本講義のすすめかた n 情報検索 n Semantic Web コンピュータが Web ページの意味 (Semantic) を理解し組み合わせて問題解決にあたれるようにするための方法論 n Web データベース n Web2.0 時代の Web 上の知識 n 授業資料 ( 火曜日か金曜日の午後には

(1)

知識ベース特論　第

_6回

―

_{Webデータベース―}

(2)

本講義のすすめかた

n

 

情報検索

n

 

Semantic Web

–  コンピュータがWebページの意味(Semantic)を理解し、

組み合わせて問題解決にあたれるようにするための

方法論

n

 

Webデータベース

n

 

Web2.0時代のWeb上の知識

n

 

授業資料（火曜日か金曜日の午後には公開） 

http://www-kb.ist.hokudai.ac.jp/~yoshioka/kb/

n

 

質問・レポートはメールで 

yoshioka@ist.hokudai.ac.jp

(3)

前回の答

n

 

問題

–  家畜（人間に飼われていて食べる人間がいる動物） 

Animal ⊓ ∃ eaten-by.Human ⊓ ∃ bred-by.Human

–  家畜（人間のみに食べられるために飼われている動物） 

Animal ⊓ ∀ eaten-by.Human ⊓ ∃ bred-by.Human

家畜（人間のみに食べられるために飼われていて、食べる

人間がいた動物） 

Animal ⊓ ∃ eaten-by.Human ⊓ ∀ eaten-by.Human

⊓ ∃ bred-by.Human

–  先生（人間を教える人間） 

Human ⊓ ∃ has-student.Human

–  女の先生 

Female ⊓ ∃ has-student.Human

–  男子学生のみを教えている先生 

(4)

前回の質問

n

 

ロールの全称、存在記号がよくわからなかった

。あるなしだけでなく、判別できないというのも

表現できるのか？

n

 

計算量が多いと聞きましたが、具体的なオー

ダーはどのくらいですか？

(5)

前回の質問

n

 

OWLのように順番を入れ替えてしまうよなこと

ってよくあるのですか？

n

 

人工知能に関してなのですが、学習する際に

属性値等をもたせて学習することによって精度

は上がるのでしょうか？

n

 

定理の自動証明の研究はどこまでやられてい

るのか？

(6)

Webデータベース

n

 

スタンドアロンのデータベース

–  既存のデータベースのWeb用のインタフェースを利用

する方法

_(PHPなど)

n

 

複数のデータベースの統合利用（

Webサービス

の統合）

–  データのやり取りの規格化（SOAPなど）

(7)

スタンドアロンの

_{Webデータベースの構築}

n

 

PHP

–  html,httpdと親和性の高いスクリプト言語

–  html中にデータベースの問い合わせに関する記述を

行うと、結果が

_{htmlの形式で提供される}

–  apacheモジュールなどを利用することにより、CGIなど

に比べ、負荷が少ない

–  2004年7月にオブジェクト指向の拡張を行ったPHP5の

利用が始まっている。

n

 

Ruby on Rails

–  PHPと同様にhttpdと連携して、データベースの問い合

わせなどを含む

_{Webアプリケーションが構築可能}

–  Ajaxなどによるインタラクティブなアプリケーションが

容易に構築可能

(8)

分散データベースの統合

n

 

分散環境にある異なるデータを組み合わせて利

用したい

–  ある程度限定されたコミュニティでの利用を前提

n

 

統合方法に特有のプロトコルを利用した方法

–  COM (Component Object Model)

–  CORBA (Common Object Request Broker

Architecture)

–  プロトコルの拡張性が限定されており、ファイアー

ウォールなどの問題もある。

(9)

CORBA

n

 

分散システムの統合を目指す

–  既存のアプリケーション（レガシーアプリケーション）の

入出力のレベルのインタフェースを統一することにより、

アプリケーション統合を支援

–  3-tier構成

–  ORB (Object Request Broker)によるアプリケーション

の連携

クライアント

サーバ

クライアント

アプリケーションサーバ

データサーバ

2-tier構成

3-tier構成

(10)

複数の

_{Webサービスの統合}

n

 

SOAP

–  分散された複数のWeb上に存在する情報を統合し利

用する方法

•  Semantic Webとの違い：アプリケーションのドメイン

が明確であり、オントロジーなどの定義よりも、デー

タ形式の互換性などが重要になる。

–  分散されたWebサービス間のデータ交換とRPC

(Remote Procedure Call)を支援

–  XMLベースのデータ交換

データ交換

RPC

宿と飛行機の手配

飛行機の空席検索

宿と飛行機の情報

飛行機会社

旅行代理店

(11)

SOAPメッセージ

n

 

SOAPメッセージの構成

–  SOAPエンベロープ

•  SOAPヘッダ

–  SOAPメッセージのあて先などのヘッダ情報

•  SOAP本体

–  SOAPによる処理手続きの記述

(12)

SOAPエンベロープにおける表記

n

 

データをどのように表記するか

–  XMLスキーマによるシリアライゼーション

–  データの内容

n

 

RPCの表現

–  呼び出す手続き

–  与えるパラメータ

–  結果の転送先

–  エラー処理

(13)

SOAPメッセージの埋め込み

n

 

httpへの埋め込み

n

 

Eメールに埋め込むことも可能

httpヘッダ

SOAPエンベロープ

SOAPヘッダ

SOAP本体

(14)

n

 

SOAP Version 1.2 Part 0: Primer (Second Edition)　

http://www.w3.org/TR/2007/REC-soap12-part0-20070427/

SOAPメッセージの例：旅行システムにおける

Interaction例

<?xml version='1.0' ?> <env:Envelope xmlns:env="http://www.w3.org/2003/05/soap-envelope"> <env:Header> <m:reservation xmlns:m="http://travelcompany.example.org/reservation" env:role="http://www.w3.org/2003/05/soap-envelope/role/next" env:mustUnderstand="true"> <m:reference>uuid:093a2da1-q345-739r-ba5d-pqff98fe8j7d</m:reference> <m:dateAndTime>2001-11-29T13:20:00.000-05:00</m:dateAndTime> </m:reservation> <n:passenger xmlns:n="http://mycompany.example.com/employees" env:role="http://www.w3.org/2003/05/soap-envelope/role/next" env:mustUnderstand="true">

<n:name>Ake Jogvan Oyvind</n:name> </n:passenger>

</env:Header>

SOAP

ヘッダ

(15)

SOAPメッセージの例

<env:Body> <p:itinerary xmlns:p="http://travelcompany.example.org/reservation/travel"> <p:departure> <p:departing>New York</p:departing> <p:arriving>Los Angeles</p:arriving> <p:departureDate>2001-12-14</p:departureDate> <p:departureTime>late afternoon</p:departureTime> <p:seatPreference>aisle</p:seatPreference> </p:departure> <p:return> <p:departing>Los Angeles</p:departing> <p:arriving>New York</p:arriving> <p:departureDate>2001-12-20</p:departureDate> <p:departureTime>mid-morning</p:departureTime> <p:seatPreference/> </p:return> </p:itinerary> <q:lodging xmlns:q="http://travelcompany.example.org/reservation/hotels"> <q:preference>none</q:preference> </q:lodging> </env:Body> </env:Envelope>

SOAP

本体

旅程情

報を記述

(16)

SOAPメッセージの例：システムからの返答

n

 

選択を求める返答（ヘッダ部分は、ほぼ同じ）

<?xml version='1.0' ?> <env:Envelope xmlns:env="http://www.w3.org/2003/05/soap-envelope"> <env:Header> <m:reservation xmlns:m="http://travelcompany.example.org/reservation" env:role="http://www.w3.org/2003/05/soap-envelope/role/next" env:mustUnderstand="true"> <m:reference>uuid:093a2da1-q345-739r-ba5d-pqff98fe8j7d</m:reference> <m:dateAndTime>2001-11-29T13:35:00.000-05:00</m:dateAndTime> </m:reservation> <n:passenger xmlns:n="http://mycompany.example.com/employees" env:role="http://www.w3.org/2003/05/soap-envelope/role/next" env:mustUnderstand="true">

<n:name>Ake Jogvan Oyvind</n:name> </n:passenger>

(17)

SOAPメッセージの例：システムからの返答

<env:Body> <p:itineraryClarification xmlns:p="http://travelcompany.example.org/reservation/travel"> <p:departure> <p:departing> <p:airportChoices> JFK LGA EWR </p:airportChoices> </p:departing> </p:departure> <p:return> <p:arriving> <p:airportChoices> JFK LGA EWR </p:airportChoices> </p:arriving> </p:return> </p:itineraryClarification> </env:Body> </env:Envelope>

SOAP

本体

飛行場を

問い合わせ

JFK

ラガーディア

ニューアーク

(18)

SOAPメッセージの例：システムへの回答

n

 

ヘッダ部分は省略

<env:Body> <p:itinerary xmlns:p="http://travelcompany.example.org/reservation/travel"> <p:departure> <p:departing>LGA</p:departing> </p:departure> <p:return> <p:arriving>EWR</p:arriving> </p:return> </p:itinerary> </env:Body>

(19)

SOAPメッセージの例： RPCによる手続きの

実行

<env:Header> <t:transaction xmlns:t="http://thirdparty.example.org/transaction" env:encodingStyle="http://example.com/encoding" env:mustUnderstand="true" >5</t:transaction> </env:Header> <env:Body> <m:chargeReservation env:encodingStyle="http://www.w3.org/2003/05/soap-encoding" xmlns:m="http://travelcompany.example.org/"> <m:reservation xmlns:m="http://travelcompany.example.org/reservation"> <m:code>FT35ZBQ</m:code> </m:reservation> <o:creditCard xmlns:o="http://mycompany.example.com/financial"> <n:name xmlns:n="http://mycompany.example.com/employees"> Ake Jogvan Oyvind

</n:name> <o:number>123456789099999</o:number> <o:expiration>2005-02</o:expiration> </o:creditCard> </m:chargeReservation> </env:Body>

SOAP

本体

手続き

呼び出し

(20)

SOAPメッセージの例： RPCの結果

<?xml version='1.0' ?> <env:Envelope xmlns:env="http://www.w3.org/2003/05/soap-envelope" > <env:Header> <t:transaction xmlns:t="http://thirdparty.example.org/transaction" env:encodingStyle="http://example.com/encoding" env:mustUnderstand="true">5</t:transaction> </env:Header> <env:Body> <m:chargeReservationResponse env:encodingStyle="http://www.w3.org/2003/05/soap-encoding" xmlns:rpc="http://www.w3.org/2003/05/soap-rpc" xmlns:m="http://travelcompany.example.org/"> <rpc:result>m:status</rpc:result> <m:status>confirmed</m:status> <m:code>FT35ZBQ</m:code> <m:viewAt> http://travelcompany.example.org/reservations?code=FT35ZBQ </m:viewAt> </m:chargeReservationResponse> </env:Body> </env:Envelope>

SOAP

本体

呼び出し

結果

(21)

Webサービスの発見

n

 

UDDI（Universal Description, Discovery and

Integration）

–  レジストリサービス(UDDI registry)

•  どのようなサービスを提供するサービスがあるの

か？

–  ディレクトリ型のサービス検索

•  ホワイトページ：名前で検索

•  イエローページ：業種別で検索

•  グリーンページ：Webサービスを利用するにあたっ

ての技術情報での検索

(22)

Webサービスの記述

n 

WSDL (Web Service Description Language)

–  Webサービスで何ができるかを記述

–  記述する情報

•  types：　使用するデータ型の定義

•  message:　Webサービスでやり取りをするメッセージの定義と

そこで用いるデータの抽象定義

•  operation:　操作の抽象的な定義　messageを参照

•  portType:　operationのセット

•  binding:　特定のportTypeによって定義された操作とmessage

の関係付け

•  port:　実際にWeb サービスを提供するサーバのURLなどの

通信端点の情報

•  service:　関連する通信端点の情報をひとまとめに記述

(23)

WSDLの例： http://www.w3.org/TR/wsdl

<?xml version="1.0"?> <definitions name="StockQuote“ targetNamespace="http://example.com/stockquote.wsdl" xmlns:tns="http://example.com/stockquote.wsdl" xmlns:xsd1="http://example.com/stockquote.xsd" xmlns:soap="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/soap/" xmlns="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/"> <types> <schema targetNamespace="http://example.com/stockquote.xsd" xmlns="http://www.w3.org/2000/10/XMLSchema"> <element name="TradePriceRequest"> <complexType> <all>

Types

(24)

WSDLの例

(25)

WSDLの例

<soap:binding style="document" transport="http://schemas.xmlsoap.org/soap/http"/> <operation name="GetLastTradePrice"> <soap:operation soapAction="http://example.com/GetLastTradePrice"/> <input> <soap:body use="literal"/> </input> <output> <soap:body use="literal"/> </output> </operation> </binding> <service name="StockQuoteService">

<documentation>My first service</documentation>

</port> </service> </definitions>

(26)

UDDI とWSDLによるWebサービスの連携

n

 

UDDIによるサービス発見

–  ユーザもしくはエージェントによるWebサービスの選択

n

 

WSDLによるインタフェース仕様の獲得

n

 

SOAPによるデータのやり取り

RPC

宿と飛行機の手配

飛行機の空席検索

宿と飛行機の情報

飛行機会社

旅行代理店

_A

WSDL, データ交換

旅行代理店

B

旅行代理店

_C

UDDI

(27)

SOAP,UDDI,WSDLの使われる分野

n

 

ビジネスとして定型的なやり取りが行われるよう

な分野

–  実用的な運用を目指す

–  データの形式などの取り決めがちゃんとできる業界団

体などがある。

–  サービス提供者が期待していない使われ方はほとん

どしない

n

 

柔軟な利用のためにはオントロジーなど

Semantic Webなどの研究が必要となる

(28)

REST

n

 

REST　(Representational State Transfer)

–  SOAPと違った簡易なWebベースのソフトウェアーキテ

クチャ

•  全てのリソース（Webサイトが保持していて、外部に

公開される内容）を

_URIで識別

•  リソースに対するアクセスは、標準化されたインター

フェース

_{HTTPで行う。}

–  PUT（Create)、GET（Read）、POST（Update）、

DELETE（Delete）が重要な操作であり、それぞれ処理内

容に合わせた結果が返されなければならない。

•  リソースにHTTPを通じてアクセスした結果をリソー

スの表現（

_{Representation）と呼ぶ。}

(29)

API

n

 

Application Programming Interface

–  アプリケーションの持っている機能の抽象的な記述

n

 

アプリケーションを呼び出すためのインター

フェースを規定することにより、個別のアプリケー

ションをブラックボックスのように利用可能

–  個別のアプリケーションの中身を公開する必要がない

–  バージョンアップなどを行ってもAPIのレベルで共通で

あれば、プログラムの修正が不要

n

 

WebベースのAPIはSOAPやRESTで公開される

ことが多い。

(30)

様々な

_{Web APIの公開}

n

 

Googleや、Yahoo!などが、各社で作成している

サービスを

APIという形で公開している

–  Google

•  SOAPによる検索サービスの公開

•  そのほかにも、地図, AdWords,…

–  Yahoo!

•  検索サービス、地図、乗り換え案内、…

–  Amazon

(31)

マッシュアップによるアプリケーションの構築

n

 

APIの組み合わせによるWebサービスの組み合

わせ

n

 

具体例

(32)

様々な

_{Webアプリケーション構築フレーム}

ワーク

n

 

Ajax：Asynchronous JavaScript + XML

–  ウェブブラウザ内で非同期通信とインターフェイスの

構築などを行う技術の総称

–  従来のブラウザでは、画面全体を同期して更新してい

たが、画面の一部更新などが可能となった。

–  APIサービスなどを組み合わせて、複数のWebアプリ

ケーションの出力結果などを一つの画面に表示させる

といった使い方や、キーボードの入出力を動的に

チェックして、適切な機能を起動するといったことが可

能となる

(33)

様々な

_{Webアプリケーション構築フレーム}

ワーク

n

 

Ruby on Rails

–  スクリプト言語Rubyを用いて、DBとのインタラクション

を含む

_{Webアプリケーションを構築}

–  Ajaxのコードを生成することにより、動的なアプリケー

知識ベース特論 第

6回

―

Webデータベース―

本講義のすすめかた

n

情報検索

n

Semantic Web

– コンピュータがWebページの意味(Semantic)を理解し、

組み合わせて問題解決にあたれるようにするための

方法論

n

Webデータベース

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Web2.0時代のWeb上の知識

n

授業資料（火曜日か金曜日の午後には公開）

http://www-kb.ist.hokudai.ac.jp/~yoshioka/kb/

n

質問・レポートはメールで

yoshioka@ist.hokudai.ac.jp

前回の答

n

問題

– 家畜（人間に飼われていて食べる人間がいる動物）

Animal ⊓ ∃ eaten-by.Human ⊓ ∃ bred-by.Human

– 家畜（人間のみに食べられるために飼われている動物）

Animal ⊓ ∀ eaten-by.Human ⊓ ∃ bred-by.Human

家畜（人間のみに食べられるために飼われていて、食べる

人間がいた動物）

Animal ⊓ ∃ eaten-by.Human ⊓ ∀ eaten-by.Human

⊓ ∃ bred-by.Human

– 先生（人間を教える人間）

Human ⊓ ∃ has-student.Human

– 女の先生

Female ⊓ ∃ has-student.Human

– 男子学生のみを教えている先生

前回の質問

n

ロールの全称、存在記号がよくわからなかった

。あるなしだけでなく、判別できないというのも

表現できるのか？

n

計算量が多いと聞きましたが、具体的なオー

ダーはどのくらいですか？

前回の質問

n

OWLのように順番を入れ替えてしまうよなこと

ってよくあるのですか？

n

人工知能に関してなのですが、学習する際に

属性値等をもたせて学習することによって精度

は上がるのでしょうか？

n

定理の自動証明の研究はどこまでやられてい

るのか？

Webデータベース

n

スタンドアロンのデータベース

– 既存のデータベースのWeb用のインタフェースを利用

する方法

(PHPなど)

n

複数のデータベースの統合利用（

Webサービス

の統合）

– データのやり取りの規格化（SOAPなど）

スタンドアロンの

Webデータベースの構築

n

PHP

– html,httpdと親和性の高いスクリプト言語

– html中にデータベースの問い合わせに関する記述を

行うと、結果が

htmlの形式で提供される

– apacheモジュールなどを利用することにより、CGIなど

に比べ、負荷が少ない

– 2004年7月にオブジェクト指向の拡張を行ったPHP5の

利用が始まっている。

知識ベース特論　第

_6回

_{Webデータベース―}

–  コンピュータがWebページの意味(Semantic)を理解し、

授業資料（火曜日か金曜日の午後には公開） 

質問・レポートはメールで 

–  家畜（人間に飼われていて食べる人間がいる動物） 

–  家畜（人間のみに食べられるために飼われている動物） 

人間がいた動物） 

–  先生（人間を教える人間） 

–  女の先生 

–  男子学生のみを教えている先生 

–  既存のデータベースのWeb用のインタフェースを利用

_(PHPなど)

–  データのやり取りの規格化（SOAPなど）

_{Webデータベースの構築}

–  html,httpdと親和性の高いスクリプト言語

–  html中にデータベースの問い合わせに関する記述を

_{htmlの形式で提供される}

–  apacheモジュールなどを利用することにより、CGIなど

–  2004年7月にオブジェクト指向の拡張を行ったPHP5の

–  PHPと同様にhttpdと連携して、データベースの問い合

_{Webアプリケーションが構築可能}

–  Ajaxなどによるインタラクティブなアプリケーションが

–  ある程度限定されたコミュニティでの利用を前提

–  COM (Component Object Model)

–  CORBA (Common Object Request Broker

–  プロトコルの拡張性が限定されており、ファイアー

–  既存のアプリケーション（レガシーアプリケーション）の

–  3-tier構成

–  ORB (Object Request Broker)によるアプリケーション

_{Webサービスの統合}

–  分散された複数のWeb上に存在する情報を統合し利

•  Semantic Webとの違い：アプリケーションのドメイン

–  分散されたWebサービス間のデータ交換とRPC

–  XMLベースのデータ交換