίας αυτής είναι η επέκταση των ασαφών Περιγραφικών Λογικών με δύο είδη εκφραστικότητας, τα οποία δεν έχουν μελετηθεί διεξοδικά έως τώρα. Το πρώτο είδος εκφραστικότητας αναφέρεται στην επέκταση των γλωσσών αυτών με κανόνες παρόμοιους με αυτούς που παρουσιάζονται σε άλλους λογικούς φορμαλισμούς, όπως είναι ο λογικός προγραμματισμός. Το δεύτερο είδος εκφραστικότητας αναφέρεται στην επέκταση των γλωσσών αυτών έτσι ώστε να μπορούν να ενσωματώνουν με ικανοποιητικό τρόπο τύπους δεδομένων όπως αριθμητικά δεδομένα. Όπως θα δούμε και στην εργασία, τα δύο αυτά είδη εκφραστικότητας είναι πολύτιμα σε διάφορες εφαρμογές όπως ιατρικές και επεξεργασίας εικόνας. Ενώ είναι σχετικά προφανής ο τρόπος με τον οποίο θα δοθεί σημασιολογία σε μία νέα γλώσσα Περιγραφικών Λογικών, η δυσκολία σε μια τέτοια επέκταση έγκειται στην εύρεση ενός ορθού (sound) και πλήρους (complete) αλγόριθμου συλλογιστικής. Κύριο εμπόδιο σε αυτήν την προσπάθεια είναι η πολύ υψηλή πολυπλοκότητα των γλωσσών αυτών. Σε αρκετές μάλιστα περιπτώσεις, υπάρχει ο κίνδυνος οι εκφραστικές επεκτάσεις που θα προτείνουμε να οδηγήσουν σε μη αποφάνσιμες (undecidable) γλώσσες. Στα πλαίσια τις συγκεκριμένης εργασίας δημιουργήσαμε το ασαφές CARIN, μία γλώσσα αναπαράστασης γνώσης η οποία συνδυάζει τις ασαφείς Περιγραφικές Λογικές με κανόνες Horn (Horn Rules). Το ασαφές CARIN ενσωματώνει τελεστές της ασαφούς λογικής στη γλώσσα του μη-αναδρομικού CARIN και δύναται να επιλύσει προβλήματα συλλογιστικής με συζευκτικά ερωτήματα, ενώσεις συζευκτικών ερωτημάτων, και το πρόβλημα της υπαρξιακής λογικής συνεπαγωγής. Μέσα από τη μελέτη της γλώσσας του ασαφούς CARIN και κατά την προσπάθεια υλοποίησης μίας μηχανής συλλογιστικής για τη συγκεκριμένη εκφραστικότητα, ένα από τα θέματα τα οποία αντιμετωπίσαμε ήταν αυτό της πολύ υψηλής πολυπλοκότητας του αλγορίθμου συλλογιστικής που έπρεπε να υλοποιηθεί. Για αυτόν το λόγω στραφήκαμε στη μελέτη γλωσσών πολυωνυμικής πολυπλοκότητας όπως είναι αυτές που ανήκουν στην οικογένεια της EL γλώσσας. Αρχικά προτείναμε τη γλώσσα της ασαφούς EL++ δηλαδή τη σύνταξη, τη σημασιολογία, και έναν πλήρη και ορθό αλγόριθμο συλλογιστικής για τη γλώσσα αυτή, ενώ αποδείξαμε ότι η προτεινόμενη γλώσσα διατηρεί την πολυωνυμική της πολυπλοκότητα. Στη συνέχεια μελετήσαμε τους περιορισμούς που πρέπει να τεθούν έτσι ώστε η ασαφής EL++ γλώσσα να μπορεί να ενσωματώσει απτά πεδία, δηλαδή να μπορεί να αναπαραστήσει με ικανοποιητικό τρόπο τύπους δεδομένων όπως αριθμητικά δεδομένα, χωρίς όμως να χάσει την πολυωνυμική της πολυπλοκότητα. Στα πλαίσια της μελέτης, αυτής προτάθηκε η ασαφής EL++(D) γλώσσα. Τέλος, μία ακόμα επέκταση που μελετήθηκε ήταν αυτή της ασαφούς EL++ γλώσσας με κανόνες. Η προτεινόμενη επέκταση εξετάζει το σύνολο τον περιορισμών που θα πρέπει να έχουν οι κανόνες προκειμένου να ενσωματωθούν στην EL++ γλώσσα, χωρίς όμως να χαθεί η πολυωνυμική της πολυπλοκότητα. Η μελέτη αυτή έχει σαν αποτέλεσμα τη δημιουργία της ασαφούς ELP γλώσσας., One of the most important topics in Computer Science is Knowledge Representation and Reason-ing. Description Logics is a family of formal knowledge representation languages used in artificial intelligence for formal reasoning on the concepts of an application domain. Nevertheless, since our knowledge about certain domains contains uncertainty and imprecision, the knowledge representa-tion languages should also have the ability to incorporate this kind of information. For this reason, fuzzy Description Logics, that form an extension of crisp Description Logics capable of representing uncertainty and imprecision, have been proposed. These extensions allow us, not only to adequately represent concepts such as near, far, much, little, etc., but also to perform reasoning. On this ground, on the one hand, expressive fuzzy Description Logic languages such as fKD-SHIN have been proposed, on the other hand reasoning engines such as FiRE have been developed for the previously mentioned languages. The main objective of this thesis is to extend fuzzy Description Logics with two types of expres-siveness that have not been adequately studied. The first type refers to extending fuzzy Description Logic languages with rules similar to those already been introduced in other logic formalisms such as Logic Programming, while the second refers to extending fuzzy Description Logics so as to incorporate data types such as numerical data. These types of expressiveness are useful in various applications –such as medical and image processing applications–. The main difficulty in our work was not to provide the semantics of a fuzzy Description Logic language, but to find a sound, complete, and terminating algorithm for the specific language. The main obstacle towards this direction is the high complexity of the proposed languages. In the worst case, we may propose a DL extension which is undecidable. During our research, we have proposed fuzzy CARIN, a knowledge representation language com-bining fuzzy Description Logics with (Horn Rules). Fuzzy CARIN incorporates fuzzy logic opera-tors to the non recursive CARIN language and is able to solve reasoning problems with conjunctive queries and unions of conjunctive queries as well as the problem of existential entailment. Throughout the study of fuzzy CARIN and in our attempt to develop a reasoning engine for the specific expressiveness, the main problem we faced was the high complexity of the proposed language (and consequently its corresponding reasoning algorithm). Thus, we later focused our attention to the study of polynomial complexity languages, such as those of the EL family. Initially we proposed the fuzzy EL++ language, i.e. its syntax, semantics together with a sound and complete reasoning algorithm which was proved to have polynomial complexity. We then studied the limitations that have to be imposed so that the fuzzy EL++ language may incorporate concrete domains, i.e. to be able to adequately represent data types such as numerical data, without losing its polynomial complexity. This study resulted in the fuzzy EL++ language. Finally, we have also examined the fuzzy EL++ language with rules. The proposed extension investigates the set of restrictions that have to be imposed to the rules, embodied to fuzzy EL++, so that it won’t lose its polynomial complexity. The specific study resulted to the creation of the fuzzy ELP language., Θεόφιλος Π. Μαΐλης

Ο Σημαντικός Ιστός (Semantic Web) είναι ένας συνδυασμός τεχνολογιών και προτύπων με σκοπό να προσδοθεί στη διαδικτυακή πληροφορία αυστηρά καθορισμένη σημασιακή δομή και ερμηνεία. Στόχος είναι να μπορούν οι χρήστες του Παγκόσμιου Ιστού καθώς και αυτοματοποιημένοι πράκτορες να επεξεργάζονται, να διαχειρίζονται και να αξιοποιούν την κατάλληλα χαρακτηρισμένη πληροφορία με τρόπο ευφυή και αποδοτικό. Ωστόσο, παρά τις τεχνικές που έχουν κατά καιρούς προταθεί, δεν υπάρχει ξεκάθαρη μέθοδος ώστε, αξιοποιώντας το φάσμα του Σημαντικού Ιστού, η διαδικτυακή πληροφορία να ανακτάται με τρόπο παραγωγικό, δηλαδή με βάση τα ήδη εκπεφρασμένα γεγονότα να συνάγεται νέα, άρρητη πληροφορία. Για την αντιμετώπιση αυτής της κατάστασης, αρχικά εισάγεται και προσδιορίζεται το πρόβλημα της Ανακάλυψης Γνώσης στο Σημαντικό Ιστό (Semantic Web Knowledge Discovery, SWKD). Η Ανακάλυψη Γνώσης στο Σημαντικό Ιστό εκμεταλλεύεται το σημασιακό υπόβαθρο και τις αντίστοιχες σημασιακές περιγραφές των πληροφοριών, όπως αυτές είναι θεμελιωμένες σε μια λογική θεωρία (οντολογίες εκφρασμένες σε γλώσσα OWL). Βάσει αυτών και με τη χρήση των κατάλληλων μηχανισμών αυτοματοποιημένου συλλογισμού μπορεί να συμπεραθεί νέα, άδηλη γνώση, η οποία, μέχρι τότε, μόνο υπονοούνταν στα ήδη υπάρχοντα δεδομένα. Για να απαντηθεί το ερώτημα αν και σε πιο βαθμό οι τεχνολογίες και η λογική θεωρία του Σημαντικού Ιστού συνεισφέρουν αποδοτικά και εκφραστικά στο πρόβλημα της SWKD καταρτίζεται μια πρότυπη Μεθοδολογία Ανακάλυψης Γνώσης στο Σημαντικό Ιστό, η οποία θεμελιώνεται σε πρόσφατα θεωρητικά αποτελέσματα, αλλά και στην ποιοτική και πειραματική συγκριτική αξιολόγηση διαδεδομένων μηχανισμών συμπερασμού (inference engines) που βασίζονται σε Λογικές Περιγραφής (Description Logics). H αποδοτικότητα και η εκφραστικότητα της μεθόδου αυτής δείχνεται ότι εξαρτώνται από συγκεκριμένους θεωρητικούς, οργανωτικούς και τεχνικούς περιορισμούς. Η πειραματική επαλήθευση της μεθοδολογίας επιτυγχάνεται με την κατασκευή και επίδειξη της Διεπαφής Ανακάλυψης Γνώσης (Knowledge Discovery Interface) μιας κατανεμημένης δηλαδή δικτυακής υπηρεσίας, η οποία έχει εφαρμοστεί με επιτυχία σε πειραματικά δεδομένα. Τα αποτελέσματα που προκύπτουν με τη χρήση της διεπαφής επαληθεύουν, μέχρι ορισμένο βαθμό, τις υποθέσεις που έχουν γίνει σχετικά κυρίως με την παράμετρο της εκφραστικότητας και δίνουν το έναυσμα για την αναζήτηση και εξέταση της υποστήριξης των νέων προτεινόμενων επεκτάσεων της λογικής θεωρίας του Σημαντικού Ιστού, δηλαδή της γλώσσας OWL 1.1. Για την ενίσχυση της εκφραστικότητας της ανακάλυψης γνώσης στην περίπτωση συγκεκριμένων πεδίων γνώσης (knowledge domains) εισάγεται μια νέα τεχνική, αποκαλούμενη Σημασιακή Προσαρμογή. Η τεχνική αυτή εξελίσσει την Προσαρμογή Μεταδεδομένων Εφαρμογής (Metadata Application Profiling) από μια επίπεδη συρραφή και συγχώνευση σχημάτων και πεδίων μεταδεδομένων, σε μία ουσιαστική επέκταση και σημασιακή αναγωγή και εμπλουτισμό του αντίστοιχου μοντέλου στο οποίο εφαρμόζεται. Έτσι, η σημασιακή προσαρμογή εξειδικεύει ένα οντολογικό μοντέλο ως προς μια συγκεκριμένη εφαρμογή, όχι απλά με την προσθήκη λεξιλογίου από ετερογενή σχήματα, αλλά μέσω της σημασιακής εμβάθυνσης (semantic intension) και εκλέπτυνσης (semantic refinement) του αρχικού μοντέλου. Η τεχνική αυτή και τα αποτελέσματά της επαληθεύονται πειραματικά με την εφαρμογή στο μοντέλο πληροφοριών πολιτιστικής κληρονομιάς CIDOC-CRM και δείχνεται ότι, με τη χρήση κατάλληλων μεθόδων, η γενική εφαρμοσιμότητα του μοντέλου μπορεί να διαφυλαχθεί. Για να μπορεί όμως η Ανακάλυψη Γνώσης στο Σημαντικό Ιστό να δώσει ικανοποιητικά αποτελέσματα, απαιτούνται όσο το δυνατόν πληρέστερες και αυξημένες περιγραφές των δικτυακών πόρων. Παρόλο που πληροφορίες άμεσα συμβατές με τη λογική θεωρία του Σημαντικού Ιστού δεν είναι ευχερείς, υπάρχει πληθώρα δεδομένων οργανωμένων σε επίπεδα σχήματα μεταδεδομένων (flat metadata schemata). Διερευνάται επομένως αν η SWKD μπορεί να εφαρμοστεί αποδοτικά και εκφραστικά στην περίπτωση τέτοιων ημιδομημένων μοντέλων γνώσης, όπως για παράδειγμα στην περίπτωση του σχήματος μεταδεδομένων Dublin Core. Δείχνεται ότι το πρόβλημα αυτό ανάγεται μερικώς στην εφαρμογή της σημασιακής προσαρμογής στην περίπτωση τέτοιων μοντέλων, ενώ για τη διαφύλαξη της διαλειτουργικότητας και την επίλυση αμφισημιών που προκύπτουν εφαρμόζονται ανάλογες μέθοδοι και επιπλέον εξετάζεται η τεχνική της παρονομασίας (punning) που εισάγει η OWL 1.1, βάσει της οποίας ο ορισμός ενός ονόματος μπορεί να έχει κυμαινόμενη σημασιακή ερμηνεία ανάλογα με τα συμφραζόμενα. Συμπερασματικά, οι νέες μέθοδοι που προτείνονται μπορούν να βελτιώσουν το πρόβλημα της Ανακάλυψης Γνώσης στο Σημαντικό Ιστό ως προς την εκφραστικότητα, ενώ ταυτόχρονα η πολυπλοκότητα παραμένει η μικρότερη δυνατή. Επιτυγχάνουν επίσης την παραγωγή πιο εκφραστικών περιγραφών από υπάρχοντα μεταδεδομένα, προτείνοντας έτσι μια λύση στο πρόβλημα της εκκίνησης (bootstrapping) για το Σημαντικό Ιστό. Παράλληλα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως βάση για την υλοποίηση πιο αποδοτικών τεχνικών κατανεμημένου και αυξητικού συλλογισμού. Semantic Web is a combination of technologies and standards in order to give Web information strictly defined semantic structure and meaning. Its aim is to enable Web users and automated agents to process, manage and utilize properly described information in intelligent and efficient ways. Nevertheless, despite the various techniques that have been proposed, there is no clear method such that, by taking advantage of Semantic Web technologies, to be able to retrieve information deductively, i.e. to infer new and implicit information based on explicitly expressed facts. In order to address this situation, the problem of Semantic Web Knowledge Discovery (SWKD) is first specified and introduced. SWKD takes advantage of the semantic underpinnings and semantic descriptions of information, organized in a logic theory (i.e. ontologies expressed in OWL). Through the use of appropriate automated reasoning mechanisms, SWKD makes then possible to deduce new and unexpressed information that is only implied among explicit facts. The question as to whether and to what extent do Semantic Web technologies and logic theory contribute efficiently and expressively enough to the SWKD problem is evaluated through the establishment of a SWKD methodology, which builds upon recent theoretical results, as well as on the qualitative and experimental comparison of some popular inference engines, based on Description Logics. It is shown that the efficiency and expressivity of this method depends on specific theoretical, organizational and technical limitations. The experimental verification of this methodology is achieved through the development and demonstration of the Knowledge Discovery Interface (KDI), a web-distributed service that has been successfully applied on experimental data. The results taken through the KDI confirm, to a certain extent, the assumptions made mostly about expressivity and motivate the examination and investigation of the newly proposed extensions to the Semantic Web logic theory, namely the OWL 1.1 language. In order to strengthen the expressivity of knowledge discovery in the case of particular knowledge domains a new technique is introduced, known as Semantic Profiling. This technique evolves traditional Metadata Application Profiling from a flat aggregation and mixing of schemata and metadata elements to the substantial extension and semantic enhancement and enrichment of the model on which it is applied. Thus, semantic profiling actually profiles an ontological model for a particular application, not only by bringing together vocabularies from disparate schemata, but also through the semantic intension and semantic refinement of the initial model. This technique and its results are experimentally verified through its application on the CIDOC-CRM cultural heritage information model and it is shown that, through appropriate methods, the general applicability of the model can be preserved. However, for SWKD to be of much value, it requires the availability of rich and detailed resource descriptions. Even though information compatible with the Semantic Web logic theory are not always readily available, there are plenty of data organized in flat metadata schemata. To this end, it is investigated whether SWKD can be efficiently and expressively applied on such semi-structured knowledge models, as is the case for example with the Dublin Core metadata schema. It is shown that this problem can be partially reduced to applying semantic profiling on such models and, in order to retain interoperability and resolve potential ambiguities, the OWL 1.1 punning feature is investigated, based on which a name definition may have variable semantic interpretation depending on the ontological context. In conclusion, these newly proposed methods can improve the SWKD problem in terms of expressive strength, while keeping complexity as low as possible. They also contribute to the creation of expressive descriptions from existing metadata, suggesting a solution to the Semantic Web bootstrapping problem. Finally, they can be utilized as the basis for implementing more efficient techniques that involve distributed and incremental reasoning.

Ο Παγκόσμιος Ιστός έχει αλλάξει τον τρόπο που οι άνθρωποι επικοινωνούν μεταξύ τους καθώς και τον τρόπο με τον οποίο οι επιχειρήσεις διευθύνονται. Ως επέκταση του παγκόσμιου ιστού εμφανίζεται ο Σημασιολογικός Ιστός. Ο Σημασιολογικός Ιστός είναι ειδικότερα, ένας Ιστός από πληροφορίες που είναι δυνατό να διαβαστούν από τις μηχανές και η έννοια των οποίων είναι σαφώς καθορισμένη από πρότυπα. Στόχος της διπλωματική αυτής είναι η επέκταση και η εμβάθυνση σε θεμελιώδεις έννοιες του Σημασιολογικού Ιστού και η σύνδεση του με τις ΤΠΕ στην εκπαίδευση. Στα παρακάτω κεφάλαια προσεγγίζεται αναλυτικά η έννοια του Σημασιολογικού Ιστού, καθώς επίσης και οι βασικές γλώσσες σήμανσης του οι οποίες είναι: 1. Η γλώσσα σήμανσης XML, μια γλώσσα που επιτρέπει τη γραφή δομημένων εγγράφων ιστού με ένα καθορισμένο από το χρήστη λεξιλόγιο. 2. Tο Resource Description Framework (RDF) που είναι ένα πλαίσιο για την αντιπροσώπευση των πληροφοριών στον Παγκόσμιο Ιστό, όπου αναλύονται οι βασικές έννοιες που χρησιμοποιεί όπως το γραφικό μοντέλο δεδομένων, λεξιλόγιο βασισμένο στο URI, τύποι δεδομένων κ.α. 3. Το λεξιλόγιο καθορισμού του RDF (RDF Schema), που καθορίζει τις κλάσεις και τις ιδιότητες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να περιγράψουν κλάσεις, ιδιότητες και άλλες πηγές. Σε επόμενο κεφάλαιο εισάγουμε στον αναγνώστη τον όρο της οντολογίας. Αναλύουμε το τι είναι οντολογία, τις κύριες λειτουργίες των οντολογιών, και προτείνεται ένα περίγραμμα για την κατασκευή των οντολογιών. Ξεχωριστή αναφορά γίνεται στο Ontology Inference Layer OIL που είναι μια πρόταση για ένα βασισμένο στον Ιστό στρώμα αντιπροσώπευσης και συμπεράσματος των οντολογιών. Επίσης γίνεται αναφορά στη βασική ιδέα σχεδιασμού του OIL που είναι το onion model του. Ακολούθως, αναλύουμε τον τρόπο με τον οποίο συντάσσεται μια οντολογία στη γλώσσα OIL. Ως συνέχεια του παραπάνω εμφανίζεται η DAML+OIL, που είναι μια σημασιολογική γλώσσα για τις πηγές του Ιστού. Στηρίζεται στα πρότυπα του W3C όπως το RDF και το RDF Schema, και επεκτείνει αυτές τις γλώσσες με ακόμα πιο πλούσιες αρχές διαμόρφωσης. Στη συνέχεια προσεγγίζουμε εκτενώς την Web Ontology Language OWL που είναι μια σημασιολογική γλώσσα σήμανσης για την έκδοση και τη διανομή των οντολογιών στον Παγκόσμιο Ιστό. Η σύνδεση του σημασιολογικού ιστού με την εκπαίδευση είναι το θέμα που αναλύεται παρακάτω με τίτλο Εκπαιδευτικός Σημασιολογικός Ιστός και γίνεται εκτενής αναφορά στις προκλήσεις και τις προοπτικές που διαφαίνονται. Η σύνδεση αυτή γίνεται με το προσαρμοστικό WBES. Ακόμα, εξετάζουμε μερικά σενάρια εφαρμογής του εκπαιδευτικού Σημασιολογικού Ιστού όπως την βασισμένη στη σημασιολογία αναζήτηση για εκπαιδευτικό περιεχόμενο, την περιήγηση στη γνώση ή «προσωπικές πύλες», τα βασισμένα στη σημασιολογία μαθήματα και τις εκπαιδευτικές υπηρεσίες σημασιολογικού ιστού. Τέλος, αναφέρουμε με συντομία εφαρμογές εκπαίδευσης βασισμένες σε οντολογίες όπως το πρόγραμμα CIPHER, το πρόγραμμα Connexions κ.α.