RDF RDF Instanzen Basiskonzepte und Bausteine Syntaxoptionen Reifikationen Kollektionen RDF-Schema: Definition eigener Vokabularien Erweiterungen Seit

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2 RDF RDF Instanzen Basiskonzepte und Bausteine Syntaxoptionen Reifikationen Kollektionen RDF-Schema: Definition eigener Vokabularien Erweiterungen Seite 2

3 RDF Syntax: Triples Ein RDF Triple besteht aus drei Komponenten: * das subject: RDF URI reference oder ein blank node * das predicate: RDF URI reference * das object: RDF URI reference, ein Literal oder ein blank node Ein RDF Triple wird in der Reihenfolge subject, predicate, object geschrieben. < < "Robert" Seite 3

4 RDF Syntax: N3 N3 Syntax vergleichbar zur Triple Syntax, jedoch: Erlaubt URI-Abkürzungen über Prefixe Wiederholen bei Prädikaten und Objekten Erlaubt Statements über Statements Umfasst weiterführende Funktionalität: Listen, Formeln, Quantifizierung Seite 4

5 RDF Syntax: Syntaxvergleich RDF, N3, Triples RDF/XML: <rdf:description rdf:about="author"> <rdfs:isdefinedby rdf:datatype="xs:string">robert</rdfs:isdefinedby> N3: <author> < "Robert"^^<xs:string>. Triples: <author> < "Robert"^^<xs:string>. Seite 5

6 RDF Syntax: Syntaxvergleich Triples, N3 Triples : <#>. <urn:h-da:rdfe:thefloor> <urn:hda:rdfe#is-a> <urn:h-da:rdfe:movie>. <urn:h-da:rdfe:thefloor> <urn:h-da:rdfe#is-a> <urn:h-da:rdfe:movie> ; <urn:h-da:rdfe:thefloor> <urn:hda:rdfe#released-in> "1999"^^< hema#gyear>. <urn:h-da:rdfe#released-in> "1999"^^< LSchema#gYear> ; <urn:h-da:rdfe:thefloor> <urn:hda:rdfe#similar_plot_as> <urn:hda:rdfe:thematrix>. <urn:h-da:rdfe#similar_plot_as> <urn:h-da:rdfe:thematrix>. Seite 6

7 RDF Syntax: Syntaxvergleich RDF, N3 RDF : <#>. <rdf:description rdf:about="urn:h-da:rdfe:thefloor"> <hda:is-a rdf:resource="urn:hda:rdfe:movie"/> <hda:released-in rdf:datatype=" XMLSchema#gYear" >1999</hda:released-in> <urn:h-da:rdfe:thefloor> <urn:h-da:rdfe#is-a> <urn:h-da:rdfe:movie> ; <urn:h-da:rdfe#released-in> "1999"^^< LSchema#gYear> ; <hda:similar_plot_as> <rdf:description rdf:about="urn:h-da:rdfe:thematrix"> <hda:is-a rdf:resource="urn:hda:rdfe:movie"/> </hda:similar_plot_as> <urn:h-da:rdfe#similar_plot_as> <urn:h-da:rdfe:thematrix>. Seite 7

8 Serialisierungssyntax basierend auf XML Serialisierungssyntax wird zum Austausch von RDF-Daten verwendet basiert auf Serialisierungsregeln der Graphensyntax zuzüglich verschiedener Formen von möglichen Abkürzungen Das RDF-Elemente stellt einen Wrapper für RDF-Daten dar: <?xml version="1.0"?> <rdf:rdf xmlns:rdf =" > RDF Data </rdf:rdf> Seite 8

9 XML - Serialisierung <?xml version="1.0"?> <rdf:rdf xmlns:rdf=" -rdf-syntax-ns#" xmlns:exterms=" <rdf:description rdf:about=" <exterms:creation-date> August 16, 1999 </exterms:creation-date> </rdf:rdf> Seite 9

10 XML - Serialisierung <rdf:description rdf:about=" <exterms:creation-date>august 16, 1999</exterms:creation-date> <dc:language>en</dc:language> <dc:creator rdf:resource=" Seite 10

11 XML - Serialisierung Getyptes Literal: <rdf:description rdf:about=" <exterms:creation-date rdf:datatype= " </exterms:creation-date> Seite 11

12 XML - Serialisierung <rdf:description rdf:about=" <dc:title>rdf/xml Syntax Specification (Revised)</dc:title> <exterms:editor rdf:nodeid="abc"/> <rdf:description rdf:nodeid="abc"> <exterms:fullname>dave Beckett</exterms:fullName> <exterms:homepage rdf:resource=" Seite 12

13 XML - Serialisierung <rdf:description rdf:about=" <exterms:creation-date>august 16, 1999</exterms:creation-date> <dc:language>en</dc:language> <dc:creator rdf:resource=" <rdf:rdf... xml:base=" <rdf:description rdf:id="para1"> <exterms:creation-date>august 16, 1999</exterms:creation-date> <dc:language>en</dc:language> <dc:creator rdf:resource=" Seite 13

14 XML - Serialisierung <?xml version="1.0"?> <!DOCTYPE rdf:rdf [<!ENTITY xsd " <rdf:rdf xmlns:rdf=" xmlns:exterms=" xml:base=" <rdf:description rdf:id="uwbsensor"> <rdf:type rdf:resource=" <exterms:model rdf:datatype="&xsd;string">ubisense</exterms:model> </rdf:rdf> Seite 14

15 XML-Serialisierung (I) Übersetzung einer RDF-Graphenstruktur in XML baum- orientierte Notation red = Knotenelemente, green = Eigenschaftselemente <rdf:description rdf:about = ong > <music:performedby> <rdf:description> <person:name>vlatko S te fanovs ki</person:name> <person:homepage> <rdf:description rdf:about = > </person:homepage> </music:performedby> Vlatko Stefanovski person:name music:performedby person:homepage Seite 15

16 XML-Serialisierung (II) Second Reference <rdf:description rdf:about = gipsys ong > <music:performedby> <rdf:description rdf:nodeid = blank1 > <music:performedby> <rdf:description> <person:name>vlatko S te fanovs ki</person:name> <person:homepage> <rdf:description rdf:about = ts.org/s te fanovs ki > </person:homepage> </music:performedby> </music:performedby> <rdf:description rdf:about = anothers ong > <music:performedby> <rdf:description rdf:nodeid = blank1 /> </music:performedby> gipsysong anothersong music:performedby music:performedby person:name person:homepage Vlatko Stefanovski Seite 16

17 RDF Syntax: Einfache Statements Einleitung einer Aussage: <rdf:description > Referenz auf eine Resource: Attribute: rdf:about=" (Subjekt) Attribute: rdf:resource=" (Objekt) Datentyp eines Literals: Attribute: rdf:datatype=" Blanknode: Attribute: rdf:nodeid="abc" (Subjekt, Objekt) Prädikat: Element innerhalb einer Aussage: <exterms:creation-date rdf:datatype= " </exterms:creator-date> Seite 17

18 Reifikation Latin: Res... Gegenstand -> Reifikation... Vergegenständlichung Aussagen selbst können in RDF als Resourcen (Gegenstände) betrachtet werden. Daher ist es möglich, Aussagen über Aussagen zu treffen (Reifikation). Mögliche Anwendung: Definition eines Kontextes für eine Aussage im Bezug auf Ort, Zeit, Gültigkeit. Einbettung einer Aussage in einen Diskurs (Behauptungen, Zweifel, Beweise von Aussagen) Beispiel: statement A: <sonata XY> <composer><mozart> statement B: <music expert A><claims> <statement A> statement C: <music expert C><doubts> <statement A> Seite 18

19 Reifikationssyntax Die zu reifizierende Aussage muss als RDF-Resource modelliert werden; Das RDF-Vokabular bietet zu diesem Zweck spezielle Konstrukte: - die Klasse rdf:statement, die der Typ von allen RDF-Aussagen ist. - die Eigenschaft rdf:type, die zur Assoziation von RDF-Resourcen mit einer Klasse verwendet wird. - die Eigenschaft rdf:subject bezieht sich auf Subjekt einer modellierten Aussage (d.h. auf die beschriebene Resource) - die Eigenschaft rdf:predicate bezieht sich auf die Eigenschaft, die als Prädikat in einer modellierten Aussage verwendet wird - die Eigenschaft rdf:object bezieht sich auf das Objekt einer modellierten Aussage (d.h. auf den Eigenschaftswert) Seite 19

20 Wie wird eine reifizierte Aussage erzeugt? (I) Assoziiere das Subjekt, Prädikat und Objekt der Aussage mit der Resource rdf: Statement Dies geschieht unter Verwendung der rdf:subject, rdf:predicate und rdf:object Eigenschaften: rdf:statement rdf:type rdf:subject rdf:predicate music:composer music:composer rdf:object Seite 20

21 Wie wird eine reifizierte Aussage erzeugt? (II) Der erzeugte Knoten, welcher die Aussage repräsentiert, kann jetzt als Objekt oder als Subjekt in einer anderen RDF-Aussage verwendet werden. Statement wird ein Resource music:claimedby rdf:statement rdf:type rdf:subject rdf:predicate music:composer rdf:object Seite 21

22 XML-Syntax zur Reifikation <rdf:rdf xmlns:rdf = " xmlns:music=" <rdf:description> <rdf:type rdf:resource=" /> <rdf:subject rdf:resource=" /> * <rdf:predicate rdf:resource=" /> <rdf:object rdf:resource = /> <music:claimedby rdf:resource = /> </rdf:rdf> Eigenschaft der Aussage * equivalent to Seite 22 <rdf:subject > <rdf:description rdf:about=" <\rdf:subject >

23 XML-Syntax zur Reifikation (vereinfacht) <rdf:rdf xmlns:rdf = " xmlns:music=" <rdf:statement rdf:about= <rdf:subject rdf:resource=" /> * <rdf:predicate rdf:resource=" /> <rdf:object rdf:resource = /> <music:claimedby rdf:resource = /> </rdf:statement> </rdf:rdf> Eigenschaft der Aussage * equivalent to Seite 23 <rdf:subject > <rdf:description rdf:about=" <\rdf:subject >

24 RDF Syntax: Reifikation Definition eines Statements: <rdf:statement rdf:about="..."> oder <rdf:type rdf:resource=" /> Subjekt: <rdf:subject rdf:resource="..." /> Prädikat: <rdf:predicate rdf:resource="..." /> Objekt: <rdf:object rdf:resource = "..." /> Seite 24

25 RDF-Container Ein RDF-Container modelliert eine Kollektion von Resourcen. Das RDF-Modell unterstützt drei Typen von Containern: - Bag eine ungeordnete Liste von Resourcen oder Literalen. - Sequence eine geordnete Liste von Resourcen oder Literalen. - Alternative - Eine Liste von Resourcen oder Literalen, die Alternativen für einen (einzigen) Wert einer Eigenschaft repräsentieren. Bag und Sequence können auch für mehrwertige Eigenschaften verwendet werden. Seite 25

26 Container RDF-Graphensyntax rdf:sequence Beispiel: Eine Container von Arien rdf:type rdf:_1 /Aria1 music:arias rdf:_2 /Aria2 rdf:_3 rdf:_4 /Aria3 /Aria4 Seite 26

27 Container XML-Syntax <rdf:rdf> <rdf:de s cription about=" ras.org/zaube rflöte"> <music:arias> <rdf:s eq> <rdf:li resource= /Aria1 > <rdf:li resource= /Aria2"/> <rdf:li resource= /Aria3"/> <rdf:li resource= /Aria4"/> </rdf:s eq> </music:arias> </rdf:rdf> Seite 27

28 RDF-Collection Ein RDF-Collection modelliert eine abgeschlossene Gruppe von Resourcen. Im Gegensatz dazu sind Container immer offen, d.h. es können jederzeit neue Mitglieder hinzugefügt werden. Beispiel: <?xml version="1.0"?> <rdf:rdf xmlns:rdf=" xmlns:s=" <rdf:description rdf:about=" <s:students rdf:parsetype="collection"> <rdf:description rdf:about=" <rdf:description rdf:about=" <rdf:description rdf:about=" </s:students> </rdf:rdf> Seite 28

29 Collection RDF-Graphensyntax Beispiel: Eine Collection von Teilnehmern 02/22-rdf-syntaxns#first dents/anna s:students 02/22-rdf-syntaxns#rest 02/22-rdf-syntaxns#rest 02/22-rdf-syntaxns#first 02/22-rdf-syntaxns#first dents/uli dents/johann 02/22-rdf-syntaxns#rest Seite /22-rdf-syntax-ns#nil

30 RDF-Schema Die RDF-Vokabularbeschreibungssprache RDF-Schema betont Wiederverwendung und Erweiterung existierender Schemata Semantische Anreicherung durch Konzepthierarchien erlaubt das Mischen von Schemata erlaubt Aussagen auf Schemaebene Klassen von Resourcen zu definieren Klassen von Beziehungen zwischen diesen Klassen zu definieren Arten von Eigenschaften zu definieren, die Instanzen dieser Klasse haben Beziehungen zwischen Eigenschaften zu definieren mögliche Kombinationen von Klassen, Beziehungen und Eigenschaften zu beschränken Seite 30

31 RDF-Schema RDF-Schema Seite 31

32 Definieren einer RDF-Klasse (Beispiel) Class <rdfs:class rdf:about = >* <rdfs:subclassof rdf:resource = > <rdfs:label>musiccomposition</rdfs:label> </rdfs:class> Instance <rdf:description rdf:about = > <rdf:type </rdf:type> rdf:resource = > *alternativ: <rdfs:class rdf:id = MusicComposition > rdfs:resource music:musiccomposition rdfs:subclasso f rdf:type Seite 32

33 Definition von Konzept-Hierarchien rdfs:subclassof repräsentiert eine Spezialisierungsbeziehung zwischen RDF-Klassen (transitiv). rdfs:subclassof music:genre rdfs:subclassof music:classic music:modern rdfs:subclassof rdfs:subclassof rdfs:subclassof music:sonata music:opera music:rock rdf:type rdf:type music:musictitle rdfs:subclassof rdfs:subclassof music:rockopera Seite 33

34 Definition einer RDF-Eigenschaft Die Klasse rdf:property wird zur Definition einer Resource verwendet, die eine RDF-Eigenschaft ist. J ede Eigenschaft ist eine Instanz dieser Klasse. Die Eigenschaften rdfs:domain und rdfs:range werden verwendet um Eigenschaften zu beschränken. rdfs:domain definiert zu Instanzen von welcher Klasse die Eigenschaft zugeordnet werden kann. rdfs:range beschränkt die Menge der möglichen Werte auf die Instanzen einer Klasse. Es ist vergleichbar einem Attributtyp in objektorientierten Sprachen. Seite 34

35 Definition einer Eigenschaft (Beispiel) <rdf:property rdf:about= > <rdfs:label>composer</rdfs:label> <rdfs:domain rdf:resource = /> <rdfs:range rdf:resource = /> </rdf:property> rdf:type rdf:property rdfs:domain music:composer rdfs:range music:musictitle person:person Seite 35

36 Eigenschaft mit Instanz <rdf:description rdf:about = > <music:composer> <rdf:description rdf:about = /> rdf:type </music:composer> music:composer rdfs:domain rdfs:range rdf:property music:musictitle rdf:type music:composer person:person rdf:type Seite 36 Instanzebene

37 Klassen-zentriert vs. Eigenschafts-zentriert Klassen-zentriert Attribute als Teil einer Klassendefinition Betont die gemeinsame Struktur Eigenschafts-zentriert Eigenschaft als erstklassiges Objekt Betont Erweiterbarkeit und Flexibilität im Bezug auf Eigenschaften MusicTitle composer : Person label : String rdfs:domain music:composer rdfs:range rdfs:literal music:musictitle person:person Seite 37 rdfs:range rdfs:domain music:label

38 Klassen-zentriert vs. Eigenschafts-zentriert Folgerungen aus dem eigenschafts-zentrierten Ansatz: Properties haben einen eindeutigen Wertebereich, können aber in unterschiedlichen Zusammenhängen verwendet werden. Die Definition einer Property bedeutet nicht automatisch, dass eine Ressource diese Property haben muss. Seite 38

39 RDF-Eigenschafts-Hierarchien rdfs:subpropertyof wird verwendet, um zu spezifizieren, dass eine Eigenschaft eine Spezialisierung einer anderen Eigenschaft ist. Wenn eine Resource r einen Wert v für eine Eigenschaft p1 hat, und wenn die Eigenschaft p1 eine Untereigenschaft von der Eigenschaft p2 ist, dann hat r auch für die Eigenschaft p2 den Wert v. SomeSong is also an object value of performs rdfs:subpropertyof performs sings SomeSong is an object value for sings SomeSong Seite 39 Cher sings

40 Beschränkung der Kern-RDF-Eigenschaften r rdfs:range d r rdfs:class r d rdf:type rdfs:subclassof r = rdfs:range d = rdfs:domain rdfs:comment r r d d rdfs:domain d rdf:predicate rdf:subject r rdf:object r rdf:property r r d d d rdfs:resource rdfs:label r rdfs:literal d d rdfs:subproperyof rdf:statement Seite 40

41 Vergleich von XML und RDF Instanz Hauptverwendung komplexe Typen einfache Typen XML Vorherrschende Struktur: geordnete Bäume, Graphen über id/idref. Austausch (selbstbeinhaltender) Dokumente (Nachrichten) komplexe Datentypen (Alternative, Sequence, Repetition) Sehr differenziert (wegen XML-Schema) RDF Graph: Differenziert zwischen Bag, Sequence, Alternative Überlagert Information auf Resourcen, setzt Resourcen in Beziehung. (komplexe) Objekttypen Resource = Object Property = Relationship Sehr wenig Unterstützung (verwendet XML-Schema) Wiederverwendung nur top-down Bottom-up und top-down Hauptnutzen von Schemata Validierung ( Type Check ) Klassifikation Reasoning Seite 41

42 RDF - Erweiterungen Kardinalitätseinschränkungen bei Properties: z.b. eine Person hat genau einen Vater Transitivität einer Property z.b.: wenn A ex:hasancestor B, und B ex:hasancestor C, dann A ex:hasancestor C. Spezifizieren, dass eine Property die Eigenschaft unique identifier (oder key) für die Instanzen einer spezifischen Klasse hat. Spezifizieren, dass zwei unterschiedliche Klassen (sie haben unterschiedliche URIrefs) aktuell dieselbe Klasse repräsentieren. Spezifizieren, dass zwei unterschiedliche Instanzen (sie haben unterschiedliche URIrefs) aktuell dieselbe Instanz repräsentieren. Seite 42

43 RDF - Erweiterungen Einschränkungen auf den Wertebereich oder die Kardinalität einer Property abhängig von der Klasse der Resource, auf die die Property angewendet wird, z.b. auszudrücken, dass die Property ex:hasplayers unterschiedliche Werte je nach Sportart hat Kombinationen von Klassen (union, intersection) oder zu definieren, dass zwei Klassen disjunkt sind. OWL (Web Ontology Language) Seite 43