Agenda. Datenauszeichnung mit RDF. Rahmen für semantische Technologien. XML als Basis-Technologie. Wiederholungsübung XML

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Leopold Morgenstern
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1 Agenda Datenauszeichnung mit RDF Rahmen für semantische Technologien XML als Basis-Technologie Wiederholungsübung XML Grafische Datenmodellierung mit RDF XML-Syntax für RDF Übung RDF/XML Turtle-Syntax für RDF Datentypen und leere Knoten Dr. Vera Meister Folie 1

Unzugänglichkeit impliziten Wissens Lösungsansatz Semantic Web 1. Maschinen-verarbeitbare a-priori-auszeichnung 2.

2 Rahmen für semantische Technologien Probleme im traditionellen Web 1. Auf Menschen als Endnutzer ausgerichtet 2. Zeichenketten-basierte Suche 3. Heterogenität (Kodierung, Sprachen, Aufbau) 4. Fehlende Informationsintegration 5. Unzugänglichkeit impliziten Wissens Lösungsansatz Semantic Web 1. Maschinen-verarbeitbare a-priori-auszeichnung 2. Semantisch angereicherte Suche 3. Flexible und erweiterbare Standards 4. Interoperabilität durch offene Standards 5. Inferenzmethoden zur Ableitung impliziten Wissens Dr. Vera Meister Folie 2

Semantische Technologien Wissensrepräsentationssprachen für Ontologien Methoden und Werkzeuge zur Erstellung, Wartung und Anwendung von

3 Semantische Technologien Wissensrepräsentationssprachen für Ontologien Methoden und Werkzeuge zur Erstellung, Wartung und Anwendung von Ontologien Wissensmanagement Medieninformatik Datenintegration Kognitive Systeme Maschinelles Lernen Bioinformatik Dr. Vera Meister Folie 3

XML als Basis-Technologie + durch Maschinen

eindeutige Bezeichner, Referenzen, Namensräume

4 XML als Basis-Technologie + durch Maschinen verarbeitbar + flexibler, erweiterbarer Standard + Interoperabilität / Plattformunabhängigkeit o schwache Semantik hierarchische Baumstruktur eindeutige Bezeichner, Referenzen, Namensräume Auflösung in gerichtete Graphen Dr. Vera Meister Folie 4

5 Semantic Web Layercake Diagramm Dr. Vera Meister Folie 5

6 Übung XML Benennen Sie alle im Beispiel dargestellten XML-Syntax-Elemente. Dr. Vera Meister Folie 6

7 Datenbankkonzepte im Vergleich RDF (Resource Description Framework) definiert eine graphbasierte DB. Quelle: Tutorial auf LinkedDataTools.com, Dr. Vera Meister Folie 7

Faktennetz Fallstudie Crema 2010 Universal AG Crema 2010 Geschäftsbereich Küchengeräte Abteilung Wasserkocher AP Filter Projekt Crema 2010 entwickelt Heizkessel 2010 Heizkesseldichtung veschmutzt

8 Faktennetz Fallstudie Crema 2010 Universal AG Crema 2010 Geschäftsbereich Küchengeräte Abteilung Wasserkocher AP Filter Projekt Crema 2010 entwickelt Heizkessel 2010 Heizkesseldichtung veschmutzt Abteilung Kaffeemaschinen beschäftigt leitet hat Expertise in Paula Person AP Heizkessel Entkalkung Fehler tritt auf bei Fehler tritt auf bei Heizkesseldichtung HD-20X Heizkesseldichtung veschlissen Dr. Vera Meister Folie 8

9 Beispiel eines Graphen Aussagen: a) Paula Person ist eine Mitarbeiterin. b) AP Heizkessel ist ein Projekt-Arbeitspaket. c) Paula Person leitet das AP Heizkessel. AP Heizkessel leitet Paula Person Dr. Vera Meister Folie 9

10 Elementarer Daten-Graph Mitarbeiter Projekt- Arbeitspaket Typ c) a) b) leitet Typ Entität 1 Entität 2 Name Name Paula Person AP Heizkessel Dr. Vera Meister Folie 10

11 RDF-Triples für den Graphen Grundform: Subjekt Prädikat Objekt Entität 1 (hat) Typ Mitarbeiter Entität 1 (hat) Name Paula Person Entität 1 leitet Entität 2 Entität 2 (hat) Typ Projekt-Arbeitspaket Entität 2 (hat) Name AP Heizkessel Dr. Vera Meister Folie 11

12 XML-Syntax für RDF 01 <?xml version= 1.0 encoding= utf-8?> <rdf:rdf 04 xmlns:rdf= 05 xmlns:uni= > <rdf:description rdf:about= > 08 <uni:typ rdf:resource= /> 09 <uni:name>paula Person</uni:Name> 10 <uni:leitet rdf:resource= /> 11 </rdf:description> <rdf:description rdf:about= > 14 <uni:typ rdf:resource= /> 15 <uni:name>ap Heizkessel</uni:Name> 16 </rdf:description> </rdf:rdf> Dr. Vera Meister Folie 12

13 URIs als eindeutige Bezeichner Uniform Resource Identifier grundlegende Web-Technologie Generische Syntax: URI = scheme ":" hier-part [ "?" query ] [ "#" fragment ] Für die Referenz des RDF-Syntax-Vokabulars: rdf:description Für die Identifikation der Daten und ihrer Relationen (Ressourcen): uni:typ rdf:resource= Dr. Vera Meister Folie 13

14 RDF Validierung Dr. Vera Meister Folie 14

15 RDFBase-Package - Graph Data Model Quelle: Ontology Definition Metamodel der OMG, Dr. Vera Meister Folie 15

16 RDF Leistungsumfang System zur formalen Beschreibung von Ressourcen basiert auf dezentralem Datenmodell: gerichteter Graph RDF kodiert Aussagen in der Form: Subjekt Prädikat Objekt (= Tripel) Menge aller Tripel bildet Graph Reihenfolge ohne Bedeutung Identifikation von Ressourcen durch URIs Basis für Austauschbarkeit Repräsentationsformate: RDF/XML, RDF/N3, RDF/Turtle semantische Erweiterungen durch RDFS, OWL, Metadaten, Vokabulare viele freie RDF Stores (Triple Stores) verfügbar Dr. Vera Meister Folie 16

17 Übung RDF/XML Wählen Sie einen anderen kleinen Abschnitt aus dem Faktennetz zur Fallstudie Crema 2010 (Folie 8). Kodieren Sie diesen Netzabschnitt in RDF/XML. Prüfen Sie (wenn möglich) den Code auf Wohlgeformtheit und RDF-Validität. Dr. Vera Meister Folie 17

Turtle-Syntax für RDF <http://univera.de/km-fs#pperson> <http://univera.de/km-fs#typ> <http://univera.de/km-fs#mitarbeiter>.

de/km-fs#apcr10-x314>. <http://univera.de/km-fs#apcr10-x314> <http://univera.de/km-fs#typ> <http://univera.de/km-fs#projekt-ap>.

18 Turtle-Syntax für RDF < < < < < Paula Person. < < < < < < < < AP Heizkessel. Dr. Vera Meister Folie 18

19 Syntaktische Abkürzungen in uni: < uni:pperson> uni:typ uni:mitarbeiter ; uni:name Paula Person ; uni:leitet uni:apcr10-x314. uni:apcr10-x314 uni:typ uni:projekt-ap ; uni:name AP Heizkessel. Verwendung von Namensräumen Kombination von Tripeln mit gleichem Subjekt auch Kombination von Tripeln mit gleichem Subjekt und Prädikat möglich (Trennung der Objekte durch Kommata) Abkürzungen sind nicht Bestandteil der W3C-Syntax N-Triples bessere Tool-Unterstützung und Programmbibliotheken für XML Dr. Vera Meister Folie 19

20 Datentypen in RDF bisher: Literale ungetypt, wie Zeichenketten behandelt (also z. B.: "02"<"100"<"11"<"2") Typung erlaubt besseren (semantischen = bedeutungsgemäßen) Umgang mit Werten Datentypen werden durch URIs identifiziert und sind im Prinzip frei wählbar häufig: Verwendung von xsd-datentypen Syntax: "Datenwert"^^Datentyp-URI Dr. Vera Meister Folie 20

21 Datentypen in RDF-Graphen Paula Person ^^ ^^ Dr. Vera Meister Folie 21

Datentypen in RDF/XML und Turtle <rdf:description rdf:about= http://univera.de/km-fs#pperson > <uni:name rdf:datatype= http://www.w3.

22 Datentypen in RDF/XML und Turtle <rdf:description rdf:about= > <uni:name rdf:datatype= > Paula Person </uni:name> <uni:gebtag rdf:datatype= > </uni:gebtag> </rdf:description> RDF/XML RDF/Turtle < < Paula Person ^^xsd:string ; < ^^xsd:date. Dr. Vera Meister Folie 22

23 Leere Knoten leere Knoten (blank nodes, bnodes) für Ressourcen, die nicht benannt werden müssen (z. B. Hilfsknoten) können als Existenzaussagen gelesen werden Syntax als Graph: Dr. Vera Meister Folie 23

24 Syntax für leere Knoten <rdf:description rdf:about= > <uni:hattelefon rdf:nodeid= id1 /> </rdf:description> <rdf:description rdf:nodeid= id1 > <uni:festnetz> </uni:festnetz> <uni:mobil> </uni:mobil> </rdf:description> uni: < uni:pperson uni:hattelefon _:id1. _:id1 uni:festnetz ; uni:mobil RDF/Turtle Dr. Vera Meister Folie 24

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