Интеллектуальные сети что это
Перейти к содержимому

Интеллектуальные сети что это

Интеллектуальные сети что это

Что такое интеллектуальная сеть?

Понятие интеллектуальной сети (Intelligent Network) или IN тесно связано с предоставлением пользователям коммутируемой телекоммуникационной сети расширенного и постоянно совершенствующегося набора услуг. Действительно, "умная" сеть обслужит Вас лучше. В настоящее время нет операторов сетей, не мечтающих о введении новых услуг, но одного желания тут мало.

Разумеется, телекоммуникационная сеть сама по себе не обладает каким-либо интеллектом, она лишь способна выполнять некоторые функции в зависимости от поступившей команды. А вот сама эта ее способность заложена интеллектом человеческим, причем относительно недавно. Немного, истории.

Со времен экспериментов Александра Грэхэма Белла до 50-х годов нашего века телекоммуникационные сети ограничивались только передачей аналоговой телефонии. Основной задачей, решаемой тогда разработчиками сетей, была качественная передача речи на большие расстояния с Высокой надежностью и минимальной стоимостью. Интеллект же сети был на уровне: "Девушка, Смольный!". И определялся в основном девушкой.

Постепенно по мере развития всех отраслей человеческой деятельности на рынке связи стали появляться пользователи, требующие новых типов услуг помимо традиционного двухточечного разговорного соединения. Спрос рождает предложение, и со второй половины 60-х годов операторы сетей начали предлагать ряд услуг, чтобы привлечь новых пользователей: заказные услуги для простых абонентов и услуги Centrex для деловых абонентов.

Перечень заказных услуг определялся возможностями коммутационных станций, например, абонент мог попросить разбудить его звонком в определенное время и т.д.

Под Centrex первоначально понимался способ предоставления услуг связи абонентам нескольких компаний на основе совместно используемой учрежденческой коммутационной станции (УАТС). С появлением коммутационных станций (АТС) с программным управлением, Centrex стал обозначать способ предоставления дополнительных услуг деловым абонентам сети общего пользования, аналогичных услугам УАТС. Для этого АТС дооборудовались специальным блоком, а многие компании-пользователи экономили средства на закупку, монтаж и эксплуатацию собственных УАТС, поскольку могли с помощью Centrex создавать свои корпоративные сети, используя ресурсы телефонной сети общего пользования. Centrex позволял пользоваться сокращенным набором номера, трехсторонней конференц-связью, переадресацией вызова, переводом соединения на другой номер, постановкой вызова на ожидание, установлением соединения с занятым в данный момент абонентом после его освобождения и др.

В случае Centrex предоставление новых услуг требовало согласования оператора с заказчиком целого ряда специфических требований, выполнять которые должен был производитель АТС (который мог оказаться в положении того самого стрелочника). В результате стандартизация для Centrex практически отсутствует, а его услугами пользуется весьма незначительное число абонентов из тех, кому эти услуги доступны.

Основное распространение Centrex получил уже несколько позже, в середине 80-х годов, причем в основном в Северной Америке благодаря ее первенству по введению конкуренции на рынке связи. В Западной Европе до сих пор большинство дополнительных услуг оказывается УАТС, поскольку пользование общими телекоммуникационными ресурсами законодательно ограничивалось.

С началом очередного бурного этапа информационной революции появилась потребность передачи данных в огромных объемах с высокой скоростью, в том числе и по коммутируемым каналам. При этом скорость коммутации аналоговой телефонии перестала удовлетворять очень многих. Дальнейшее же развитие прекрасно развитых аналоговых сетей с довольно высоким качеством передачи речи в странах Запада к концу 60-х годов стало бессмысленным. У нас, правда, отдельные телефонисты продолжают трудиться На этом поприще до сих пор.

В 70-х годах родилась концепция цифровой телефонии на базе появившейся возможности осуществления соединения со скоростью 64 кбит/с, а также развития цифровых соединительных линий (у нас это ИКМ). В результате были сформулированы основные принципы создания цифровой сети с интеграцией услуг (Integrated Services Digital Network) или ISDN.

Абонент ISDN получает Два информационных канала по 64 кбит/с и один канал сигнализации 16 кбит/с для управления соединением (2B+D). Общая пропускная способность канала составляет 144 кбит/с, что позволяет передавать даже один видеоканал в реальном времени.

Эти новые сети Состоят из ISDN-станций, которые коммутируют цифровые потоки, содержащие любую информацию: речь, данные, сжатое видео и т.п. Преобразование в аналоговый сигнал происходит непосредственно в абонентском телефонном аппарате. Кроме того, все коммутационные станции ISDN сети в отличие от аналоговых могут работать как одна большая станция, позволяя производить автоматическую маршрутизацию вызова, равномерное распределение нагрузки, иметь единый план номеров, создавать виртуальную сеть и предоставляют целый ряд других дополнительных услуг. За время своего развития концепция ISDN пережила взлеты и падения, связанные с колебанием потребностей рынка и наличием у абонентов компьютеров. В настоящее время практически все коммутационные станции на сетях развитых стран обладают функциями ISDN, и, казалось бы, все услуги у Вас в кармане.

Однако ISDN, как и другие методы предоставления абонентам дополнительных услуг, имеет свои проблемы, выражающиеся также в недостаточной стандартизации, в результате чего в мире действует несколько "нестыкуемых" стандартов, а также в необходимости замены программного обеспечения каждой ISDN-станции при введении новых услуг, что недешево само по себе и требует колоссальной интуиции от оператора сети, потому что в данном случае шаг "не в ту сторону" обходится еще дороже. Время жизни коммутационного оборудования длится несколько десятков лет, поэтому заменять его каждый раз для оказания новой услуги нецелесообразно (и не менять нельзя, потому что существует резкий рост требований к увеличению числа функций, которые должны быть поддержаны сетью). Кроме того, при введении таким образом новых услуг усложняется структура сетей, затрудняются процессы управления и эксплуатации.

Необходимость модернизации оборудования и программного обеспечения на всех АТС сети является самым слабым местом всех перечисленных технологий при расширении набора предоставляемых услуг. А хотелось бы таких услуг, какие только придут в голову оператору или даже абоненту, готовому платить за это деньги. И вот эта "сумасшедшая" мечта стала сбываться при появлении и становлении концепции интеллектуальной сети, рожденной благодаря мучениям с внедрением Centrex и других методов.

Цель идеи IN состоит в отделении процесса традиционной коммутации вызовов от процесса введения новых услуг. Для этого необходимо иметь определенные интерфейсы между коммутаторами сети и специальным устройством, называемым "интеллектуальной надстройкой", "интеллектуальной платформой" или "платформой IN", и определение типов данных, передаваемых по ним. Модернизация услуг в этом случае производится лишь модернизацией программного обеспечения "платформы IN". Это позволяет быстро и экономично внедрять на существующих сетях любые услуги вне зависимости от производителей коммутационного оборудования.

Общий упрощенный вид «интеллектуальной сети» приведен на рисунке:

Рисунок 1.
Интеллектуальная сеть

В узле управления услугами SCP(Service Control Point) содержится основной "интеллект" в виде определенных запрограммированных алгоритмов оказания услуг и набора различных баз данных. Узел коммутации услуг (SSP — Service Switching Point) распознает вызовы к IN, поступающие от сети общего пользования, и направляет их в SCP для обработки, являясь интерфейсом к "платформе IN". "Платформа IN" может содержать и несколько SCP и SSP. Система управления услугами SMS (Service Management System) может вводить новые услуги, корректировать старые, в ней хранятся данные о всех оказываемых услугах, об абонентах и их допуске к определенным услугам, а также оригиналы всех программ обслуживания. Разумеется, IN может быть создана не только на телефонной сети, но к этому мы вернемся позже.

В данном случае сеть общего пользования и "платформа IN" могут развиваться независимо друг от друга, а на первый план выходит задача разработки интерфейса между ними.

Обмен информацией между узлами "платформы IN" производится в идеальном случае с помощью интерфейса SS7, который применяется на цифровых телефонных сетях для сигнализации (у нас пока не применяется). Это высокоскоростная сеть с коммутацией пакетов, параллельная обычной сети передачи речи и данных, которая обеспечивает передачу сигнальной информации в режиме, ориентированном на соединение, и в режиме транзакций (не ориентированном на соединение), что и позволяет предоставлять различные услуги. Для предоставления услуг "платформа IN" в процессе установления соединения должна выполнить много транзакций в виде просмотра баз данных, различных подтверждений, трансляций вызовов и т.п.

Концепция построения IN в настоящее время реализуется в виде ряда стандартов, изложенных в рекомендациях ITU серий Q.1211 — 0.1219. Там уже описан ряд основных услуг, объединенных в набор CS-1 (Capability Set), в который входят услуги бесплатного вызова, разделенной оплаты, создания корпоративных сетей, перенаправления вызова и др. Уже ведется работа по стандартизации следующих наборов CS-2 и CS-3. Помимо этого существуют стандарты компании Bell Communications Research, где интеллектуальная сеть называется AIN (Advanced Intelligent Network). По-видимому, эти стандарты будут со временем объединены, как того вскоре потребует развитие сетей связи,

IN поддерживает телефонные сети общего пользования, сети подвижной радиотелефонной связи, сети передачи данных и др., а также широкий спектр услуг, включая (но не ограничиваясь этим) все существующие и будущие услуги узкополосной N-ISDN и широкополосной B-ISDN.

Оператор IN стремится оправдать ожидания пользователей в отношении информационных услуг и обязан решить на этом пути целый ряд задач. При этом надо учитывать, что, как говорится, разные пользователи к разным услугам относятся по-разному: деловые абоненты используют услуги для повышения производительности и уменьшения затрат; квартирные абоненты предпочитают услуги для домашних развлечений и доступ к различным базам данных и компьютерам; шпионов больше интересуют одни специфические базы данных, коллекционеров — другие; маньяков — третьи и т.д. Все это вместе с предполагаемыми последствиями оператору сети необходимо продумать заранее.

В Связи с этим подходы к реализации IN могут быть различными, начиная от создания интеллектуального узла с централизованным набором функций до распределения "интеллекта" между несколькими узлами коммутации.

При предложении оператором услуги, ее пользователи не обязательно должны принадлежать одной сети. Поэтому необходимы соответствующие договоренности, между различными операторами сетей.

Услуги IN должны иметь одинаковую достоверность и надежность доставки, а также не должны нарушать режим работы сети общего пользования. Одновременно должна обеспечиваться конфиденциальность информации, недоступность индивидуального PIN-кода, персональных записей и счетов.

Серьезной проблемой является появление "запаздываний" при установлении связи в процессе предоставления сложной услуги. Вызывается это большим числом транзакций между узлами SSP и SCP, а решается применением более "быстрых" систем передачи и более мощных процессоров.

Таким образом, интеллектуальная сеть предлагает новый подход к организации телекоммуникационной сети в целом, а также к созданию новых услуг для абонентов.

Интеллектуальная сеть

Концепция интеллектуальной сети (ИС) представляет собой способ быстрого создания новых услуг в соответствии со специфическими для каждой их них требованиями, обеспечивая доступ к этим услугам абонентов базовой сети.

Определения ИС (IN)в документах ITU – T(МСЭ – Т международный союз электросвязи телекоммуникационный сектор):

ИС (IN — Intelligent Network) – сервисно-ориентированная архитектура телекоммуникационной сети

ИС(IN) – специализированная информационно-вычислительная сеть, надстраиваемая над существующей телекоммуникационной сетью и выполняющая функции по управлению процедурами предоставления дополнительных услуг пользователям.

Рисунок 11.2 – Базовая архитектура интеллектуальной сети

Основным требованием к архитектуре ИС(IN) является отделение функций предоставления услуг от функцийкоммутации и распределения их пофункциональным подсистемам. Функции коммутации, как и для традиционных сетей, остаются в базовой сети связи. Функции управления, создания и внедрения услуг выносятся в создаваемую отдельно от базовой сети интеллектуальную надстройку, взаимодействующую с базовой сетью через стандартизованные интерфейсы.

Основу сети ИС (IN) составляют контроллер услуг SCP, который через сеть сигнализации ОКС№7 доступен тем коммутационным станциям, в программное обеспечение которых добавлены функции узла коммутации услуг SSP. Функции SSP дополнены функциями интеллектуальной периферии (IP) –аналога традиционного «механического голоса» для «общения» с абонентами (рисунок 11.2).

SSP (Service Switching Point) – узел коммутации услуг, коммутационная система (ЦСК), за которой сохраняются все функции по предоставлению основных услуг связи, оснащенная дополнительным программным обеспечением для выполнения функций коммутации с SCP;

IP (Intelligent Peripheral) – интеллектуальная периферия, обеспечивает для SSP вспомогательные функции по ведению диалога с абонентами (приглашение к набору дополнительных цифр, прием частотных сигналов кода DTMF, распознавание речи и др.);

SCP (Service Control Point) – узел управления услугами, содержит программы реализации услуг для всей сети ИС (IN) и программное обеспечение протоколов взаимодействия с другими элементами ИС (IN);

SDP (Service Data Point) – быстродействующая база данных реального времени;

SMP/SCEP (Service Management Point/ Service Creation Environment Point)–узел технической эксплуатации и создания услуг, обеспечивает оператору сети возможности для контроля и управления параметрами и конфигурацией услуг.

Реализация услуг ИС(IN).ITU – T (МСЭ – Т) и ETSI (Европейский Институт Телекоммуникационных стандартов) стандартизировали наборы услуг (CS –Capability Set) CS1, CS2, CS3 и приступили к работе по стандартизации CS4. Реально в мире внедрено 5-6 услуг из CS1.

В России определен первоначальный набор услуг из CS1:

· бесплатный вызов (FPH – FreePhone);

· вызов с дополнительной оплатой (PRM – Premium Rate);

· вызов по телефонной карте (CCC – Credit Card Calling);

· виртуальная корпоративная сеть (VPN – Virtual Private Network);

· телеголосование (VOT – Televoiting).

Средства ИС (IN) обеспечивают базовый сервис, на основе которого можно предоставлять услуги, ограниченные лишь человеческой фантазией.

Сеть ИС (IN), создаваемая в конкретном регионе, может иметь региональный или федеральный статус. В первом случае сеть создается путем совмещения узлов SSP, SCPс цифровым УСС (узлом спецслужб) местной городской телефонной сети и услуги предоставляются абонентам только одного города. Во втором случае узлы SSP, SCP реализуются за счет аппаратно-программных средств цифровой АМТС и услуги могут быть предоставлены абонентам нескольких междугородных зон или всей сети ТФОП страны. Нумерация услуг ИС (IN) зависит от ее статуса, который однозначно определяет последовательность знаков, набираемых при заказе услуги.

ИС(IN) создается методом наложения на существующую базовую телефонную сеть. Выбор точки и способа доступа к ИС(IN) определяется следующими критериями:

1) через точку доступа любой абонент ТФОП должен иметь выход к ИС(IN) по единому номеру;

2) в точке доступа можно определить номер вызывающего абонента;

3) от абонента АТС любого типа до точки доступа передается переменное число цифр.

В России началось формирование федеральной сети ИС(IN), поэтому в качестве SSP используются АМТС, которые дополняются необходимыми средствами (рисунок 10.3). В планах нумерации ТФОП для ИС(IN) выделены коды DEF 800…809 (таблица 11.2). Структура номеров для федеральной ИС(IN) имеет вид:

где Пмг – префикс междугородной связи (8, планируется смена на 0);

DEF – код доступа к услуге ИС(IN), (800…809);

Х1Х2Х3 – код оператора (для России выделен диапазон 100…799);

Х4…..Хn – логический номер поставщика услуги, количество цифр переменное.

Таблица 11.2 – Список кодов DEF услуг ИС(IN)

Услуга Код DEF
Бесплатный вызов
Вызов с автоматической альтернативной оплатой
Вызов по кредитной карте
Телеголосование
Универсальный номер доступа
Вызов по предоплаченной карте
Вызов по расчетной карте
Виртуальная частная сеть
Универсальная персональная связь
Услуга за дополнительную оплату

Пример реализации услуги «Бесплатный вызов» (рисунок 11.3). При предоставлении данной услуги абонент оплачивает только междугородный разговор с поставщиком услуги по установленным тарифам, сама услуга предоставляется бесплатно.

Рисунок 11.3 – Диаграмма последовательности сообщений при предоставлении услуги «Бесплатный вызов»

Вызывающий пользователь А (заказчик услуги) набирает префикс выхода на АМТС (8) и номер поставщика услуги. АМТС (SSP)обнаруживает вызов в сторону ИС(IN) и инициирует доступ к SCP, который может быть совмещен с данной АМТС. SCP, получив логический номер поставщика услуги от SSP, пересчитывает его в физический номер Б и передает на АМТС для маршрутизации соединения. АМТС выбирает требуемое направление связи (междугородное или местное). На базовой сети устанавливается соединение между заказчиком и поставщиком услуги. Оплата за состоявшийся разговор начисляется в зависимости от кода услуги и действующего тарифа на услуги АМТС.

Некоторые виды сетей

Интеллектуальная сеть базируется на трех основополагающих компонентах — независимости от вида услуг, структуры сети и производителя оборудования. Интеллектуальные сети базируются на ресурсах телефонных сетей общего пользования и обеспечивают пользователя доступом и выполнением некоторого набора интеллектуальных услуг [18], [38].

Примером наиболее часто применяемых интеллектуальных услуг является «служба 800» — служба, развитая во многих странах и позволяющая, например, пользоваться телефонными картами с оплаченными услугами междугородней связи. При этом она дает возможность нескольким компаниям предложить междугороднюю связь. Абонент, набрав номер 800 (иногда перед номером требуется префикс, например 1) и цифры компании, указанной на карточке, может выйти на междугороднюю связь, иногда даже на определенного национального оператора. Такая услуга создала конкуренцию на этом рынке и резко понизила стоимость минуты телефонного разговора. Часто эта служба используется для создания служб, оплачиваемых входящим абонентом. Например, компании, рекламирующие товары или услуги, могут получить номер (после набора 800), где они могут подробно ответить на возникающие вопросы. При этом соединение будет идти независимо от географического расположения исходящего абонента. Для удобства заказчика вместо цифр может использоваться набор букв, обозначающих имя компании (например, FORD). В общем виде можно сказать, что интеллектуальная сеть представляет собой надстройку или дальнейшее расширение сети общего пользования.

Принципы построения интеллектуальной сети

Архитектура платформы интеллектуальной сети представлена на рис. 9.1.

Она содержит обычный телефонный узел, осуществляющий первоначальный прием номера и подключающий соединение к узлу управления услугами (как один из видов соединений). Платформа обеспечена дополнительным программным обеспечением, которое позволяет взаимодействовать с другими элементами Интеллектуальной сети. Эта система в качестве узла подобной сети называется Узел Коммутации Услуг SSP (Service Switching Point).

Принцип построения Интеллектуальной сети

Cтанции, подключающие абонентов к интеллектуальной сети, включены в обычную телефонную сеть, Однако направления к узлам управления услугами требуют наличия ОКС с подсистемой INAP, т. е. системой, предназначенной для передачи сигналов рассматриваемого типа сети. В разделе ОКС этот уровень был упомянут. Подробнее с ним можно ознакомиться по книгам [16], [17].

В обычную станцию могут быть включены приборы для реализации дополнительных функций Интеллектуальная Периферия ( IPr — Intelligent Peripheral ), например, поддерживающие диалоги с абонентами. Это приглашение к набору цифр, информация о стоимости услуги или величине кредита и т. п. Вся информация, дополнительно поступающая от абонента, представлена в многочастотном коде. В связи с этим аппараты абонентов должны быть оборудованы частотными номеронабирателями. Для подключения IPr к узлу коммутации ( SCP ) используются соединительные линии с сигнализацией, которая реализует протоколы DSS1 первичного доступа ISDN.

Узел управления услугами SCP (Service Control Point) содержит программы, централизовано реализующие логику услуг. В зависимости от принятой информации он дистанционно, с помощью канала сигнализации управляет коммутационным узлом ( SSP ). Например, осуществляет переадресацию вызова на другой коммутационный узел и другие дополнительные коммутационные действия. Коммутационный узел после выполнения коммутационных действий приостанавливает свою работу до получения новых инструкций от узла управления услугами, вплоть до разъединения.

Система эксплуатационного управления и среда создания услуг (SMP/SCEP — Service management point / Service Creation Environment Point) предоставляют оператору возможность управлять, контролировать, создавать, активизировать, отменять услуги.

Пример работы интеллектуальной сети и базовый процесс обслуживания

Рассмотрим пример работы интеллектуальной сети при реализации услуги «междугороднее соединение по заранее оплаченной карте». Алгоритм этого процесса показан на рис. 9.2 (2 листа).

Услуга заключается в том, что абонент заранее покупает карту, при этом он оплачивает определенное количество минут. С помощью системы управления интеллектуальной сетью необходимо проверить правильность специального номера идентификатора карты, убедиться, что у абонента не исчерпан лимит, и указать маршрут соединения, поскольку соединение может проходить по отдельной сети, распространяющей эту карту.

Рассмотрим кратко этот процесс.

После снятия абонентом трубки процесс идет обычным путем, о котором мы уже говорили в предыдущих разделах.

После приема номера (или его части) определяется, что соединение требует выхода на узел управления услугами ( SCP ). Устанавливается соответствующее соединение, и на SCP посылается сигнал, содержащий набранный номер. На станции (узле коммутации SSP ) процесс приостанавливается.

Алгоритм реализации услуги

SCP , проведя анализ номера, дает команду в SSP для подключения интеллектуальной периферии. Далее узел коммутации SSP включает механический голос: «Наберите код карты».

Код карты принимается или транслируется через узел коммутации, и после окончания приема подается сигнал в SCP и коммутационный узел снова приостанавливает работу в ожидании анализа кода.

От узла управления услугами ( SCP ) может прийти один из двух сигналов (Код правильный или неправильный). По неправильному коду узел коммутации информирует абонента с помощью интеллектуальной периферии (механический голос «Набранный код неправильный») и завершает соединение (возможно, предоставив абоненту право на повторное число попыток).

При правильном коде у узла управления услугами запрашивается информация о маршруте соединения (каналы могут принадлежать нескольким компаниям, и поэтому должен быть указан точный маршрут, гарантирующий указанную на карте стоимость соединения).

Процесс разъединения не рассматривается. Хотя в нем может быть еще одно интеллектуальное действие — предоставление информации абоненту об оставшейся сумме денег.

Пример позволяет дать некоторые определения, используемые в общей модели обслуживания интеллектуального вызова.

Модель использует следующие понятия:

Точки состояния вызова (Point In Call — PIC ).

Точки обнаружения обращений к услугам IN (Trigger Detection Points — TDP ), в русском языке используется термин «триггерные точки». Они, как видно из примера, приостанавливают процесс обслуживания вызова для обращения к логике услуг IN . Это происходит по определенному критерию (например, по набранному абонентом префиксу или коду).

Важно отметить, что эксплуатационный персонал SSP может самостоятельно определять триггерные точки и назначать критерии.

Точки обнаружения событий (Event Detection Point — EDP ). Такими событиями могут быть: занятость абонента, ответ, отбой. Информация об этих событиях используется сервисной логикой SCP .

Для изучения архитектуры, протоколов и интерфейсов интеллектуальных сетей связи можно обратиться к [18].

Информационные интеллектуальные сети и Семантический Веб

Информационные интеллектуальные сети, Семантический Веб, Веб 3.0, ИИ… Эти слова все чаще стали появляться в нашем обиходе.

Целая эпоха универсального Интернета заканчивается. Она начинает сменяться до того, как мы начинаем это ощущать. На смену едва оформившемуся термину Web 2.0 уже приходит другой, непонятный и загадочный на первый взгляд — Web 3.0, или же просто «Семантический Веб».

О том, что это такое и куда движется наш интернет, я хотел поговорить в этой статье.

Сейчас сеть становится персональной. «Интернет все больше знает о нас». Отчасти, мы сами способствуем этому, раздавая свою персональную информацию в социальных сетях, пользуясь поисковыми системами, будучи авторизованными.

Это означает, что скоро, вводя в строку поиска «Хочу постричься недорого», пользователь получит ответ в виде ближайшей парикмахерской к его местоположению в виде четкого ответа на четкий вопрос – нам не надо будет переходить по 10, 20, 50 ссылкам из поисковой выдачи разных поисковиков, расстраиваясь в очередной раз, что очередная открытая вкладка – это очередной дорогой салон, продвигаемый силами SEO специалистов.

Это касается различных сфер жизни и деятельности человека – начиная от бытовых и заканчивая более глобальными. Например, покупка автомобиля или квартиры, поиск работы и другие.

Более того, поисковая система сможет определить, какой именно автомобиль нужен пользователю на основе информации о том, какими тест-драйвами он больше всего интересуется и какие автомобильные сайты посещает, в каком районе и в каком ценовом диапазоне вы хотите найти квартиру, не голодны ли вы, какую еду предпочитаете и так далее.

С развитием семантического веба после сбора определенных данных о пользователе технологии позволят составить его социально-демографический портрет. Собранные пользовательские данные компьютеры будут понимать уже как портрет личности.

Во многом такой динамике способствует стремление упростить сервисы и сделать упрощенный доступ пользователей к контенту. Ставшая модной в последняя время, авторизация через социальные сети (Вконтакте, Facebook), специальные сервисы (OpenID, OAuth), комментирование через виджеты социальных сетей.

Наши сотовые сети завязывают на себя персональную информацию.

Информация – вот что будет играть решающую роль в будущем интернете!

Продвигаемая крупными игроками рынка технология NFC – предоставляющая возможность совершать покупки, используя мобильный телефон (в том числе, оплачивать проезд в метро, например), все больше связывает наши сим-карты, телефоны, банковские карты, стягивая нашу персональную информацию в единую точку.

Попробуем во всем разобраться, но пока начнем по порядку с малого. Для начала давай-те вместе с вами рассмотрим интеллектуальные информационные системы (ИИС).

Информационные интеллектуальные системы

ИИС (intelligent information system)это информационная система, которая основана на концепции использования базы знаний для генерации алгоритмов решения задач различных классов в зависимости от конкретных информационных потребностей пользователей.

Особенности и признаки интеллектуальности ИС
  • воспринимает вводимые пользователем информационные запросы и необходимые исходные данные;
  • обрабатывает введенные и хранимые в системе данные в соответствии с известным алгоритмом и формирует требуемую выходную информацию.

Коммуникативные способности ИИС характеризуют способ взаимодействия (интерфейса) конечного пользователя с системой.

Интеллектуальными считаются задачи, связанные с разработкой алгоритмов решения ранее нерешенных задач определенного типа

Интеллект представляет собой универсальный алгоритм, способный разрабатывать алгоритмы решения конкретных задач.

Если в ходе эксплуатации ИС выяснится потребность в модификации одного из двух компонентов программы, то возникнет необходимость ее переписывания. Это объясняется тем, что полным знанием проблемной области обладает только разработчик ИС, а программа служит “недумающим исполнителем” знания разработчика. Этот недостаток устраняются в интеллектуальных информационных системах.

Недостатки ИС и их устранение в ИИС
  1. Слабая адаптируемость к информационным потребностям пользователя.
  2. Невозможность решать плохо формализуемые задачи.
  • развитые коммуникативные способности;
  • умение решать сложные, плохо формализуемые задачи (характеризуются наполовину качественным и количественным описанием, а хорошо формализуемые задачи – полностью количественным описанием);
  • способность к развитию и самообучению.
Классификация ИИС
I класс: системы с интеллектуальным интерфейсом (коммуникативные способности):
  1. Интеллектуальные БД;
  2. Естественно-языковой интерфейс;
  3. Гипертекстовые системы;
  4. Контекстные системы;
  5. Когнитивная графика.
II класс: экспертные системы (решение сложных задач):
  1. Классифицирующие системы;
  2. Доопределяющие системы;
  3. Трансформирующие системы;
  4. Многоагентные системы.
III класс: самообучающиеся системы (способность к самообучению):
  1. Индуктивные системы;
  2. Нейронные сети;
  3. Системы, основанные на прецедентах;
  4. Информационные хранилища.
Интеллектуальные БД

Интеллектуальные БД – отличаются от обычных возможностью выборки по запросу информации, которая может явно не храниться, а выводиться из имеющейся БД (например, вывести список товаров, цена которых выше отраслевой).

Естественно-языковой интерфейс предполагает трансляцию естественно-языковых конструкций на машинный уровень представления знаний. При этом осуществляется распознавание и проверка написанных слов по словарям и синтаксическим правилам. Данный интерфейс облегчает обращение к интеллектуальным БД, а также голосовой ввод команд в системах управления.

Гипертекстовые системы предназначены для поиска текстовой информации по ключевым словам в базах.

Системы контекстной помощи – частный случай гипертекстовых и естественно-языковых систем.

Системы когнитивной графики позволяют осуществлять взаимодействие пользователя ИИС с помощью графических образов.

Семантический Веб

HTML-страница описывает как представить информацию визуально в Веб-браузере и трудно поддаётся смысловому анализу компьютерами. Для неё невозможно автоматизировать даже такие тривиальные задачи, как нахождение людей, проектов, программ в Интернете.

Технология Семантический Веб (Semantic Web) позволяет компьютеру интерпретировать информацию в Вебе наравне с людьми, для чего разработана графовая модель описания ресурсов RDF (Resource Description Framework), которая является спецификацией W3C.

С помощью RDF можно создавать любые утверждения о любых ресурсах.

Графовая модель RDF

Утверждения о ресурсах в модели RDF состоят из троек.

Ресурсы и свойства представляются в виде URI, а литералы в формате Unicode. URI позволяет уникальным образом идентифицировать ресурсы в Вебе, а Unicode решает проблему мультиязычности.

RDF схема – это не XML схема

RDF схема описана в утверждениях RDF.
В отличие от XML схемы определяет ресурсы (термины) предметной области, а не ограничивает структуру RDF.

За ресурсами RDF схемы в спецификации W3C закреплена семантика.
пример RDF схемы
Пример RDF схемы, описанной с помощью RDF

Семантика данных – что это такое?

Под семантикой данных будем понимать возможность формального описания смысла передаваемых данных, делая их независимыми от приложений. Это особенно важно в контексте рассматриваемых нами перспектив развития Интернета – побеждает тот, у кого есть данные. Может быть очень много приложений, сайтов, сервисов, но сами по себе они будут очень мало чего значить. Будут выигрывать те, кто сможет предоставлять свой контент в любом, удобном пользователю контенте.

Какие данные можно использовать независимо от сервисов, в которых они используются сегодня: данные из баз данных, XML-документы, приложения в социальных сетях? Нет, потому что их семантика зашита в логике программы и/или неформально в спецификациях. Только данные снабжённые явной семантикой можно сделать действительно независимыми от приложений!

Зачем нужен RDF? Чем плох XML?

Вложенность тегов XML несет только синтаксис, но не несёт никакой семантики. Если мы рассмотрим различные возможные формы представления утверждения “Иван Петров преподает курс информатики” в формате XML:

Приложение, которое использует первый формат, не сможет понять два других формата и наоборот. Поэтому, XML хорош только как формат (синтаксис) для обмена данными, но не как модель описания семантики данных! Это же можно сказать и про другие популярные форматы (JSON, например).

Где в RDF семантика?

На уровне модели RDF семантика появляется благодаря использованию онтологий OWL (Ontology Web Language), благодаря которым компьютер может понимать, как известный ему ресурс или свойство связано с другим, неизвестным ему ресурсом или свойством соответственно и производить другие логические выводы над утверждениями RDF.

Онтологии основываются на математическом аппарате формальной логики (description logic, DL), малое подмножество которого охвачено RDF схемой. DL является вычислимым подмножеством логики первого порядка.

Пример использования семантики

Как проинтерпретирует следующие утверждения приложение, которое понимает только ресурсы словаря foaf?

Оно поймёт, что Pugofka: semantic #Lector является foaf:Person и выведет новое утверждение:

Семантические хранилища

Предполагается, что большие объёмы RDF данных будут храниться в семантических хранилищах и для доступа к ним использоваться язык запросов SPARQL – аналог SQL.

Пример запроса “вывести все проекты, созданные Pugofka” на SPARQL:

В качестве примеров развития направления можно привести создание новых проектов. Так, например, компания «Clark&Parsia» (http://clarkparsia.com/) уже имеет несколько серьезных проектов в сфере Семантического Веба, и на первые числа Апреля назначен старт бета-тестирования RDF-базы данных под названием StarDog.

Уровни Семантического Веба

Уровни Семантического Веба

Эволюционный подход

Семантический Веб это не замещение существующего интернета, а всего лишь его эволюционное развитие. RDF/XML либо внедряется внутрь HTML или доступен по URL.

По этому принципу уже широко используются в WWW RDF-данные с использованием словарей RSS, FOAF (Friend Of A Friend), DOAP (Description Of A Project).

Пример кода FOAF на странице пользователя LiveJournal
Пример кода FOAF на странице пользователя LiveJournal

Семантический веб – цели, задачи, примеры
  • независимость данных от приложений;
  • семантическая интеграция данных;
  • создание основы для повсеместного использования компьютерных агентов (сервисов);
  • Data Mining;
  • Экспертные системы;
  • Проблемы единой авторизации*.
Семантический Веб создан не на пустом месте. В него заложены фундаментальные основы:
  • графовая модель представления полуструктурированных данных (OEM, Lore);
  • формальная логика (логика первого порядка, базы знаний, фреймы);
  • архитектура WWW (URI, Unicode, XML, HTTP);
  • криптография с открытым ключом.
Технологии, которые задействованы в Семантическом Вебе
  • семантический поиск;
  • вопросно-ответные системы;
  • агенты;
  • объединение знаний (интеграция баз данных);
  • всепроникающие вычисления (ubiquitous/pervasive computing)
Примеры программной поддержки технологии
  • библиотеки для интерпретации стека языков RDF для всех популярных языков программирования (Jena, Redland, RDFLib);
  • редакторы онтологий (Protégé);
  • системы рассуждений над онтологиями (Racer, KAON, FACT);
  • семантические хранилища (Sesame, Kowari, YARS);
  • семантические браузеры (Simile, Piggy Bank, Gnowsis, Haystack);
  • поисковики семантических данных (Swoogle);
  • конверторы из разных форматов представления данных в/из RDF/XML (Aperture, RDFizers, D2R);
  • прикладные программы (Bibster, FOAF Explorer);
  • Stardog, the RDF database;
  • Примеры
  • Freebase.com
Направления исследования
  1. Foundations
    1. Knowledge Engineering and Ontology Engineering
    2. Knowledge Representation and Reasoning
    3. Information Management
    4. Basic Web Information technologies
    5. Agents
    6. Natural Language Processing
    1. Infrastructure
    2. Resource Description Framework and RDFSchema
    3. Languages
    4. Ontologies
    5. Rules and Logic
    6. Proof
    7. Security and trust and privacy
    8. Applications
    1. Natural language processing and human language technologies
    2. Social impact of the Semantic Web
    3. Social networks and Semantic Web
    4. Peer-to-peer and Semantic Web
    5. Agents and Senatic Web
    6. Semantic Grid
    7. Outreach to industry
    8. Benchmarking and scalability
    Задачи и проблемы Семантического Веба:
    • индексация и поиск информации;
    • разработка и поддержка метаданных;
    • разработка и поддержка методов аннотирования;
    • представление Web в виде большой, интероперабельной базы данных;
    • организация машинной добычи данных;
    • обнаружение (discovery) и предоставление веб-ориентированных сервисов;
    • исследования в области интеллектуальных программных агентов.
    Заключение

    Семантический Веб – это динамичная, постоянно развивающаяся концепция, а не набор комплексных, работающих систем.

    Веб 3.0 – очень многогранное и, на текущий момент, до сих пор не сформированное понятие. Его можно рассматривать с разных точек зрения.

    Например, с точки зрения машинной обработки данных – Семантический веб – это идея хранить данные такие образом, чтобы они были определенными и связанны, а также существовала возможность их дальнейшей автоматизированной обработки, интеграции и многократного использования в различных сервисах, приложениях и т.п.

    С точки зрения интеллектуальных агентов, то целью будет являться более «машиноориентированный» Веб,
    с тем, чтобы можно было наиболее эффективно использовать поисковых пауков (агентов) для поиска и обработки информации.

    С точки зрения распределенных баз данных, баз знаний, то концепция Семантического Веба заключается в описании, добавлении дополнительной мета информации, которая позволяет однозначно идентифицировать и сопоставить информацию.

    Концепция Веб 3.0 подразумевает наличие целой инфраструктуры.

    С точки зрения обслуживания пользователей (потребителей контента) – идея Веб 3.0 заключается в минимизации действий пользователю и выдаче в качестве ответа на его запрос непосредственного ответа на его запрос, который будет учитывать не только его запрос, но и всю его историю, особенности (социально–психологический портрет), вкусы, интересы и многие другие факторы.

    С точки зрения качества поиска – реализация поиска не только по ключевым словам или контексту, но и по контенту. Выдача точного ответа на запрос пользователя. Во многом, использование поисковой системы, как экспертной системы.

    С точки зрения веб-сервисов Семантический Веб обеспечивает доступ не только к существующим статическим сайтам, но и к динамическим, приложениям, сервисам и другим ресурсам, содержащим полезный контент.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.