Diplomarbeit. Fachhochschule Köln University of Applied Sciences Cologne Campus Gummersbach Fakultät für Informatik und Ingenieurwissenschaften

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1 Fachhochschule Köln University of Applied Sciences Cologne Campus Gummersbach Fakultät für Informatik und Ingenieurwissenschaften Diplomarbeit zur Erlangung des akademischen Grades Diplom-Informatiker (FH) Entwicklung eines interaktiven dynamischen semantischen Netzes mit multimedialen Informationsobjekten am Beispiel eines wissenschaftlichen digitalen Schriftarchivs vorgelegt am: 16. Dezember 2004 von: Alex Maier Alexander Peters Jochen-Klepper-Weg 1 In der Mühlhelle Waldbröl Gummersbach alexviktoria@gmx.de AlexPeters@gmx.net Matr.-Nr.: Erstprüfer: Zweitprüfer: Prof. Dr. Heiner Klocke Dipl.-Inform. Uwe Poborski

2 Vorwort Vorwort Diese Diplomarbeit besteht aus zwei Teilen. Im ersten Teil wird eine Idee zur Darstellung von Informationen und deren Beziehungen in einem semantischen Netzwerk beschrieben. Eine mögliche Realisierung der Idee wird an einem Beispiel gezeigt. Im zweiten Teil wird beschrieben, wie die Informationsobjekte, die in einem Bild enthalten sind, mit zusätzlichen multimedialen Informationen versehen werden können. Als Informationsbestand diente ein digitales Schriftarchiv, das im Rahmen des Forschungsprojektes Hebräische Typographie im deutschsprachigen Raum entstanden wurde. Für das Gelingen dieser Arbeit möchten wir uns bei all denjenigen bedanken, die dazu beigetragen haben: An erster Stelle möchten wir ein Dank den Betreuern dieser Diplomarbeit Prof. Dr. Heiner Klocke und Dipl.-Inform. Uwe Poborski aussprechen, die uns immer bei Fragen zur Hilfe standen und wertvolle Ratschläge gaben. Besonderer Dank geht an den Buchwissenschaftler Dr. Ittai Tamari für die freundliche und hilfsbereite Unterstützung bei der Ermittlung der fachlichen Anforderungen. Für die wertvollen Tipps und die Diskussionsbereitschaft bedanken wir uns bei Dipl.-Inform. Juri Bauer, Alexander Fischer und Dipl.-Inform. Kirill Poletajew. Nicht zuletzt geht unser ganz besonders herzlicher Dank an unsere Ehefrauen Anna Peters und Viktoria Maier, ohne derer Liebe und Rücksichtnahme die Durchführung dieser Arbeit nicht in der Form möglich gewesen wäre. Alex Maier und Alexander Peters Gummersbach, im Dezember 2004

3 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis 1. Visualisierung der Informationen in einem semantischen Netz Einführung Problemstellung Vorgehensweise Topic Map und Topic Map-Tools ISO/IEC Das Topic Element 10 Das Association Element 13 Zusätzliche Elemente 14 Das Topic Map Element XML Topic Maps (XTM) 15 Grundlagen von XML 15 Grundlagen von DTD 17 XLink 19 Beschreibung von XTM 19 Änderungen im Bezug auf ISO Topic Map Tools 25 Ontopia 25 Empolis 26 Mondeca 26 Moresophy 27 Tmproc 27 SemanText 28 Nexist 28 TM4J 28 i

4 Inhaltsverzeichnis 1.3 TM4J (Topic Map for Java) Beschreibung von TM4J Installation, Konfiguration und Einsatz von TM4J 31 Kommandozeile-Anwendungen 31 Möglichkeiten für Entwickler Realisierung eines semantischen Netzes Automatische Generierung von XTM 41 Festlegen der relevanten Topic Typen, Topics und Assoziationen 44 Implementieren der XTMGenerator-Klasse Visualisierung von XTM Dokumenten Realisierung der graphischen Darstellung 70 Grundlagen der eingesetzten Technologien 71 Idee zur Darstellung der relevanten Informationsobjekte 73 Erweiterung der XTMGenerator Klasse 76 Klasse Graph 78 HebrewTypeNavigator 78 Zusätzliche Funktionen des HebrewType Navigators 81 Implementierung der Buchseite bzw. Buchstabe Detailsicht Ausprobieren der Anwendung und erste Probleme Client-Server Architektur des HebrewType Navigators 89 HebrewType Navigator Server 90 HebrewType Navigator Client 91 Sockets und Objektserialisierung Ergebnisse und Erkenntnisse Erfassung multimedialer Zusatzinformationen Einführung Problemstellung Vorgehensweise 99 ii

5 Inhaltsverzeichnis 2.2 Realisierung Modellierung eines Datenbankschema 99 Tabelle Markierung 100 Tabelle Audio 100 Tabelle Bild 100 Tabelle Video Implementierung einer Schnittstelle zur Datenbank Werkzeug zum Markieren und Visualisieren der Informationsobjekten User Interface zur Erfassung und Darstellung von Zusatzinformationen 108 Audio-Aufnahme und -Wiedergabe 110 Weitere Zusatzfunktionen Erweiterung der Server- und Client- Seiten des HebrewType Navigators 112 Erweiterung der Serverseite 112 Entwicklung einer zusätzlichen Serverapplikation 113 Erweiterung der Clientseite Sichere Kommunikation zwischen Client und Server Ergebnisse und Erkenntnisse Zusammenfassung der Diplomarbeit 119 Abbildungsverzeichnis 121 Tabellenverzeichnis 123 Glossar 124 Literaturverzeichnis 130 Anhang 133 CD-Inhalt 133 iii

6 Einführung 1. Visualisierung der Informationen in einem semantischen Netz 1.1 Einführung Heutzutage sind fast alle Informationen in digitalem Format erfasst und archiviert. Doch allein das Vorhandensein von Informationen reicht nicht aus. Selbst wenn die Informationen gut und übersichtlich strukturiert sind, ist es immer noch schwierig, die notwendige Information zu finden. Es gibt viele Tools, die es erlauben, nach Informationen zu suchen, wie zum Beispiel Suchmaschinen im Web, oder Dateisuche auf dem PC. Die Problematik besteht erstmals darin, dass diese Tools meist auf Volltextsuche basieren. So kriegt der Benutzer dieser Tools oft nicht das, wonach er suchte. Zum weiteren besteht die Fehlsuche darin, dass die Bedeutung und der Zusammenhang von Informationen fehlen. Und genau aus dem Grund ist es besonders schwer, die Informationen zu finden, bei denen die Volltextsuche überhaupt nicht funktioniert. Solche Informationen sind zum Beispiel Bilder oder Graphen. Um diese Probleme zu verdeutlichen, wird ein kleines Beispiel gezeigt: Immer häufiger werden Fotos in digitaler Form gespeichert. Damit die schneller gefunden werden, soll eine übersichtliche Verzeichnisstruktur überlegt werden. In der Abbildung 1 ist ein Beispiel abgebildet, wie solche Verzeichnisstruktur aussehen kann. Jeder Benutzer wählt für sich selbst eine Struktur aus und wird vielleicht mit dieser Struktur nicht klar kommen, weil diese für den Benutzer nicht ausreichend ist. Selbst die eigene Struktur wird für bestimmte Suchanforderungen nicht ausreichen. Zum Beispiel wird es in gezeigtem Fall schwierig sein, alle Urlaubsfotos zu finden, die im Sommer gemacht sind, oder alle Fotos aus einer bestimmten Stadt zu zeigen usw. 1

7 Einführung Abbildung 1 Verzeichnisstruktur Aus dem Beispiel ist ersichtlich, dass es kaum möglich ist, die Informationen so zu strukturieren, dass jede denkbare Suchanforderung zum schnellen Erfolg führt. Und das nicht nur aus dem Grund der schlechten Strukturierung, sondern auch weil es sich um nicht Textbasierte Informationen handelt, auf die eine Volltextsuche nur begrenzt angewendet werden kann. Als Lösung dieses Problems, soll parallel zur bestehenden Struktur ein semantisches Netz aufgebaut werden, das ein gezielter Zugriff auf einen vorhandenen Informationsbestand ermöglicht. Ein semantisches Netz ist eine formale Begriffssammlung, die zur Beschreibung der Informationen dient. Ein semantisches Netz besteht aus Knoten und Verbindungen. Knoten repräsentieren Begriffe und Objekte innerhalb eines spezifischen Gebiets. Verbindungen (Relationen) vertreten Beziehungen zwischen den Knoten, wodurch der Zusammenhang zwischen den Knoten ersichtlich wird. The semantic network is a representation formalism that has been used for many years in artificial intelligence (AI) research. Semantic networks consist of nodes and links. Nodes usually represent objects, concepts, or situations within a specific domain. Links represent relationships between the nodes that have a semantic meaning to them. (vgl. [XMLTM], S.328) 2

8 Einführung Abbildung 2 semantisches Netz Mit dem in der Abbildung 2 aufgebauten semantischen Netz wird erreicht, dass zu gewünschten Informationen durch mehrere Wege gelangt werden kann und der Zusammenhang der einzelnen Informationen besser erkannt wird Problemstellung Von der Problematik, die in der Einführung beschrieben wurde, sind auch zahlreiche Informationsbestände betroffen. Das wissenschaftliche digitale Schriftarchiv, das im Rahmen des Forschungsprojektes Hebräische Typographie im deutschsprachigen Raum entstanden ist, gehört auch dazu. Nähere Informationen zum Projekt sind auf der Projektwebseite 1 zu sehen. Die Menschen, die mit dem Schriftarchiv arbeiten, sind auf die erstellte Webapplikation HebrewTypeShow 2 angewiesen. Diese Applikation hat eine fest definierte Struktur. Ein Benutzer, der nach Informationen im digitalen Schriftarchiv

9 Einführung sucht, benötigt eine bestimmte Zeit, bis die gewünschten Informationen gefunden werden. Zum Beispiel, es wird nach allen Druckschriftdokumenten und Schriftsätzen gesucht, die im Jahre 1516 gedruckt bzw. geschnitten wurden. In der Webapplikation HebrewTypeShow soll ein Benutzer dann so vorgehen: Um alle Schriftsätze aus dem Jahr zu finden, wird in der Typografie Übersicht Sicht ein Zeitraum von 1516 bis 1516 ausgewählt. Das Ergebnis wird wie in der Abbildung 3 aussehen. Abbildung 3 Typografie - Übersicht Um alle Druckschriftdokumente, die in dem Jahr gedruckt wurden, zu finden, soll in der Bibliografie - Übersicht Sicht, ähnlich wie bei Schriftsätzen, der Zeitraum auf das Jahr 1516 eingegrenzt werden. In der Abbildung 4 ist das Resultat dieser Suche zu sehen. 4

10 Einführung Abbildung 4 Bibliografie - Übersicht Um beide Ergebnisse gleichzeitig zu betrachten, sollten diese in verschiedenen Browser - Fenstern gesucht werden. Um die eventuellen Zusammenhänge zwischen mehreren Druckschriftdokumenten und Schriftsätzen nachzuvollziehen, soll der Benutzer sich einzelne Details bei jedem Druckschriftdokument bzw. Schriftsatz merken und mit anderen vergleichen. Die Idee bestand darin, eine Lösung zu finden, die dem Benutzer eine Möglichkeit bietet, frei im digitalen Bildatlas zu navigieren und dadurch die Suche nach bestimmten Informationen zu erleichtern. Dann könnte die Suche nach Druckschriftdokumenten und Schriftsätzen zu einem bestimmten Jahr wie in der Abbildung 5 aussehen. Somit bekommt der Benutzer auf einmal alle mit diesem Jahr assoziierten Druckschriftdokumente und Schriftsätze präsentiert. Abbildung 5 Idee der Suche nach einem Jahr 5

11 Einführung Zusätzlich sollte es nachvollziehbar sein, wie einzelne Informationen zueinander im Zusammenhang stehen. So würde es, wie in der Abbildung 6 dargestellt ist, zu erkennen, dass die gefundenen Druckschriftdokument und Schriftsatz durch ein Ort miteinander verknüpft sind. Abbildung 6 Zusätzliche Verknüpfungen Wenn ein Benutzer zum Beispiel gesuchten Schriftsatz gefunden hat, soll er die Informationen, ähnlich wie in der Abbildung 7, zur Ansicht bekommen. Abbildung 7 Gesuchtes Schriftsatz Ein gefundenes Druckschriftdokument soll, ähnlich wie ein Schriftsatz, mit allen damit verknüpften Informationen präsentiert werden. Die Details der einzelnen Buchstaben eines Schriftsatzes, oder Buchseiten eines Druckschriftdokumentes 6

12 Einführung sollten auch zur Auswahl bereitstehen. In der Abbildung 8 wird eine mögliche Darstellung der Buchstabe Alef aus einem Schriftsatz gezeigt. Abbildung 8 Detail des Buchstabens Zusammenfassend bestand die Aufgabe darin, eine Anwendung zu entwickeln, die dem Benutzer eine Möglichkeit bietet, frei im digitalen Bildatlas zu navigieren und dadurch die Suche nach bestimmten Informationen zu erleichtern. Zusätzlich sollte es nachvollziehbar sein, wie einzelne Informationen zueinander im Zusammenhang stehen Vorgehensweise Alle Informationen, wie die Bilder der Schriftzeichen und Buchseiten, sowie die beschreibenden Texte, die im digitalen Schriftarchiv vorhanden sind, sind in einer relationalen Datenbank gespeichert. Wie in Abbildung 9 abgebildet ist, erfolgt der Zugriff auf die in der Datenbank gespeicherten Daten mit Hilfe der vorhandenen Fachklassen HebrewTypeDataModel, die es ermöglichen, Daten als Java-Objekte mit allen ihren Eigenschaften in einem objektorientierten Datenmodell abzubilden. 7

13 Einführung Die Verbindung zwischen der Datenbank und dem Web-Server wird mit Hilfe der JDBC Schnittstelle realisiert. [HTidR] Abbildung 9 HebrewType Basierend auf der Schnittstelle HebrewTypeDataModel wurden schon die Web- Anwendungen HebrewWork und HebrewTypeShow implementiert. Zur Visualisierung der Informationen aus dem digitalen Schriftarchiv in Form eines semantischen Netzes soll die vorhandene Schnittstelle HebrewTypeDataModel auch verwendet werden. Zum Aufbau und zur Präsentation eines semantischen Netzes wurde der Standard Topic Map ISO/IEC eingesetzt. Es wurde nach einem Tool gesucht, das Topic Map Standard realisiert. Dabei war wichtig, dass es Java-basiert ist, damit die vorhandene Schnittstelle benutzt werden kann. Java ist eine objektorientierte Programmiersprache, die später näher 8

14 Topic Map und Topic Map-Tools beschrieben wird. Zweiter wichtiger Aspekt bei der Wahl des Tools ist, dass es kein kommerzielles Produkt ist. Ein Vorgehensmodell zum Erzeugen des Topic Maps wurde entwickelt und realisiert. Zur grafischen Darstellung der Topic Maps wurden vorhandene Topic Map Visualisierer analysiert. Die grafische Darstellung der Informationen sowie die Navigationselemente wurden festgelegt und mit Java API realisiert. Damit die Informationen übers Internet abrufbar sind, wurde die Anwendung auf Client-Server-Architektur umgestellt. 1.2 Topic Map und Topic Map-Tools In diesem Kapitel werden die grundlegenden Bestandteile des Standards ISO/IEC vorgestellt. Das daraus abgeleitete XML Topic Map (XTM) 1.0 wird beschrieben und ein kurzer Überblick der Softwaretools, die diese Spezifikation implementieren, wird gegeben ISO/IEC Topic Map ist ein ISO - Standard, der Ende 1999 unter dem Namen ISO/IEC von der Arbeitsgruppe ISO JTC1/SC34/WG3 verabschiedet wurde. Mit Topic Map wurde eine Möglichkeit gegeben, über ein semantisches Netz auf Informationen zuzugreifen. Topic Map basiert auf Teilen des SGML 1 - Standards ISO Der HyTime 2 Standard ISO wurde auch zugrunde gelegt. [ToMap] Die Idee war, ähnlich wie bei Indexen, Glossaren oder Lexika, die Qualität und Geschwindigkeit der Suche nach bestimmter Information zu verbessern: Jede Informationseinheit, wie zum Beispiel ein Bild, ein Artikel, ein Dokument oder etc., wird durch Schlagwörter (Topics) beschrieben und beinhaltet Referenzen zu der Informationsquelle. Die Topics werden in Verbindung gebracht, wodurch eine

15 Topic Map und Topic Map-Tools Wissensbasis entsteht. Im Folgenden werden die grundlegenden Elemente des ISO/IEC Standards beschrieben. Das Topic Element Ein elementares Grundelement des Topic Map Standards ist Topic. Ein Topic kann alles Beschreibbare sein: es kann ein Gegenstand bzw. ein Thema abbilden. In einem digitalen Schriftarchiv, hier Hebräische Typografie im deutschsprachigen Raum kann ein Topic zum Beispiel ein Autor, ein Drucker, ein Druckort, ein Titel oder ein Druckschriftdokument sein. Basel Sanctae linguae Hebraeae Erotemata Michael Neander Bartholomeus Franco Abbildung 10 Topics Ein Topic kann ein oder mehrere Typen haben. In der Abbildung 10 sind als Beispiel einige Topics abgebildet. Michael Neander ist vom Typ Autor, Sanctae linguae Hebraeae Erotemata ist vom Typ Titel, Basel ist vom Typ Druckort, Bartholomeus Franco ist vom Typ Drucker und ist vom Typ Druckschriftdokument. Die Typen eines Topics sind wiederum Topics. Bevor einem Topic ein Typ zugewiesen wird, soll dieser Typ als Topic erstellt werden. In der Abbildung 11 ist die Zugehörigkeit eines Topics zu seinem Topic Typ durch die Pfeile mit der Beschriftung vom Typ dargestellt. Es kann vorkommen, dass ein Topic Typ selbst von einem Typ ist. Durch solche Verkettung kann eine Typhierarchie gebildet werden. 10

16 Topic Map und Topic Map-Tools Abbildung 11 Topics mit Topics Typen Ein Topic hat mehrere Eigenschaften. Eine davon ist der Name Topic Name. Es gibt drei Namensarten: Base Name wird zu Identifizierung eines Topics verwendet, deswegen muss mindestens ein Base Name definiert sein. Es können aber auch mehrere Base Namen vergeben werden, die zum Beispiel bei mehrsprachigen Anwendungen hilfreich sein können. Display Name wird zur Darstellung eines Topics in einer Anwendung verwendet. Die Eingabe ist nicht zwingend. Bei der Nichteingabe wird Base Name verwendet. Sort Name wird als Schlüsselwort bei der Sortierung der Topics in einer Anwendung verwendet. Die Eingabe ist wie bei Display Name nicht zwingend. Beim Weglassen wird auch Base Name verwendet. Wie in der Abbildung 12 zu sehen ist, hat Druckort Basel mehrere Namen: Basel, בסיליאה und Basileae, die in einem Rechteck aufgelistet sind. 11

17 Topic Map und Topic Map-Tools Abbildung 12 Topic Namen Zweite wichtige Eigenschaft eines Topics ist ein Identity-Attribut auch Public Subject Descriptor genannt. Jedes Topic ist durch dieses Attribut eindeutig identifizierbar. Wenn zwei Topics ein gleiches Identity Attribut besitzen, werden diese Topics zu einem zusammengefügt. Der daraus entstandenes Topic erhält alle Eigenschaften der beiden Topics. Zum Beispiel es gibt zwei Topics: Ein Topic hat ein Base Name Basel, ein zweites hat Base Name Basileae. Wenn beide Topics ein gleiches Identity Attribut besitzen, werden diese zu einem neuen Topic zusammengefügt. Dieses Topic wird zwei Base Namen beinhalten: Basel und Basileae. Dritte Eigenschaft eines Topics ist Occurrence (Vorkommen), die ein Verweis auf externe Ressource beinhaltet. Die externe Ressource kann zum Beispiel eine Web Seite, ein Textdokument, ein Bild, ein Video, ein Audio, usw. sein. Jede Occurrence kann eine Occurrence Role besitzen, die wiederum ein Topic ist. Occurrence Role beschreibt den Typ der Ressource. In der Abbildung 13 sind die Occurrencen als gestrichelte Linien dargestellt. Die verweisen auf externe Ressourcen in World Wide Web. Zum Beispiel hat das Topic Basel zwei Occurrencen. Eine davon verweist auf die Web-Seite von Basel die andere verweist auf ein Bild das in dieser Stadt aufgenommen wurde. Es besteht eine Möglichkeit, für diese Occurrencen 12

18 Topic Map und Topic Map-Tools Occurrence Rollen zu definieren. Dann würde im Beispiel die erste Occurence die Occurrence Rolle Web-Site, die Zweite die Occurrence Rolle Bild bekommen. Abbildung 13 Occurrences Das Association Element Association ist ein Element des Topic Map Standards, das eine Verknüpfung zwischen mindestens zwei Topics beschreibt. Jede Association kann, muss aber nicht, einen Association Type haben. Dieser Typ wird zur Beschreibung der Art der Verknüpfung verwendet und muss zuvor als Topic deklariert werden. Alle Topics spielen in dieser Association eine bestimmte Rolle, die als Association Role bezeichnet wird. Ähnlich wie Association Type, muss die Association Role als ein Topic deklariert werden. In der Abbildung 14 sind mögliche Associations zwischen Topics dargestellt. Zum Beispiel wird das Topic durch die Association vom Typ hat Titel mit dem Topic Sanctae linguae Hebraeae Erotemata verbunden. Dabei nimmt das Topic Sanctae linguae Hebraeae Erotemata die Association Role Titel an und das Topic hat die Association Role Druckschriftdokument. 13

19 Topic Map und Topic Map-Tools Abbildung 14 Associations Zusätzliche Elemente Scope ist ein weiteres Element des Topic Map Standards. Scope beschreibt den Gültigkeitsbereich, zu dem ein oder mehrere Topics und deren Namen und Assoziationen gehören können. Dadurch wird erreicht, dass in diesem Bereich keine Topics mit gleichen Namen aber unterschiedlicher Bedeutung vorkommen. Um Scopes einsetzen zu können, müssen diese zuerst als Topics deklariert werden. Besonders hilfreich ist es Scopes einzusetzen, wenn zum Beispiel zwei Topics mit gleichen Namen aus verschiedenen Themengebieten kommen. So könnte Basel als Druckort eines Druckschriftdokumentes, aber auch als Stadt in der Schweiz auftauchen. Es wäre denkbar, zwei Themengebiete (Scopes) zu definieren: Ein Themengebiet könnte Typographie für Basel als Druckort eines Druckschriftdokumentes sein, ein zweites Themengebiet - Geografie. Facets werden im Topic Map Standard dazu benötigt, die Eigenschaften des Topics oder anderen Elementen zu beschreiben. 14

20 Topic Map und Topic Map-Tools Zum Beispiel könnte dem Topic Michael Neander die Eigenschaft Geboren am mit dem Wert xx.xx.1525 hinzugefügt werden. Dem Facet selbst kann eine weitere Eigenschaft zugeordnet werden, zum Beispiel Ort mit dem Wert Żary. Daraus wird die Zusatzinformation zum Autor Michael Neander gewonnen und zwar, dass er 1525 in Żary geboren wurde. Das Topic Map Element Unter dem Element Topic Map werden alle zuvor beschriebenen Elemente gepackt. Das heißt, eine Menge von Topics, Associations, Occurrences, Scopes und Facets wird als Topic Map bezeichnet. Ein Topic Map kann selbst Scopes haben. Damit wird das Thema des im Topic Map enthaltenen Wissens von vornherein deutlich gemacht XML Topic Maps (XTM) Der zuvor beschriebene Standard ISO/IEC wurde als ein Meta-DTD modelliert. Daraus wurden verschiedene Spezifikationen abgeleitet. Eine der erfolgreichsten und meist eingesetzten ist XML Topic Map (XTM). XTM Version 1.0 wurde im Jahre 2001 von TopicMaps.org verabschiedet. Dabei wurden folgende Ziele verfolgt: Realisierung nur nötiger Eigenschaften des Topic Map Standards Dadurch Gewährleistung der Einfachheit bei der Erstellung, Pflege und Lesbarkeit Unterstützung einer Vielzahl von Anwendungen Kompatibilität zu bestehenden Standards Einfache Verbreitung übers Internet Um den XTM Aufbau verständlich zu machen, werden zuerst die Grundlagen von XML, DTD und XLink kurz erläutert. Grundlagen von XML XML - extensible Markup Language wurde 1998 mit Version 1.0 von W3C verabschiedet. XML vereinigt die Eigenschaften von SGML und HTML. 15

21 Topic Map und Topic Map-Tools XML ist eine Markup Sprache und wurde zum Austausch und zur Speicherung von Informationen gedacht. Der Vorteil von XML ist, dass es leichter als SGML zu verstehen ist, weil XML nur wesentliche Elemente des SGML Standards beinhaltet und die Einfachheit des HTML s hat. Im Vergleich zu HTML werden im XML nur reine Daten gehalten und nicht die Informationen, wie diese Daten zu präsentieren sind. Darüber entscheidet letztlich der Endbenutzer zum Beispiel mit Hilfe von XSLT oder CSS, wie die Daten dargestellt werden. Jedes XML - Dokument fängt mit Angabe der XML-Version, so wie mit der Angabe der in diesem Dokument benutzten Kodierung. <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> Die Elemente des XML - Dokuments bestehen aus so genannten Tags. Es gibt einen Anfang-Tag, der durch einen End-Tag geschlossen werden soll. Dazwischen können Daten oder weitere Elemente stehen. Hier ist ein kurzes Beispiel eines XML - Dokumentes, das die Daten von mehreren Druckschriftdokumenten beinhaltet. <DruckschriftDokumente> <DruckschriftDokument> <Titel>Sanctae linguae Hebraeae Erotemata</Titel> <DruckOrt>Basel</DruckOrt> <Autor>Michael Neander</Autor> <Schluessel> </Schluessel> </DruckschriftDokument> <DruckschriftDokument> <Titel>Portae lucis</titel> <DruckOrt>Augsburg</DruckOrt> בן אברהם גיקטילה< Autor > < Autor />יוסף <Schluessel> </Schluessel> </DruckschriftDokument> <DruckschriftDokument>... </DruckschriftDokument> </DruckschriftDokumente> Im Beispiel gezeigtes XML - Dokument besteht aus einem Root-Tag (Wurzel) mit dem Namen DruckschriftDokumente. Innerhalb des Root-Tags sind DruckschriftDokument - Elemente beschrieben, die wiederum weitere Elemente 16

22 Topic Map und Topic Map-Tools beinhalten. Diese sind die Tags, die die Namen Titel, DruckOrt, Autor und Schluessel haben, und mit den entsprechenden Werten gefüllt sind. Innerhalb eines XML Tags sind außer Namen die zusätzlichen Attribute zulässig. Zum Beispiel könnte dem Tag Autor ein Attribut geburtsort hinzugefügt werden. <Autor geburtsort="zary">michael Neander</Autor> Der Wert der Attribute muss immer in Anführungszeichen sein. XML hat eine starre hierarchische Baumstruktur. In der Abbildung 15 ist eine solche Struktur zum beschriebenen Beispiel abgebildet. Diese Abbildung wurde mit Hilfe von Altova xmlspy 1 generiert. Abbildung 15 XML Baum Grundlagen von DTD Es besteht die Möglichkeit, die Namen von Tags und die Struktur eines XML- Dokumentes fest zu definieren. Dies geschieht mit Hilfe vom Document Type Definition (DTD). DTD s sind insbesondere dann sinnvoll zu definieren, wenn das XML - Format zum Austausch von Informationen zwischen mehreren Organisationen benutzt werden soll. Ein Beispiel DTD könnte wie folgt aussehen: <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <!--DTD generated by XMLSPY v2004 rel. 4 U ( <!ELEMENT Autor (#PCDATA)> <!ATTLIST Autor geburtsort CDATA #REQUIRED> <!ELEMENT DruckOrt (#PCDATA)> <!ELEMENT DruckschriftDokument (Titel, DruckOrt, Autor, Schluessel)>

23 Topic Map und Topic Map-Tools <!ELEMENT DruckschriftDokumente (DruckschriftDokument*)> <!ELEMENT Schluessel (#PCDATA)> <!ELEMENT Titel (#PCDATA)> Für das Erstellen von DTD s werden nur wenige Schlüsselwörter benutzt, die in der Tabelle 1 erfasst sind. [DocTD] Schlüsselwort <!ELEMENT Name (#Wert)> Bedeutung Markup-Befehl: beschreibt, welche Tags in einem XML Dokument verwendet werden dürfen <!ATTLIST Elementname Attributliste> Attributliste: beschreibt die zusätzlichen Attribute innerhalb eines bestimmten Tags. <!ENTITY Referenzname Ersetzung> Substitutionselement: beschreibt eine statische Variable, die mehrfach auftretenden Definitionen innerhalb des Dokuments aufzählt. <!NOTATION name Quelle software> Datentypdeklaration: beschreibt, mit welchem Programm die deklarierten Datentypen ausgeführt werden sollen. <!-- Kommentar --> Kommentar Tabelle 1 DTD Schlüsselwörter Laut der XML Spezifikation, beginnen die Namen der XML Tags mit einem Buchstaben, Doppelpunkt oder Unterstrich und können anschließend weitere solchen Zeichen, sowie auch Ziffern, Punkte und Bindestriche enthalten. Die Werte der Attribute werden durch die Angabe des Attribute Typs bestimmt. Jedes Attribut Typ beschreibt, welche Zeichen als Werte genommen werden dürfen. So zum Beispiel muss ein Attribut vom Typ ID, das als eindeutiger Bezeichner für ein Element dient, wie die Namen der XML Tags, mit einem Buchstaben, Doppelpunkt oder Unterstrich beginnen. Anschließend darf dieses Attribut weitere 18

24 Topic Map und Topic Map-Tools solchen Zeichen, sowie auch Ziffern, Punkte und Bindestriche enthalten. Eine weitere Einschränkung ist, dass dieses Attribut keine Leerzeichen beinhalten darf. [DmDTD] XLink XML Linking Language (XLink) Version 1.0 wurde am als ein Standard von W3C verabschiedet. XLink erlaubt, in einem XML - Dokument verschiedene Verknüpfungen (Link s) zu erstellen und zu beschreiben. (vgl. [XLink]) Beschreibung von XTM XML Topic Map (XTM) ist XML basiert, verwendet Elemente des XLink - Standards und wird durch eine DTD definiert, die auf veröffentlicht wurde. XTM erhält durch DTD eine feste Struktur. Das heißt, dass die Elemente des XTM Dokumentes bestimmte Namen haben, und es keine Möglichkeit besteht, eigene Namen zu definieren. Im Folgenden werden die Elemente des XTM Dokumentes beschrieben und deren Bedeutung erläutert. topic entspricht dem in Topic Map Standard definierten Topic Element. Nach DTD muss jedem Topic eine id zugewiesen werden. <topic id="basel"> <basename> <basenamestring>basel</basenamestring> </basename> </topic> <topic id="bartholomeus_franco"> <basename> <basenamestring>bartholomeus Franco</baseNameString> </basename> </topic> <topic id="sanctae_linguae_hebraeae_erotemata"> <basename> <basenamestring>sanctae linguae Hebraeae Erotemata</baseNameString> </basename> </topic> <topic id="michael_neander"> 19

25 Topic Map und Topic Map-Tools <basename> <basenamestring>michael Neander</baseNameString> </basename> </topic> <topic id="buch_ "> <basename> <basenamestring> </basenamestring> </basename> </topic> Die id dient der eindeutigen Referenzierung innerhalb des Topic Maps. Ein basename dient der Darstellung des Topics. Ähnlich wie beim Topic Map Standard besteht bei XTM die Möglichkeit, mehrere Namen für ein Topic zu definieren. Um den Zweck von alternativen Namen zu beschreiben, soll das variant Element verwendet werden. Dabei ist es zwingend, ein parameters Element zu definieren, das angibt, welche Rolle der alternative Name spielen soll (zum Beispiel zur Suche, Anzeige oder Sortierung). Dies wird durch ein Topic mit Hilfe von topicref Element oder durch eine externe Ressource mit Hilfe von subjectindicatorref - Element beschrieben. Das Element variantname beschreibt entweder durch resourcedata oder durch resourceref - Elementen den eigentlichen alternativen Namen. Wobei resourceref Element auf Ressource zeigt, und resourcedata Element im Gegensatz als Datencontainer dient. Das heißt, dass mit resourcedata nicht auf eine Ressource verwiesen wird, sondern die eigentliche Information abgebildet wird. Das variant - Element kann weitere variant Elemente beinhalten. <topic id="basel"> <basename> <basenamestring>basel</basenamestring> <variant> <parameters> <subjectindicatorref xlink:href=" <topicref xlink:href="#topic"/> </parameters> <variantname> <resourcedata>basileae</resourcedata> </variantname> 20

26 Topic Map und Topic Map-Tools </variant> </basename> </topic> Das, was im Topic Map Standard zur Beschreibung der Identität und des Subjekts eines Topics als Public Subject Descriptor definiert wurde, wird in XTM durch das subjectidentity Element realisiert. Dieses Element kann höchstens ein resourceref Element haben, das auf eine externe Ressource zeigt, dafür aber mehrere topicref oder subjectindicatorref Elemente beinhalten. <topic id="autor"> <subjectidentity> <subjectindicatorref xlink:href=" </subjectidentity> <basename> <basenamestring>autor</basenamestring> </basename> </topic> Wenn zwei Topics auf gleiche Ressourcen verweisen, also gleiche Identität haben, sollen diese Topics zu einem Topic zusammengefasst werden. instanceof - Element charakterisiert, zu welchem Typ ein Topic gehört. Dabei wird unterschieden, ob ein Topic oder eine externe Ressource diesen Typ beschreibt. <topic id="basel"> <instanceof> <topicref xlink:href="#druckort"/> </instanceof> <instanceof> <subjectindicatorref xlink:href="externe_ressource"/> </instanceof> </topic> Ein Topic kann zu mehreren Typen gehören, dabei wird für jeden Typ ein instanceof Element definiert. Außerdem kann instanceof Element auch zur Bestimmung des Typs von occurence -, association - und member - Elementen, die folgend näher beschrieben werden, verwendet werden. occurence Element beschreibt die Verweise auf Ressourcen, in denen das Topic vorkommt. Dies geschieht mit Hilfe von resourceref - oder resourcedata 21

27 Topic Map und Topic Map-Tools - Elementen. Eine occurence kann durch ein instanceof Element zu einem Typ zugeordnet werden, der selbst ein Topic ist. <topic id="basel"> <occurence> <basename> <basenamestring>webseite von Basel</baseNameString> </basename> <instanceof> <topicref xlink:href="#webseite"/> </instanceof> <resourceref xlink:href=" </occurence> </topic> Laut DTD kann occurence optional ein basename Element beinhalten und als Attribut eine id besitzen. association Element wird benötigt, um zwei oder mehrere Topics miteinander zu verbinden. Einem association - Element muss, wie dem topic Element, eine id zugewiesen werden. Durch instanceof Element kann der association ein Typ zugeordnet werden. Die teilnehmenden Topics in einer association werden durch member Elementen beschrieben. <association id="x1k3edjriq-468"> <instanceof> <topicref xlink:href="#verknuepfung"/> </instanceof> <member> <rolespec> <topicref xlink:href="#druckortvon"/> </rolespec> <topicref xlink:href="#basel"/> </member> <member> <rolespec> <topicref xlink:href="#gedrucktin"/> </rolespec> <topicref xlink:href="#buch_ "/> </member> </association> Jedes member Element kann folgende Elemente beinhalten: 22

28 Topic Map und Topic Map-Tools o ein oder mehrere topicref Elemente o ein oder mehrere resourceref Elemente o ein oder mehrere ressourcedata Elemente o ein rolespec Element, das die Assoziationsrolle der referenzierten Ressource definiert. Dieses Element muss entweder auf ein Topic durch topicref - Element oder auf eine Ressource durch subjectindicatorref Element verweisen. scope Element wird innerhalb der basename -, occurence - und association - Elemente zur Bestimmung des Gültigkeitsbereichs eingesetzt. <topic id="basel"> <basename> <scope> <topicref xlink:href="#de"/> </scope> <basenamestring>basel</basenamestring> </basename> <basename> <scope> <topicref xlink:href="#hebr"/> </scope> < basenamestring />בסיליאה< basenamestring > </basename> <basename> <basenamestring>basel</basenamestring> </basename> </topic> Die Zuordnung des Gültigkeitsbereichs wird durch Referenzierung auf ein Topic oder eine Ressource mit Hilfe von schon erwähnten topicref - oder resourceref - und subjectindicatorref - Elementen erreicht. mergemap Element kann benutzt werden, um zwei oder mehrere Topic Maps zu einem zusammenzufügen. Das mergemap - Element muss ein Topic Map durch das xlink:href - Attribut einbinden. <mergemap xlink:href="ein_xtm.xtm"> <topicref xlink:href="#ein_topic"> </mergemap> 23

29 Topic Map und Topic Map-Tools Es können topicref-, resourceref- oder subjectindicatorref - Elemente unter einem mergemap Element vorkommen. topicmap Element ist das Root Element eines Topic Maps. Das topicmap Element kann die zuvor beschriebenen topic -, association - oder mergemap - Elemente haben. <topicmap xml:base=" xmlns=" xmlns:xlink=" <topic id="basel">... </topic> <association id="x1k3edjriq-468">... </association> <mergemap xlink:href="ein_xtm.xtm">... </mergemap> </topicmap> Aus DTD wird ersichtlich, dass das topicmap Element zwei festgelegte Attribute hat: XTM Default Namespace xmlns mit dem Wert " und den XLink Namespace xmlns:xlink mit dem Wert " Es besteht auch die Möglichkeit, für ein topicmap Element eine id und ein Basis URI xml:base zu definieren. Änderungen im Bezug auf ISO Die wichtigsten Elemente des ISO Standards, Topic, Occurence und Association, werden in XTM wieder gefunden. Viele Unterschiede liegen in der Syntax. Zum Beispiel eine Assoziation wird im ISO Standard durch das assoc Element beschrieben. Im XTM dagegen heißt dieses Element association. Weitere wesentliche Änderungen werden im Folgenden aufgelistet: benutzt XML wird durch eine feste DTD beschrieben Facets werden durch Topics und Assoziation ersetzt 24

30 Topic Map und Topic Map-Tools Sort und Display Namen werden durch variant Element mit parameters Element beschrieben werden längere und verständlichere Namen den Elementen vergeben der Typ einer Ressource wird anhand des Elementes unterschieden bei der Referenzierung wird XLink benutzt werden nur benötigten Attribute in einem Element verwendet, der Rest wird als ein Element dargestellt XTM realisiert nur die nötigen Eigenschaften des ISO Topic Map Standards. Durch die Änderungen syntaktischer Art, vor allem durch die bessere Namensgebung, wird eine einfache Lesbarkeit erreicht und einfache Erstellung und Pflege gewährleistet. Die durch DTD fest definierte Struktur ermöglicht einen reibungslosen Austausch der XTM Dokumenten zwischen verschiedenen Anwendungen und deren Umwandlung in andere Formate. Zur Erstellung, Verarbeitung von XTM Dokumenten sowie Visualisierung der Informationen, die in diesen Dokumenten beschrieben sind, werden Softwarelösungen benötigt. Im folgenden Kapitel werden die bestehenden Softwarelösungen (Topic Map Tools) kurz vorgestellt Topic Map Tools In letzter Zeit gibt es viele Entwickler - Teams, die verschiedene Softwarelösungen zur Erstellung, Verarbeitung von XTM Dokumenten sowie Visualisierung der Informationen, die in diesen Dokumenten beschrieben sind, anbieten. Es wird ein Überblick sowohl über die kommerziellen Produkte als auch über Freeware und OpenSource Lösungen gegeben. Ontopia Ontopia AS ist eine Firma mit dem Sitz in Oslo, die die Lösungen zur Informationsund Wissensmanagement anbietet. Folgende Produkte sind kostenpflichtig und sind deswegen für die Lösung des Problems nicht geeignet: 25

31 Topic Map und Topic Map-Tools Ontopia Topic Map Engine ist ein Java basiertes Framework, das ermöglicht, Topic Map Dokumente zu laden, in einer relationalen Datenbank zu speichern, zu modifizieren und zu verwalten. Diese Engine kommt sowohl mit XTM 1.0 als auch mit ISO klar, ist plattformunabhängig und unterstützt alle Zeichensätze. Ontopia Navigator Framework ist eine Servererweiterung, die durch Java Servlets und Java Server Page(JSP) realisiert wurde. Diese Erweiterung wird dazu benötigt, die Inhalte des Topic Maps in verschiedene Formate, wie HTML, XML oder WML umzuwandeln. Ontopia bietet auch eine kostenfreie Web-Applikation Ontopia Omnigator, die auf der Basis von Ontopia Navigator Framework entwickelt wurde. Damit ist es aber nur möglich, existierende Topic Map Dokumente zu laden und diese als HTML - Dokumente in einem Web - Browser darzustellen. [Ontop] Empolis Die empolis GmbH ist einer der führenden Anbieter von unternehmensweiten Content- und Knowledge Management Lösungen. Einer der Lösungen heißt e:kms (empolis knowledge management suite) und beinhaltet ein innovatives System für Dokumentenmanagement, XML Content Management sowie Web Content Management mit flexibler Verwaltung von Metadaten, leistungsfähigem Workflow-Management sowie eine Integration in die MS Office Umgebungen. Dieses System ist Java basiert und unterstützt Topic Map Format. [Empol] Der Nachteil dabei ist, dass es nicht frei zur Verfügung steht. Mondeca Mondeca SA ist eine Softwarefirma mit dem Sitz in Paris, die die Wissensmanagement Lösungen für verschiedene Branchen anbietet. ITM (Intelligent Topic Manager) ist eine Java basierte Anwendung, die es ermöglicht, Topic Maps zu erzeugen, zu verwalten und in einer Datenbank zu speichern. Außerdem enthält ITM verschiedene Module, die Import/Export und 26

32 Topic Map und Topic Map-Tools Darstellung von Topic Maps sowie Navigation und Suche innerhalb der Topic Maps erlauben.[monde] ITM ist kommerziell und daher nicht als Lösungstool geeignet. Moresophy Moresophy GmbH mit dem Sitz in München, berät Unternehmen bei der Erzielung von Wettbewerbs- und Kostenvorteilen durch die Erhöhung der Informationsqualität. Das Produkt L4 Semantic NetWorking ermöglicht verteilte elektronische Wissensquellen zu strukturieren und mit ihren Beziehungszusammenhängen verfügbar zu machen. L4 besteht aus drei Komponenten: L4 Modeller ist ein grafisches Tool zur Modellierung der vernetzten Wissensstrukturen (Semantisches Netz). Dieses Tool verwendet XML und ist zu dem XTM Standard kompatibel. L4 Indexer erfasst Wissensquellen und erkennt die begrifflichen Bezüge. Außerdem erlaubt dieses Tool, die Suche in verschiedenen Speichermedien gleichzeitig durchzuführen. L4 Networker ist eine Entwicklungsplattform mit integrierten Diensten, wie semantische Navigation, Suche und Klassifikation von Informationen. Dieses Tool führt das mit Hilfe von L4 Modeller modellierte Wissen mit elektronischen Wissensressourcen über L4 Indexer zusammen. [Mores] Die Lösungen, die Moresophy anbietet, sind kommerziell und daher auch nicht für den Einsatz relevant. Tmproc Tmproc ist eine freiverfügbare Topic Map Engine, die Import, Export, Abfrage und Pflege von Topic Maps ermöglicht. Diese Engine implementiert ISO Standard in Python, unterstützt aber nicht XTM 1.0 Standard. [Tmpro] Da Tmproc nicht in Java, sondern in Python entwickelt wurde, ist es auch nicht zum Lösungseinsatz geeignet. 27

33 Topic Map und Topic Map-Tools SemanText SemanText ist eine Applikation, die als ein Prototyp entwickelt wurde, um zu demonstrieren, wie der ISO Standard zur Repräsentierung der semantischen Netze benutzt werden kann. Dieser Prototyp ermöglicht, eine Wissensbasis anhand der vorhandenen Topic Maps in Form eines semantischen Netzes aufzubauen und zu erweitern. SemanText soll in Zukunft ein vollfunktionsfähiges Tool zur Erstellung, Verwaltung und Darstellung/Navigation von Topic Map Dokumenten werden.[semte] Der Prototyp benutzt Tmproc Engine und ist auch in Python realisiert, daher wird der nicht als Lösung betrachtet. Nexist Nexist ist eine Java Applikation, die als ein Testumfeld zum Verstehen und zum Veranschaulichen der Idee des Topic Maps realisiert wurde. Dieses Programm gibt dem Benutzer die Möglichkeit, Topic Maps in XTM Format zu erstellen, zu verwalten und darzustellen. Außerdem ist es möglich, die existierenden XTM Dokumente einzulesen und kreierte Dokumente zu exportieren. Zur Suche innerhalb des Topic Maps und zur persistenten Speicherung wurde eine relationale opensource Datenbank HSQL 1 benutzt. Durch die Client Server Architektur wird ein gleichzeitiger Zugriff von mehreren Benutzern auf die Informationen gewährleistet. Nexist ist OpenSource und ist frei verfügbar. [Nexis] Prinzipiell ist es denkbar, einzelne Teile dieser Applikation zur Lösung einzusetzen. Da es sich aber um ein komplettes Programm handelt, wo die für die Lösung wichtige Topic Map Engine integriert ist, ist es mit einem großen Aufwand verbunden, diese Engine zu benutzen. TM4J TM4J Topic Maps for Java ist ein Projekt, das sich die Aufgabe gestellt hat, eine Reihe von Werkzeugen zur Erstellung, Verwaltung und Visualisierung der Topic 1 HypersonicSQL 28

34 Topic Map und Topic Map-Tools Maps in XTM 1.0 Standard zu entwickeln. Alle Werkzeuge sind in Java implementiert und frei verfügbar. Das Projekt besteht aus vier Unterprojekten: TM4J Engine ist ein Framework, das Import und Export von XTM Dokumenten unterstützt und die Möglichkeit bietet, die Informationen aus Topic Maps persistent in verschiedene Datenbanken zu speichern oder als Java-Objekte im Speicher zu halten. Ebenso erlaubt diese Engine, nach Informationen in Topic Maps zu suchen. TM4Web ist eine Sammlung von Werkzeugen, die es ermöglichen, basierend auf TM4J Engine, Web-Applikationen zu entwickeln. Die Web- Applikationen dienen zur Repräsentation der Informationen aus Topic Maps in Form von statischen oder dynamischen Webseiten. Panckoucke ist eine Java-Bibliothek für die Erstellung eines abstrakten Graphmodells aus einem Topic Map. Damit wird dem Entwickler eine Möglichkeit gegeben, Daten aus dem Topic Map in eine anwendungsspezifische Datenstruktur umzuwandeln. Diese Datenstruktur kann dann in verschiedenen Formaten repräsentiert werden. TMNav ist eine Java/Swing Applikation zur Navigation von Topic Maps. TMNav hat eine graphbasierte Benutzeroberfläche, die dem Benutzer eine intuitive Navigation bietet. Das Ziel dieses Unterprojekts bestand darin, ein Werkzeug zur Entwicklung eines Topic Map Navigators oder Editors zur Verfügung zu stellen und eine Beispiel Implementierung zu zeigen. TM4J ist ein OpenSource Projekt. [TM4Ja] Wie es schon erwähnt wurde, sind alle TM4J Komponenten in der Programmiersprache Java implementiert und dürfen frei benutzt werden. Zudem ist es nennenswert, dass die von TM4J entwickelte TM4J Engine eine standardisierte Schnittstelle TMAPI 1 (Topic Map Application Programming Interface) implementiert. Dadurch wird erreicht, dass die Entwickler Anwendungen schaffen, die kompatibel zu anderen TMAPI-konformen Anwendungen sind

35 TM4J (Topic Map for Java) TM4J wurde als ein geeignetes Tool für die Lösung ausgewählt und wird im nächsten Kapitel näher beschrieben. 1.3 TM4J (Topic Map for Java) Beschreibung von TM4J TM4J wurde im Jahre 2001 unter Führung von Kal Ahmed als ein OpenSource Projekt gestartet. Kal Ahmed spezialisiert sich auf Wissensmanagement Lösungen und XML. Er beschäftigte sich viel mit Topic Maps, war sowohl ein gründendes Mitglied des TopicMaps.org 1 Konsortiums als auch ein Mitwirkender bei der Entwicklung des XTM 1.0 Standards. TM4J Engine (Framework) ist das Herzstück des Projektes TM4J. Dieses Framework wird zur Entwicklung der Topic Map basierten Anwendungen benutzt. Die wichtigsten Funktionen zur Verwaltung von Topic Maps sind bereits im Framework implementiert. Die Möglichkeiten, die dieses Framework einem Entwickler bietet, sind: Import und Export der Topic Map Dokumenten im XTM 1.0 Format Zusammenfügen von zwei oder mehreren XTM Dokumenten, auch Mergen genannt Erzeugen eines Fragments aus dem XTM - Dokument Persistente Speicherung von Topic Map Dokumenten Integration von Web-Anwendungen Eine Schnittstelle zur Programmierung von benutzerspezifischen Java- Anwendungen Ein Teil der oben beschriebenen Features von TM4J, sowie weitere Funktionen können als Kommandozeile - Anwendungen ausgeführt werden. Diese Anwendungen werden später näher beschrieben

36 TM4J (Topic Map for Java) Installation, Konfiguration und Einsatz von TM4J Zur Installation von TM4J wird vorausgesetzt, dass eine Java Virtual Maschine auf einem System vorhanden ist. Das heruntergeladene Archiv tm4j-bin-x.x.x.zip 1 (x.x.x steht für eine Versionsnummer, zum Beispiel 0.8.2) soll in das gewünschte Verzeichnis entpackt werden. Um TM4J-Engine nutzen zu können, soll laut Dokumentation eine Umgebungsvariable gesetzt werden. Wenn zum Beispiel TM4J Engine unter Windows in das Verzeichnis C:\Development\ entpackt wurde, dann wird der Eintrag wie folgt lauten: set TM4J_HOME=C:\Development\tm4j set PATH=%TM4J_HOME%\bin;%PATH% unter Linux wird es mit Hilfe des export - Befehls gesetzt: export TM4J_HOME ~/Development/tm4j export PATH=$TM4J_HOME/bin:$PATH Das Setzen der Umgebungsvariable ist insbesondere dann wichtig, wenn die Kommandozeile-Anwendungen genutzt werden sollen. Kommandozeile-Anwendungen Die Entwickler von TM4J Engine haben die wichtigsten Funktionen zur Verarbeitung der Topic Maps in Form von Kommandozeile Anwendungen zur Verfügung gestellt. Diese werden folgend mit ihren Optionen beschrieben. Merge ist ein Tool zum Zusammenfügen von zwei oder mehreren Topic Map Dokumenten in XTM 1.0 Format und zur Ausgabe des Resultates auf dem Bildschirm oder, wenn eingegeben, in ein neues Topic Map Dokument. Mit folgendem Befehl wird Merge-Tool aufgerufen: merge [OPTION]... [FILE [-b --baseuri uri]... Die Optionen sind nicht zwingend erforderlich. 1 Die aktuelle Version kann unter heruntergeladen werden. 31

37 TM4J (Topic Map for Java) In der Tabelle 2 sind alle Optionen des Merge Tools und deren Beschreibungen aufgelistet. Option Bezeichnung Beschreibung -o output-file schreibt in ein vorgegebenen File (bei nicht verwenden wird die Ausgabe auf dem Bildschirm ausgegeben) -d include -doctype fügt ein XTM1.0 DTD in den erzeugten Topic Map Dokument hinzu (bei nicht verwenden wird kein DTD hinzugefügt) -S system-id bestimmt den Systembezeichner (bei nicht verwenden wird genommen) -P public-id bestimmt den öffentlichen Bezeichner (bei nicht verwenden wird -//TopicMaps.Org//DTD XML Topic Map (XTM) 1.0//EN genommen) -B output-base-uri benutzt den eingegebenen base URI, wenn xml:base Element fehlt (bei nicht verwenden wird file:/aktuelles Verzeichnis genommen) -e encoding benutzt die eingegebene Zeichenkodierung für die Ausgabe (bei nicht verwenden wird UTF-8 Kodierung verwendet) -I indentation bestimmt wie viele Leerzeichen bei der Ausgabe zum Einrücken benutzt werden sollen (bei nicht verwenden sind es zwei Leerzeichen) -F factory benutzt die eingegebene topic map provider factory Klasse (bei nicht verwenden wird org.tm4j.topicmap.memory.topicmapproviderfac toryimpl Klasse benutzt) 32

38 TM4J (Topic Map for Java) -n nomerge ignoriert <mergemap> und <topicref> Elemente beim zusammenfügen der Topic Map Dokumenten -c consistent eliminiert doppelte Namen, Associationen und Occurencen aus dem Topic Map Dokument entsprechend der XTM 1.0 Vorschriften -? help gibt eine Liste der Optionen und deren Beschreibungen aus Tabelle 2 Merge Optionen Stats ist ein Tool, das nützliche statistische Informationen zu einem Topic Map Dokument liefert und wird mit folgendem Befehl ausgeführt: stats [options] [input_xtm tm_base_loc] [input_xtm tm_base_loc]... Wie bei Marge Tool sind bei Stats Tool die Optionen auch nicht zwingend erforderlich. In der Tabelle 3 sind alle Optionen des Stats Tools und deren Beschreibungen aufgelistet. Option Bezeichnung Beschreibung -v verbose erzeugt eine ausführliche Statistik -m minimal erzeugt eine minimale Statistik und gibt diese in XML Format aus -o output-file schreibt die Ausgabe in ein vorgegebenen File (bei nicht verwenden wird die Ausgabe auf dem Bildschirm ausgegeben) -p processor-class bestimmt die Klasse der Prozessor Engine, die verwendet werden soll(wenn nicht verwendet wird org.tm4j.topicmap.cmd.defaultstatsprocesor verwendet) 33

39 TM4J (Topic Map for Java) -n nomerge ignoriert <mergemap> und <topicref> Elemente beim erzeugen der Statistik Tabelle 3 Stats Optionen Fragment ist ein Tool, das zum Erzeugen eines kleinen Topic Map Dokumentes aus dem großen Topic Map Dokument dient. Mit folgendem Befehl wird Fragment-Tool ausgeführt: fragment [options]... [FILE [-b --baseuri uri]... Bei dem Fragment Tool sind die Optionen nicht zwingend erforderlich, außer der Eingabe O, oder I, oder S Optionen. In der Tabelle 4 sind alle Optionen des Fragment Tools und deren Beschreibungen aufgelistet. Option Bezeichnung Beschreibung -O object-id bestimmt die ID eines Topics, zu dem ein Fragment erstellt werden soll -I subject-indicator bestimmt das subject-indicator URI, das auf ein Topic zeigt, zu dem ein Fragment erstellt werden soll -S subject bestimmt das subject URI, das auf ein Topic zeigt, zu dem ein Fragment erstellt werden soll -r radius bestimmt den Radius des zu erzeugenden Fragmentes. Beim Radius 0 wird nur das Topic, zu dem das Fragment erzeugt werden soll, eventuell mit seinem Typ kopiert. Beim Radius 1 werden zusätzlich die Assoziationen und assoziierte Topics in das Ausgabefragment mitkopiert. Je größer der Radius, desto mehr Topics und Assoziationen mitkopiert werden. 34