Петренко А.І., Булах Б.В., Хондар В.С. Семантичні грід- технології для науки і освіти

Petrenko. Grid

Петренко А.І., Булах Б.В.,Хондар В.С. Семантичні грід- технології для науки і освіти:додатковий матеріал. - //К.: НТУУ «КПІ», 2010.- 178 c. 
Гриф надано Вченою радою  ННК «ІПСА» НТУУ «КПІ» (Протокол 11 від 21.12.2010 р.)

Досліджено еволюцію Грід-систем на шляху до семантичних (або „розумних”) Грід, в яких  інформація і послуги  мають чітке визначення, що надає можливість комп'ютерам і людям працювати в кооперації зі знанням, а не з інформацією, як то робиться зараз, і які базуються на семантичних Веб, заснованих на метаданих, онтологіях і програмних агентах. Розглянуті підходи до опису і формування онтологій даних і  веб- та грід – сервісів, їх взаємодії, а також архітектури, і існуючі реалізації семантичних Грід- систем.  Поєднання  веб- і грід- технологій дозволяє спростити механізм пошуку, відбору та обробки інформації, особливо в світлі нещодавно розпочатих у Веб- середовищі проектів побудови семантичних енциклопедій, баз знань, лексичних баз розмовних мов та інших.

Для магістерської підготовки за новою спеціальністю „Системне проектування”, але може бути корисним  і для інших спеціальностей напрямків „Комп’ютерні науки”  і „Комп’ютерна інженерія”.

ЗМІСТ

Розділ 1. Е-наука в умовах  семантичного Грід і Веб

Розділ намагається всебічно показати місце е-Науки в умовах активного розвитку Веб, Грід та семантичних технологій. Мова йде, фактично, про Грід четвертого покоління, що походить від розвинутих сервісно-орієнтованих систем та семантичного Веб. У зв’язку з цим особлива увага звертається на ключове поняття семантичних технологій – онтологію, а також – численні засоби розробки онтологій та методику такої розробки. Висвітлено й інший бік семантичних технологій – впровадження семантики у існуючі стандарти Веб-розмітки (HTML 5, мікроформати). Нарешті, детально аналізується проблема семантичного пошуку, розглядаються базові алгоритми та реальні реалізації пошукових систем.

1.1    Покоління Грід-середовищ   
1.2    Семантичний Веб як інформаційна основа Грід   
1.3    Онтології   
1.3.1    Методика розробки онтологій   
1.3.2    Способи представлення метаданих   
1.3.3    Інструменти розробки   
1.4. Отримання нових знань
1.5    Вбудована семантика в HTML   
1.5.1    Семантика в HTML 5   
1.5.2    Мікроформати   
1.6    Пошук в семантичному Веб   
1.6.1    Загальні підходи та принципи пошуку   
1.6.2    Семантичні пошукові системи

Розділ 2. Web- і Grid-сервіси

Семантичний Грід є продуктом поєднання двох складових – семантики та сервісно-орієнтованої архітектури (інфраструктури Грід-сервісів). Другий розділ зосереджується на висвітленні шляхів інтеграції Веб- та Грід-сервісів. Проаналізовані особливості Грід-середовища, що суперечать засадам сервісно-орієнтованої архітектури і, таким чином, висувають додаткові вимоги до Веб-сервісів у Грід (базових та прикладних). Надається короткий аналіз стандартів технології Веб-сервісів з точки зору їх придатності до реалізації Грід-сервісів, в т.ч. семантичних. Розглянуто основні підходи до створення семантичних Веб-сервісів. Досліджується чи не єдиний приклад поєднання Веб-сервісів та Грід-функціоналу - Відкрита архітектура грід-сервісів (OGSA) та її реалізації - OGSI/WSRF. Надаються деякі узагальнені рекомендації щодо інтеграції грід-сервісів у національну Грід-інфраструктуру.

2.1    Грід-сервіси та їх специфіка   
2.1.1    Грід як шлях до Веб нового покоління   
2.1.2    Грід-сервіси та їх особливості   
2.1.3    Життєвий цикл грід-сервісів   
2.1.4    Веб-сервіси: перевірене рішення для SOA   
2.1.5    Грід-сервіси та веб-сервіси: можливість інтеграції   
2.2    Веб-сервіси як спосіб реалізації грід-сервісів   
2.2.1    Базові елементи технології веб-сервісів   
2.2.2    WS-* Стандарти   
2.2.3    RESTful-веб-сервіси та Грід   
2.2.4    Компонування веб-сервісів   
2.2.5    Семантичні розширення веб-сервісів   
2.3    Відкрита архітектура грід-сервісів   
2.3.1    Головні засади OGSA   
2.3.2    Реалізація концепції грід-сервісів: від OGSI до WSRF   
2.4    Приклади реалізації грід-сервісних архітектур   
2.5. Інтеграція грід-сервісів в національну грід-інфраструктуру

Розділ 3. Семантичний Грід

Третій розділ повністю присвячено семантичному Грід. Семантичні технології здатні удосконалити різні аспекти роботи Грід-систем: від вибору обчислювальних ресурсів та сховищ, роботи планувальника до покращеного інтерфейсу користувача. Значна увага відводиться питанням загальної багаторівневої архітектури семантичного Грід. Наведено приклади пілотних проектів із семантичного Грід.

3.1    Застосування семантичних технологій у Грід   
3.1.1    Організація алгоритмів обчислень   
3.1.2    Семантичний вибір обчислювальних ресурсів
3.1.3    Пошук ресурсів зберігання   
3.1.4    Походження даних   
3.1.5    Семантичні портлети   
3.2    Архітектура семантичного Грід   
3.3    Огляд існуючих Семантичних Грід   

Розділ 4. Семантичний Грід-портал

Даний розділ присвячено реалізації функціонуючого семантичного Грід-порталу. Його основу складає семантична інформаційна система Грід, що базується на розроблених онтологіях Грід-ресурсів і використовує семантичну базу знань для надання високорівневого сервісу. Показано теоретичні шляхи із конвертації даних інформаційних підсистем програмного забезпечення Грід проміжного шару до семантичної бази знань порталу та запропоновано і прокоментовано деталі їх практичної реалізації. Надано узагальнені рекомендації із розширення функціональності даного порталу.

4.1    Мотивація   
4.2    В напрямку створення порталу   
4.3    Розробка семантичної інформаційної системи ресурсів Грід   
4.3.1    Постановка задачі   
4.3.2    Інформаційна система Грід   
4.3.3    Онтологія інформаційних ресурсів Грід   
4.3.4    Генерація семантичної бази знань   
4.3.5    Інтеграція онтологій   
4.3.6    Організація пошуку семантичними даними   
4.3.7    Деталі практичної реалізації   
4.4    Семантичне представлення інформації порталу
4.4.1    Зовнішній сервіс доступу до семантичних даних   
4.4.2    Навігація семантичними даними порталу   
4.5    Рекомендації щодо функціональності порталу

ВИСНОВКИ   
Література


Навчальний матеріал  розміщено на  http://moodle.kpi.ua

Ukrainian (UA)Russian (CIS)English (United Kingdom)