HS: Information Retrieval PD Dr. K. Haenelt WS 2003/04. Referent: Youssef Sammari. Semantic Web

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1 Semantic Web HS: Information Retrieval PD Dr. K. Haenelt WS 2003/04 Referent: Youssef Sammari Semantic Web WS 03/04 Inhalt -I- Motivation + Ziel S.3 Struktur des SW S.4 URI S.5 XML S.6 RDF/XML -I- S.7 RDF/XML -II- S.8 Ontologien -I- S.9 Ontologien -II- S.10 RDFS -I- S.11 RDFS -II- S.12 RDFS -III- S.13 RDFS -IV- S.14 RDFS -V- S.15 RDFS -VI- S.16 Semantic Web 1

2 Inhalt -II- DAML+OIL -I- S.17 DAML+OIL -II- S.18 OWL -I- S.19 OWL -II- S.20 Inference + Proof S.21 Sicherheit S.22 Fazit S.23 Literatur und Links S.24 Semantic Web 2 Motivation + Ziel Motivation Heutiges Web stellt eine unüberschaubare Fülle an Inhalten und Informationen zur Verfügung Suchmaschinen stellen nur eine unzureichende und unbefriedigende Methode zur Informationsbeschaffung Daten im Internet sind nicht maschinenverständlich Ziel Informationen mit einer semantischen Struktur versehen und damit maschinenverständlich machen Semantic Web 3

3 Struktur des SW Trust Rules Rules Proof Doc. Doc. Data Data Data Data Ontology vocabulary RDF / RFDS Logic Digital Signature XML / Namespaces / XML Schema Unicode Uniform Resource Identifier Quelle: Semantic Web 4 URI Uniform Resource Identifier Bezeichner in einem standardisierten Format für Ressourcen oder Objekte. URIs sind eindeutige Namen einer Ressource im Netz Jeder kann eigene URIs definieren und verwenden URL (Uniform Resource Locator) ist bekannteste und gebräuchlichste Form der URI Semantic Web 5

4 XML extensible Markup Language Werkzeug bzw. Methode um Metadaten, so genannte Tags frei zu definieren Tags sind nichtsichtbare Markierungen in Dokumenten, die von Maschinen interpretiert werden können Aber XML dient lediglich dazu, Webseiten zu strukturieren XML kann keine Aussagen über Ressourcen machen Semantic Web 6 RDF/XML -I- Resource Description Framework RDF bildet Grundlage des Semantic Web Standard-Modell zur Repräsentation von Metadaten Möglichkeit zur einfachen und flexiblen Formulierung von Aussagen über beliebige Ressourcen Konstruktion von einfachen semantischen Netzen Darstellung von Aussagen (Statements) : Creator PersonX <Subjekt> <Prädikat> <Objekt> Semantic Web 7

5 RDF/XML -II- Bsp.: xy ist der Urheber der Website <rdf:rdf xmlns:rdf=" xmlns:bsp=" <rdf:description about=" <Bsp:Creator> xy </Bsp:Creator> <Bsp:Title> Semantic Web </Bsp:Title> </rdf:rdf> Semantic Web 8 Ontologien -I- Def. in KI: "Konzeptualisierung einer bestimmten und exakt abgegrenzten Anwendungsdomäne" Ontologie besteht aus einer Taxonomie und einer Liste von Schlussregeln Definiert Objektklassen und zwischen ihnen bestehende Relationen Die Grundlage bilden Thesauri bzw. kontrollierte Vokabulare Bsp.: Genealogische Beziehungen zwischen Menschen Semantic Web 9

6 Ontologien -II- Vorteile Informationen können anwendungsunabhängig in einer Ontologiesprache beschrieben und bei Bedarf in Zielsprachen übersetzt werden Definiertes Grundvokabular dient als Basis zur Entwicklung von Software Ermöglicht gemeinsamen Zugriff auf explizit spezifiziertem Vokabular und erlaubt somit Interoperabilität! Möglichkeit zur Ontologie-basierter Suche " Ontologie-Sprachen " RDFS " DAML+OIL " OWL " SHOE Semantic Web 10 RDFS -I- RDF Schema Schema = Beschreibungssprache für Eigenschaften RDFS bietet Möglichkeit zur Beschreibung der Eigenschaften von Ressourcen Möglichkeit der Bildung von Klassen sowie das Einschränken des Wertebereichs und der Domäne von Ressourcen Semantic Web 11

7 RDFS -II- Modell-Struktur RDFS Resource Class rdfs:resource rdfs:class rdf:property rdfs:constraintproperty rdfs:literal Property rdf:type rdfs:subclassof rdfs:subpropertyof rdfs:comment rdfs:label rdfs:seealso rdfs:isdefinedby ConstraintProperty rdfs:range rdfs:domain Quelle: Semantic Web 12 RDFS -III- Beispiel-Ontologie I <rdf:rdf xml:lang="de" xmlns:rdf=" xmlns:rdfs=" <rdf:description ID="Mensch"> <rdf:type resource=" <rdfs:subclassof rdf:resource=" <rdf:description ID="Mann"> <rdf:type resource=" <rdfs:subclassof rdf:resource="#mensch"/> <rdf:description ID="Frau"> <rdf:description ID="ElternTeil"> <rdf:type resource=" <rdfs:subclassof rdf:resource="#mensch"/> </rdf:rdf> Semantic Web 13

8 RDFS -IV- Beispiel-Ontologie II <rdf:rdf xml:lang="de" xmlns:rdf=" xmlns:rdfs=" <rdf:description ID="vaterVon"> <rdf:type resource=" <rdfs:domain rdf:resource="#mann"> <rdfs:range rdf:resource="#mensch"> <rdf:description ID="mutterVon"> <rdf:type resource=" <rdfs:domain rdf:resource="#frau"> <rdfs:range rdf:resource="#mensch"> </rdf:rdf> Semantic Web 14 RDFS -V- Beispiel-Ontologie III <rdf:rdf xml:lang="de" xmlns:rdf=" xmlns:rdfs=" xmlns:xy=" <rdf:description about=" <rdf:type resource=" <xy:#vatervon> yz</"vatervon"> </rdf:rdf> Semantic Web 15

9 RDFS -VI- RDF / RDFS - Anwendungen Dublin Core 15 Metadatenelemente zur inhaltlichen und formalen Beschreibung von Internetquellen, um verbesserte Indizierung und verbessertes Retrieval zu erreichen PICS ( Platform for Internet Content Selection) Inhaltsbewertung von Internet-Seiten, Bsp.: Filtersoftware für kindergeeignete Web-Seiten Mozilla Daten, z. B. History werden als RDF gespeichert Semantic Web 16 DAML+OIL -I- OIL ( Ontology Inference Layer) Projekt der ITS (Information Society Technologies) mit dem Ziel webbasierendes Wissen effizient und verständlich aufzubereiten DAML (Darpa Agent Markup Language) Projekt der US-Regierung mit dem gleichen Ziel wie OIL Erweiterung von RDF/S Syntax wie RDFS Semantic Web 17

10 DAML+OIL -II- Funktionsumfang von DAML+OIL " Erweiterte Einschränkung " Einschränkung eines Attributes auf True / False " Vereinigung- und Schnittmengenbildung " Daml:UnionOf " Daml:intersectionOf " Einschränkungen über Werte und Klassen " Daml:hasValue " Daml:hasClass " Transitive Verknüpfung " Daml:TransitiveProperty Semantic Web 18 OWL -I- Ontology Web Language Von W3C standardisierte Ontologiesprache Basiert auf RDF und RDFS Nachfolger von DAML+OIL Beschreibungslogik bildet formale Grundlage 3 Versionen verfügbar OWL Lite OWL DL OWL Full Semantic Web 19

11 OWL -II- OWL-Syntax <owl:class about="#mensch> <rdfs:subclassof rdf:resource="#säuger"/> <owl:restriction> <owl:onproperty rdf:resource="#hatbein"/> <owl:cardinality>2</owl:cardinality> </owl:restriction> </rdfs:subclassof> </owl:class> OWL-Anwendungen # Wine Agent # Portierung DAML+OIL Anwendungen möglich Semantic Web 20 Inference + Proof Inferenzsysteme erlauben es, aus bestehenden Informationen neue Fakten abzuleiten Fähigkeit mittels Proof zu testen/beweisen, ob korrekt abgeleitet wird Grundlage hierfür sind sog. Logic rules (Logik-Regeln) die es erlauben, logische Konzepte zu definieren Konzept der Agenten Bislang keine Spezifikationen seitens W3C Verfügbare Inferenzsysteme für Beschreibungslogiken: " Fact " RACER " BOR Semantic Web 21

12 Sicherheit Semantic Web darf nicht zu restriktiv sein "Im Internet kann jeder über jeden alles sagen" Welche Quellen sind vertrauenswürdig?! Digitale Signaturen! Web of trust W3C hat noch keine konkreten Spezifikationen diesbezüglich festgelegt Semantic Web 22 Fazit Fazit und Ausblick # SW erlaubt Struktur der Daten mittels RDF # Schemata und Ontologien ermöglichen es Daten mit Struktur und Bedeutung zu versehen und Beziehungen mit anderen Daten herzustellen # Entsprechende Anwendungen erlauben schon heute Informationen im Web zu verarbeiten # Offene Standards führen zu einer einfache Erweiterbarkeit des SW # RDF und XML haben große Akzeptanz bei Industrie und Forschung Kritik # Noch sind nicht alle Spezifikationen konkretisiert und realisiert # RDF ist für Massenanwendungen zu abstrakt # Entwurf von Ontologien nicht trivial Semantic Web 23

13 Literatur und Links W3C Semantic Web "The Semantic Web" (Scientific American Artikel) Seminar : Semantic Web (TU München) Artikel, Links zu Semantic Web (KI) "Fahrt in die Havel" (Artikel zu DAML+ OIL in XML & Web Services Magazin Ausgabe: ) RDF RDFS OWL DAML Dublin Core PICS KAON : Semantic Web und Ontologie Projekt der Uni-Karlsruhe Semantic Web 24

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