Technologien des Semantic Web und ihre Anwendungen

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1 Fakultät Informatik, Institut für Angewandte Informatik, Professur Technische Informationssysteme Technologien des Semantic Web und ihre Ulrike Fischer Dresden,

2 Gliederung Motivation Begriff Semantic Web Technologien des Semantic Web Praktische Folie 2 von 20

3 Motivation» Begriff Semantic Web» Technologien des Semantic Web» Praktische Probleme der gegenwärtigen Webtechnologie Finden von Informationen Extrahieren von Informationen Warten von Informationen Folie 3 von 20

4 Motivation» Begriff Semantic Web» Technologien des Semantic Web» Praktische Softwareagenten Eingabe an den Agenten: Buche Reise xy Agent führt notwendige Buchungen durch Fluggesellschaft / Bahn / Hotel Mietwagen (der notwendigen Größe ) Ausflüge vor Ort Agent veranlasst Finanztransaktionen Agent trägt Termin in die Kalender der Familienmitglieder ein Agent erstellt Routenplanung für das Navigationsgerät im PKW Reserviert einen günstigen Platz im Flughafenparkhaus Folie 4 von 20

5 Motivation» Begriff Semantic Web» Technologien des Semantic Web» Praktische Begriff Semantic Web Semantic Web : Techniken, die es Maschinen ermöglichen soll Informationen zu suchen und zu verwerten Komplexe Aufgaben auszuführen Leitidee: Fülle von Informationen im Internet in maschinenverarbeitendes Format bringen Beschreibung der im Web vorhandenen Informationen mit Metadaten Konzept beruht auf Vorschlag von WWW-Begründer Tim-Berners Lee W3C: Gremium zur Standardisierung des WWW Folie 5 von 20

6 Motivation» Begriff Semantic Web» Technologien des Semantic Web» Praktische Technologien des Semantic Web Logical Layer Representation Vocabulary Layer Data Layer Syntax Layer Folie 6 von 20

7 Motivation» Begriff Semantic Web» Technologien des Semantic Web» Praktische URI: Eindeutige Identifizierbarkeit Zeichenfolge, die eine reale oder abstrakte Ressource eindeutig identifiziert Unterarten: URN und URL Syntax: <schema>:<schema-spezfischer-teil>#<fragment> Mehrere URIs für dieselbe Ressource möglich urn:issn: Folie 7 von 20

8 Motivation» Begriff Semantic Web» Technologien des Semantic Web» Praktische XML XML erlaubt die Definition anwendungs-spezifischer Tags <Person> <Vorname> Andrea </Vorname> <Nachname> Walter </Nachname> </Person> Namespace: bezeichnet die semantische Domäne XML-Schema: Klasse ähnlicher XML-Dokumente Standard zum Austausch von Daten zwischen unterschiedlichen IT- Systemen Folie 8 von 20

9 Motivation» Begriff Semantic Web» Technologien des Semantic Web» Praktische RDF Einheitliches Modell zur Repräsentation von Metadaten Aussagen werden als Tripel beschrieben Subjekt: Ressource, die zu beschreiben ist Prädikat: Eigenschaft der Ressource Objekt: Wert dieser Eigenschaft Beispiel: Paris ist die Hauptstadt von Frankreich uri:city#capital Frankreich Folie 9 von 20

10 Motivation» Begriff Semantic Web» Technologien des Semantic Web» Praktische RDF Schema (RDFS) Definiert Vokabular für eine bestimmte Domäne Beschreibung verwandter RDF Ressourcen und ihrer Beziehungen Wichtige RDF-Schema- Elemente: rdfs:class rdfs:property rdfs:type rdfs:subclassof, rdfs:subpropertyof rdfs:domain, rdfs:range subclassof RDF Schema RDF Daten subclassof Country EuropeanCountry type Netherlands GeographicEntity domain hascapital hascapital subclassof City subclassof range Capital type Amsterdam Folie 10 von 20

11 Motivation» Begriff Semantic Web» Technologien des Semantic Web» Praktische Ontologie explizite formale Spezifikation einer gemeinsamen Konzeptualisierung (T.Gruber) Formale Beschreibung von Begriffen und Relationen innerhalb einer bestimmten Domäne Regeln über den Zusammenhang der Daten Folie 11 von 20

12 Motivation» Begriff Semantic Web» Technologien des Semantic Web» Praktische Web Ontology Language (OWL) basiert technisch auf RDF, historisch auf DAML+OIL OWL Lite, OWL DL, OWL Full Weitreichende Sprachkonstrukte für Ausdrücke ähnlich der Prädikatenlogik Erweiterung bei Elementen zur Beschreibung von Klassenhierarchien Eigenschaften Folie 12 von 20

13 Motivation» Begriff Semantic Web» Technologien des Semantic Web» Praktische OWL Klassenhierarchien Aufzählung aller Individuien einer Klasse: owl:oneof Mengenoperationen: owl:unionof, owl:intersectionof, owl:complementof Disjunktheit von Klassen: owl:disjointwith 2 vordefinierte Klassen: owl:thing und owl:nothing Eigenschaftsdefinitionen owl:transitiveproperty, owl:symetricproperty, owl:inverseproperty Typ- und Kardinalitätseinschränkungen: owl:allvaluesfrom, owl:somevaluesfrom, owl:maxcardinality, Abbildung von Ontologien owl:sameclassas, owl:samepropertyas, owl:differentfrom Folie 13 von 20

14 Motivation» Begriff Semantic Web» Technologien des Semantic Web» Praktische OWL: Beispiel <rdf:rdf ><owl:ontology rdf:about=""/> <owl:class rdf:id="gender"/> <owl:class rdf:id="person"/> <owl:class rdf:id="woman"> <rdfs:subclassof rdf:resource="#person"/> <owl:equivalentclass> <owl:restriction> <owl:onproperty rdf:resource="#gender"/> <owl:hasvalue rdf:resource="#female" rdf:type="#gender"/> </owl:restriction> </owl:equivalentclass> </owl:class> <owl:objectproperty rdf:id="gender" rdf:type= FunctionalProperty"> <rdfs:range rdf:resource="#gender"/> <rdfs:domain rdf:resource="#person"/> </owl:objectproperty> </rdf:rdf> Folie 14 von 20

15 Motivation» Begriff Semantic Web» Technologien des Semantic Web» Praktische FOAF: Friend of a Friend Projekt zur maschinenlesbaren Modellierung sozialer Netzwerke FOAF Dokument: Angaben über eine Person (Name, Alter, Geschlecht, Adresse, Beruf) und der Person bekannte Menschen Veröffentlichung dieser Dokumente im WWW -> können aufeinander verweisen Software kann die Dokumente auswerten, soziale Beziehungen analysieren und z.b. visualisieren Folie 15 von 20

16 Motivation» Begriff Semantic Web» Technologien des Semantic Web» Praktische JeromeDL digitales Bibliotheksystem benutzt RDF um bibliographische Daten zu speichern MarcOnt Ontologie Import/Export von Metadaten in verschiedenen Formaten (BibText, Marc21, DublinCore) MarcOnt Mediation Services: Umwandeln der Beschreibungen User Profile in FOAF Suche: Stichwortsuche, Bibliographische Beschreibungen, Semantische Suche Folie 16 von 20

17 Motivation» Begriff Semantic Web» Technologien des Semantic Web» Praktische Weitere Semantic Web Services: Anreicherung von Web Services um semantische Inhalte Semantic Wiki: Wissen wird über Seiten (Metadaten) und ihre Relationen repräsentiert -> automatische Verarbeitung und Schlussfolgerung durch Maschinen EPISTLE: Prozessindustrie Einsatz von Ontologien in Biologie, Medizin, Hydrologie und Klimatologie Folie 17 von 20

18 Zusammenfassung und Ausblick Semantic Web soll es (autonom) agierenden Anwendungsprogrammen ermöglichen heterogen, über das Web zugreifbare Daten miteinander in Beziehung zu setzten diese Daten gemeinsam zu nutzen und aus diesen neue Informationen gewinnen Probleme: Verlässlichkeit Inhalte können gezielt falsche semantische Beschreibungen enthalten Semantic Web muss sich bei der kritischen Masse durchsetzen Folie 18 von 20

19 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Fragen? Folie 19 von 20

20 Quellen _04.pdf Folie 20 von 20

21 Motivation» Begriff Semantic Web» Technologien des Semantic Web» Praktische EPISTLE (European Process Industries STEP Technical Liaison Executive) Nutzen des semantischen Webs für die Prozessindustrie Zusammenarbeit von Industriekonsortien zur Entwicklung von Standards für die Integration und den Austausch von Fabrikprozessdaten 3 Hauptkomponenten: EPISTLE Core Model: generisches Datenmodell für die Prozessindustrie, standardisiert als ISO EPISTLE Reference Data Library: Standardsatz von Klassen, Eigenschaften und Spezifikationen für die Prozessindustrie, hauptsächlich für die Öl- und Gasproduktion EPISTLE Templates: Sicht auf das Core Model und RDL für konkrekte Folie 21 von 20