03 RDF - Semantic Web Technologien WS2010/11

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VorlesungDr. Harald Sack

Hasso-Plattner-Institut für SoftwaresystemtechnikUniversität Potsdam

Wintersemester 2010/11

Semantic Web Technologien

Blog zur Vorlesung: http://web-flakes.blogspot.com/

Montag, 22. November 2010

http://web-flakes.blogspot.com/


Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam

2

Semantic Web Technologien Wiederholung



3 1. Einführung

2. Semantic Web BasisarchitekturDie Sprachen des Semantic Web - Teil 1

3. Wissensrepräsentation und LogikDie Sprachen des Semantic Web - Teil 2

4. Ontology Engineering

5. Linked Data und Semantic Web Anwendungen

Semantic Web Technologien Vorlesungsinhalt



Semantic Web Architektur4


URI / IRI

XML / XSDData Interchange: RDF

RDFS

Ontology: OWL Rule: RIF

Query:SPARQL

Proof

Unifying Logic

Cry

pto

Trust

Interface & Application



5




6


2.1. Uniform Resource Identifier - URI

2.2. XML und XMLSchema

2.3. Resource Description Framework - RDF

2.4. RDF Schema

2.5. Wie kommt die Semantik ins WWW?

2.6. Abfragesprache SPARQL

2.7. Warum reicht RDF(S) noch nicht aus?




7

2. Semantic Web Basisarchitektur2.3 Resource Description Framework - RDF

Tim Berners-Lee: W3 future directions, Plenary at 1st WWW Conference, 1994, Geneva (Switzerland)



7


Tim Berners-Lee: W3 future directions, Plenary at 1st WWW Conference, 1994, Geneva (Switzerland)

To a computer, then, the web is a flat, boring world devoid of meaning. This is a pity, as in fact documents on the web describe real objects and imaginary concepts, and give particular relationships between them. For example, a document might describe a person. The title document to a house describes a house and also the ownership relation with a person. [...]


Wissensrepräsentation - ein Beispiel■ Wie repräsentiere ich folgende Aussage:

„Harald Sack hat die Telefonnummer ++49 (331) 5509-527“


8






8

<telefonnr> <inhaber>Harald Sack</inhaber> <nummer>++49 (331) 5509-527</nummer></telefonnr>






8


<person name=“Harald Sack“> <telefonnr>49 (331) 5509-527</telefonnr></person>






8



<person name=“Harald Sack“ tel=“49 (331) 5509-527“ />






8



<person name=“Harald Sack“ tel=“49 (331) 5509-527“ />

Problem: intuitive Form der Wissensmodellierung?




9 Wissensrepräsentation■ Wie repräsentiere ich folgende Aussage:


■ Intuitive Form der Wissensrepräsentation mit Hilfe von gerichteten Graphen




9 Wissensrepräsentation■ Wie repräsentiere ich folgende Aussage:


■ Intuitive Form der Wissensrepräsentation mit Hilfe von gerichteten Graphen

Harald Sackhat Telefonnr.

++49 (331) 5509-527




10Wissensrepräsentation und Kommunikation

Senderverwendet Schema A

Empfängerverwendet Schema A

XML-basierte Kommunikation

verwendet Schema A

XML-Parser

Conceptual Domain ModelObjects and Relations

<xsd:schema xmlns:xsd="http://..."><xsd:annotation> A-Schema</xsd:...</xsd:schema>

XML DTD / XML Schema

wird übersetzt in

Deployment




11 Wissensrepräsentation und Kommunikation■ Problem: neue Kommunikationspartner können sich nicht verstehen

Senderverwendet Schema A

Empfängerverwendet Schema A

XML-basierte Kommunikation

verwendet Schema A

XML-Parser

NeuerKommunikationspartner

verwendet Schema B

NeuerKommunikationspartnerverwendet Schema C

???

??? ???




12 Wissensrepräsentation und Kommunikation■ Modelle müssen untereinander angepasst werden

Reengineering deskonzeptionellen

Modells

Matching

XML DocumentTranslation

Generation (XSLT)

XML DocumentTranslation

Schemata A <-> B

<xsd:schema xmlns:xsd="http://..."><xsd:annotation> A-Schema</xsd:...</xsd:schema>

<xsd:schema xmlns:xsd="http://..."><xsd:annotation> B-Schema</xsd:...</xsd:schema>

Schema A Schema B

<xsl:stylesheet version="1.0”xmlns:xsl="http://....Transform"<xsl:template match="/">....</xsl:template></xsl:stylesheet>

<xsl:stylesheet version="1.0”xmlns:xsl="http://....Transform"<xsl:template match="/">....</xsl:template></xsl:stylesheet>




13 Wissensrepräsentation und Kommunikation■Modelle müssen untereinander angepasst werden

■ Probleme:

□ Reengineering ist kostenaufwändig und kompliziert

□ Reengineering ist unnötig, wenn konzeptionelle Definitionssprache verwendet wird

□Generierung von Übersetzungen (XSLT) ist ebenfalls aufwändig und unnötig





■ Probleme:




Nutze abstrakte Ebene oberhalb von XML





■ Probleme:




Nutze abstrakte Ebene oberhalb von XML

Resource Description Framework (RDF)• einfach und erweiterbar




14Wissensrepräsentation im Semantic Web

Level 1(Objekte)

XMLXMLSchema





Level 1(Objekte)

XMLXMLSchema

RDFRDFSchema

Level 2(Wissen über

Objekte)





Level 1(Objekte)

XMLXMLSchema

RDFRDFSchema

Level 2(Wissen über

Objekte)

Level 3(abgeschlossene

Welten)

OWL




Semantic Web Architektur15

URI / IRI

XML / XSDData Interchange: RDF

RDFS

Ontology: OWL Rule: RIF

Query:SPARQL

Proof

Unifying Logic

Cry

pto

Trust

Interface & Application




16

http://hpi-web.de/harald-sack.htm http://hpi-web.de/ws1011/semanticweb.htm

WebPage

URL



http://hpi-web.de/ws0910/semanticweb.htm



16


WebPage

URL

Annotation <swrc:Dozent rdf:ID=„hs1"><swrc:name>Harald Sack</swrc:name>

...</swrc:Dozent >

<swrc:betreut rdf:resource ="http://hpi-web.de/ws1011/sw#sw"/>

<swrc:Vorlesung rdf:ID=“sw"><swrc:titel>Semantic Web</swrc:titel> ...</swrc:Vorlesung >

Links haben explizite Bedeutung!





http://hpi-web.de/WS0910/sw#



16


WebPage

URL

Person Lehrveranstaltung

Dozent

rdfs:subClassOf

Vorlesung

rdfs:subClassOfbetreut

rdfs:domain

rdfs:range

Ontologie

rdfs:typerdfs:typeAnnotation <swrc:Dozent rdf:ID=„hs1">

<swrc:name>Harald Sack</swrc:name>

...</swrc:Dozent >

<swrc:betreut rdf:resource ="http://hpi-web.de/ws1011/sw#sw"/>

<swrc:Vorlesung rdf:ID=“sw"><swrc:titel>Semantic Web</swrc:titel> ...</swrc:Vorlesung >

Links haben explizite Bedeutung!








17

Resource■ kann prinzipiell alles sein...

■ Hauptsache es lässt sich eindeutig identifizieren und referenzieren

■ ...am einfachsten via URI


Resource Description Framework



18

Description■ = Beschreibungen der Ressourcen

■ ...werden durch Beziehungen verdeutlicht, die Ressourcen untereinander besitzen

■ ...Beziehungen lassen sich in einem Graphen darstellen





19

Framework■ = Kombination aus web-basierten Protokollen (URI, HTTP, XML,...)

■ aufbauend auf formalem Modell (Semantik)

■ definiert die erlaubten Beziehungen zwischen Ressourcen





20 Resource Description Framework – RDF■Ursprünglich entwickelt zur Angabe von Metadaten für

Web-Ressourcen

■ 1995-1997: proprietäres Meta Content Framework (Netscape)

■ 1997 RDF als allgemeine Sprachdefinition für Metadaten, W3C Draft

■ 1998 erste RDF W3C Recommendation (http://www.w3c.org/RDF)

■ 2004 überarbeitete RDF W3C Recommendation

■ Festlegung einer XML-Untermenge mit fest vorgeschriebener Semantik (machine readable → machine understandable)

■ Syntaktische Konvention eines einfachen, universellen semantischen Datenmodells

■ RDF ist geeignet zur Beschreibung aller möglichen Web-Ressourcen

■mit RDF soll ein möglichst hohes Maß an Interoperabilität ermöglicht werden



Resource Description Framework - RDF• definiert Datenmodell zur Beschreibung maschinen-

verarbeitbarer Semantik von Daten

• erlaubt Assoziation einfacher Semantik mit verwendeten Elementen


21

Objekt(Resource)

URI







21

Objekt(Resource)

Eigenschaften(Properties)

URI







21

Objekt(Resource)


Wertzuweisungen(Resource / Literal)

URI







21

Aussage(Statement)

Objekt(Resource)


Wertzuweisungen(Resource / Literal)

URI




22

Resource Description Framework - RDF• Ressourcen:

Dinge/Objekte, die über eine URI adressiert werden können

• Properties:Attribute/Eigenschaften zur Beschreibung der Ressource

• Statements (RDF-Tripel):Ressource + Property + zugehöriger Wert

T(subject, property, object)




23 Bestandteile des RDF-Graphen• URI:

• Zur eindeutigen Referenzierung von Ressourcen

• Literale:

• beschreiben Datenwerte, denen keine separate Existenz zukommt

• Zeichenketten, Interpretation erfolgt durch Datentyp

• Leere Knoten:

• Erlauben Existenzaussagen über ein Individuum mit gewissen Eigenschaften, ohne dieses zu benennen

http://hpi-web.de/HaraldSack http://web-flakes.blogspot.com/

http://hpi-web.de/Personal#hatBlog

S

P

O



http://sewe0910.blogspot.com


http://hpi-web.de/Personal#



24 RDF Darstellungsvarianten• Knoten-Kante-Knoten Tripel:

• Notation3 (N3):

• Direkte Auflistung der Tripel

• { http://hpi-web.de/HaraldSack, http://hpi-web.de/Personal#hatBlog, http://web-flakes.blogspot.com/ }

•Turtle (Terse RDF Triple Language):

• Erweiterung von N3

http://hpi-web.de/HaraldSack http://web-flakes.blogspot.com/

http://hpi-web.de/Personal#hatBlog

S

P

O





http://sw0809.blogspot.com





25 RDF Darstellungsvarianten• Turtle (Terse RDF Triple Language):

• Erweiterung von N3

• URIs in spitzen Klammern

• Literale in Anführungszeichen

• Tripel durch Punkt abgeschlossen

• Leerzeichen und Zeilenumbrüche außerhalb von Bezeichnern werden ignoriert

• Ganz einfaches Beispiel:


<http://hpi-web.de/HaraldSack> <http://hpi-web.de/Personal#hatBlog> <http://web-flakes.blogspot.com/>.

<http://hpi-web.de/HaraldSack> <http://hpi-web.de/Personal#hatTelefonNr> “+331-5509-527“.


http://hpi-web.de/HaraldSack





26 RDF Darstellungsvarianten• Turtle (Terse RDF Triple Language):

• komplexeres Beispiel:

@prefix rdf: <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#> .@prefix dc: <http://purl.org/dc/elements/1.1/> .@prefix ex: <http://example.org/stuff/1.0/> .

<http://www.w3.org/TR/rdf-syntax-grammar> dc:title "RDF/XML Syntax Specification (Revised)" ; ex:editor [ ex:fullname "Dave Beckett"; ex:homePage <http://purl.org/net/dajobe/> ] .



http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#


http://purl.org/dc/elements/1.1/


http://example.org/stuff/1.0/

http://example.org/stuff/1.0/

http://www.w3.org/TR/rdf-syntax-grammar

http://www.w3.org/TR/rdf-syntax-grammar

http://purl.org/net/dajobe/

http://purl.org/net/dajobe/


27 RDF Darstellungsvarianten• XML-Serialisierung:

• am weitesten verbreitet, beste Tool-Unterstützung

• Beispiel:

<xml version=“1.0“ encoding=“utf-8“><rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#“ xmlns:pers=“http://hpi-web.de/Personal#“>

<rdf:Description rdf:about=“http://hpi-web.de/HaraldSack“> <pers:hatTelefonNr>+331-5509-527</pers:hatTelefonNr> </rdf:Description>

<rdf:Description rdf:about=“http://hpi-web.de/HaraldSack“> <pers:hatBlog> <rdf:Description rdf:about=“http://web-flakes.blogspot.com/“></rdf:Description> </pers:hatBlog> </rdf:Description></rdf:RDF>






28

RDF Darstellungsvarianten• XML-Serialisierung:

hatTelefonNr. +331-5509-527


http://web-flakes.blogspot.com/hatBlog

Ressource

Literal


<rdf:Description rdf:about=“http://hpi-web.de/HaraldSack“> <pers:hatTelefonNr>+331-5509-527</pers:hatTelefonNr> <rdf:Description>

<rdf:Description rdf:about=“http://hpi-web.de/HaraldSack“> <pers:hatBlog rdf:resource=“http://web-flakes.blogspot.com/“ /> </rdf:Description></rdf:RDF>

Ressource










29





Ressource

Literal


<rdf:Description rdf:about=“http://hpi-web.de/HaraldSack“> <pers:hatTelefonNr>+331-5509-527</pers:hatTelefonNr> <rdf:Description>

<rdf:Description rdf:about=“http://hpi-web.de/HaraldSack“> <pers:hatBlog rdf:resource=“http://web-flakes.blogspot.com/“ /> </rdf:Description></rdf:RDF>

Ressource








30





Ressource

Literal


<rdf:Description rdf:about=“http://hpi-web.de/HaraldSack“ pers:hatTelefonNr=“+331-5509-527“> <pers:hatBlog rdf:resource=“http://web-flakes.blogspot.com/“/> </rdf:Description></rdf:RDF>

Ressource
















31RDF Darstellungsvarianten• XML-Serialisierung:

• Abgekürzte Schreibweisen:

• Ein Subjekt-Element kann mehrere Property-Elemente enthalten

• Darstellung von Literalen als XML-Attribute(pers:hatTelefonNr=“...“)

•Attribut-Name wird dabei Property-URI

• Objekt-Element (Ressource) kann als rdf:resource Attribut im Property-Element angegeben werden(rdf:resource=“http://...“)

• Objekt-Elemente können als Subjekt für ein weiteres RDF-Tripel dienen




32 XML-Serialisierung• Basis-URIs:

<xml version=“1.0“ encoding=“utf-8“><rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#“ xmlns:pers=“http://hpi-web.de/Personal#“

xml:base=“http://hpi-web.de/Dozenten“>

<rdf:Description rdf:about=“#HaraldSack“ pers:hatTelefonNr=“+331-5509-527“> <pers:hatBlog rdf:resource=“http://web-flakes.blogspot.com/“/>

</rdf:Description></rdf:RDF>


http://hpi-web.de/Dozenten#HaraldSack


Ressource

Literal

Ressource










32 XML-Serialisierung• Basis-URIs:

<xml version=“1.0“ encoding=“utf-8“><rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#“ xmlns:pers=“http://hpi-web.de/Personal#“

xml:base=“http://hpi-web.de/Dozenten“>

<rdf:Description rdf:about=“#HaraldSack“ pers:hatTelefonNr=“+331-5509-527“> <pers:hatBlog rdf:resource=“http://web-flakes.blogspot.com/“/>





Ressource

Literal

Ressource

Syntactic Sugar!










33

@prefix rdf: <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#> .@prefix pers: <http://hpi-web.de/Personal#> .@base <http://hpi-web.de/Dozenten>

:HaraldSack pers:hatTelefonNr “+331-5509-527“ .:HaraldSack pers:hatBlog <http://web-flakes.blogspot.com/> .




http://web-flakes.blogspot.com/hatBlogRessource

Ressource

Literal






http://hpi-web.de

http://hpi-web.de










33


:HaraldSack pers:hatTelefonNr “+331-5509-527“ .:HaraldSack pers:hatBlog <http://web-flakes.blogspot.com/> .


:HaraldSack pers:hatTelefonNr “+331-5509-527“ ; pers:hatBlog <http://web-flakes.blogspot.com/> .

Abgekürzte Schreibweise




http://web-flakes.blogspot.com/hatBlogRessource

Ressource

Literal












http://hpi-web.de

http://hpi-web.de










34 RDF - Ressourcen• Fragment-Identifier

<xml version=“1.0“ encoding=“utf-8“><rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#“ xmlns:pers=“http://hpi-web.de/Personal#“ xml:base=“http://hpi-web.de/Dozenten“

<rdf:Description rdf:ID=“HaraldSack“ pers:hatTelefonNr=“+331-5509-527“> <pers:hatBlog rdf:resource=“http://web-flakes.blogspot.com/“/>





Ressource

Literal

Ressource

Datei http://hpi-web.de/Dozenten.rdf



http://hpi-web.de/Dozent#

http://hpi-web.de/Dozent#










35 RDF - Ressourcen• Fragment-Identifier in Turtle




Ressource

Literal

Ressource

@prefix rdf: <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#> .@prefix pers: <http://hpi-web.de/Personal#> .

:HaraldSack pers:hatTelefonNr “+331-5509-527“ ; pers:hatBlog <http://web-flakes.blogspot.com/> . Datei http://hpi-web.de/Dozenten.rdf


















36 Datentypen in RDF

2http://hpi-web.de/LehrVeranstaltung#SWS

http://hpi-web.de/LehrVeranstaltung#Name

http://hpi-web.de/ws1011#semanticweb

Semantic Web

<xml version=“1.0“ encoding=“utf-8“><rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#“ xmlns:lv=“http://hpi-web.de/LehrVeranstaltung#“ >

<rdf:Description rdf:about=“http://hpi-web.de/ws1011#semanticweb“> <lv:Name rdf:datatype=“http://www.w3c.org/2001/XMLSchema#string“> Semantic Web </lv:Name> <lv:SWS rdf:datatype= “http://www.w3c.org/2001/XMLSchema#integer“> 2 </lv:SWS> </rdf:Description></rdf:RDF>



http://hpi-web.de/LehrVeranstaltung#


http://hpi-web.de/semanticweb/


http://hpi-web.de/ws0910#

http://hpi-web.de/ws0910#

http://www.w3c.org/2001/XMLSchema#

http://www.w3c.org/2001/XMLSchema#



@prefix rdf: <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#> .@prefix lv: <http://hpi-web.de/LehrVeranstaltung#> .

<http://hpi.web.de/ws1011#semanticweb> lv:Name “Semantic Web“^^<http://www.w3c.org/2001/XMLSchema#string> ; lv:SWS “2“^^<http://www.w3c.org/2001/XMLSchema#integer> .




Semantic Web
















<http://hpi.web.de/ws1011#semanticweb> lv:Name “Semantic Web“^^<http://www.w3c.org/2001/XMLSchema#string> ; lv:SWS “2“^^<http://www.w3c.org/2001/XMLSchema#integer> .


<http://hpi.web.de/ws1011#semanticweb> lv:Name “Semantic Web“; lv:SWS 2 .

Abgekürzte Schreibweise




Semantic Web





















38 Mehrwertige Beziehungen und Leere Knoten• Beispiel:

• Eine Lehrveranstaltung findet zwei mal die Woche in zwei unterschiedlichen Räumen statt

• Wie soll man dies mit RDF modellieren?

Semantic Web

HS 2

http://hpi-web.de/LehrVeranstaltung#Raum

http://hpi-web.de/LehrVeranstaltung#SWS

Di, 13.30-15.00

http://hpi-web.de/LehrVeranstaltung#Termin




http://hpi-web.de/WS0809/semanticweb






A 2.1


Do, 13.30-15.00


Semantic Web

HS 2



Di, 13.30-15.00











A 2.1


Do, 13.30-15.00


Semantic Web

HS 2



Di, 13.30-15.00


Problem: keine eindeutige Zuordnung









Semantic Webhttp://hpi-web.de/LehrVeranstaltung#SWS










A 2.1


Di, 13.30-15.00


http://hpi-web.de/LehrVeranstaltung#hatTermin











Do, 13.30-15.00


HS 2

http://hpi-web.de/LehrVeranstaltung#hatTermin A 2.1


Di, 13.30-15.00









40 Leere Knoten• Leere Knoten (Blank Nodes, Bnodes) können eingeführt werden, um mehrwertige

Beziehungen darstellen zu können

• Leere Knoten können für Ressourcen eingeführt werden, die nicht benannt werden müssen (Hilfsknoten)

A 2.1


Di, 13.30-15.00









41 Leere Knoten• Anonyme leere Knoten

A 2.1


Di, 13.30-15.00



<xml version=“1.0“ encoding=“utf-8“><rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#“ xmlns:lv=“http://hpi-web.de/LehrVeranstaltung#“ >

<rdf:Description rdf:about=“http://hpi-web.de/ws1011#semanticweb“> <lv:hatTermin rdf:parseType=“Resource“/> <lv:Termin>Di, 13.30-15.00</lv:Termin> <lv:Raum>A 2.1</lv:Raum> </lv:hatTermin> </rdf:Description>











42 Leere Knoten• Anonyme leere Knoten - Turtle Syntax

A 2.1


Di, 13.30-15.00




<http://hpi-web.de/ws1011#semanticweb> lv:hatTermin [ lv:Termin “Di, 13.30-15.00“; lv:Raum “A 2.1“ ] .








http://hpi-web.de/

http://hpi-web.de/




43 Leere Knoten• Dereferenzierbare leere Knoten

A 2.1


Di, 13.30-15.00



<rdf:Description rdf:about=“http://hpi-web.de/ws1011#semanticweb“> <lv:hatTermin rdf:nodeID=“ID1“/> <rdf:Description>

<rdf:Description rdf:nodeID=“ID1“> <lv:Termin>Di, 13.30-15.00</lv:Termin> <lv:Raum>A 2.1<li:Raum> </rdf:Description></rdf:RDF>

ID1

Leerer Knoten wird innerhalb des Dokuments dereferenzierbar als ID1




http://hpi-web.de/semanticweb#





44 Leere Knoten• Dereferenzierbare leere Knoten - Turtle Syntax

A 2.1


Di, 13.30-15.00



ID1

Leerer Knoten wird im Dokument dereferenzierbar als _:ID1


<http://hpi-web.de/ws1011#semanticweb> lv:hatTermin _:ID1 .

_:ID1 lv:Termin “Di, 13.30-15.00“; lv:Raum “A 2.1“ .










http://hpi-web.de/

http://hpi-web.de/




45 Listen• Allgemeine Datenstrukturen zur Aufzählung von beliebigen Ressourcen und

Literalen

• Dienen lediglich einer verkürzten Schreibweise (keine zusätzliche semantische Ausdruckskraft)

• Unterscheide

• Container offene Listen, d.h. Hinzufügen neuer Einträge möglich

• Collectionsgeschlossene Listen, d.h. Hinzufügen neuer Einträge nicht möglich




46 RDF-Container

http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type

http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#Seq

http://hpi-web.de/LehrVeranstaltung#Teilnehmer

http://hpi-web.de/SchmidtJoseph

http://hpi-web.de/SchulzeEgon

http://hpi-web.de/MuellerFranz

http://hpi-web.de/BurgerAntonhttp://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#_1

http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#_2



<rdf:Description rdf:about=“http://hpi-web.de/ws1011#semanticweb“> <lv:Teilnehmer> <rdf:Seq> <rdf:li rdf:resource=“http://hpi-web.de/BurgerAnton“ /> <rdf:li rdf:resource=“http://hpi-web.de/MuellerFranz“ /> <rdf:li rdf:resource=“http://hpi-web.de/SchmidtJoseph“ /> <rdf:li rdf:resource=“http://hpi-web.de/SchulzeEgon“ /> </rdf:Seq> </lv:Teilnehmer> </rdf:Description>




http://hpi-web.de/semanticweb





47 RDF-Container•via rdf:Type wird dem Wurzelknoten des Containers ein bestimmter Container-

Typ zugewiesen

• rdf:Bagungeordnete Zusammenfassung von Einzelelementen,Reihenfolge ist ohne Bedeutung

• rdf:Seqgeordnete Zusammenfassung von Einzelelementen,Reihenfolge ist von Bedeutung

• rdf:Altdefiniert Auswahl zwischen verschiedenen Einzelelementen,nur ein Element der Auswahl ist für die vorgesehene Anwendung relevant




48 RDF-Container in Turtle

http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type

http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#Seq





http://hpi-web.de/BurgerAntonhttp://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#_1




@prefix rdf: <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#> .@prefix lv: <http://hpi-web.de/LehrVeranstaltung#> .@base <http://hpi-web.de/>

<http://hpi-web.de/ws1011#semanticweb> lv:Teilnehmer [ a rdf:Seq; rdf:_1 <BurgerAnton>; rdf:_2 <MuellerFranz>; rdf:_3 <SchmidtJoseph>; rdf:_4 <SchulzeEgon> . ] .








http://hpi-web.de/

http://hpi-web.de/




49 RDF-Collection

http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#rest

http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#nil


http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#first







Rekursive Zerlegung der Liste in Kopfelement und (ev. leere) Restliste.




http://hpi-web.de/BurgerAnton











50 RDF-Collection

<rdf:Description rdf:about=“http://hpi-web.de/ws1011#semanticweb“> <lv:Teilnehmer rdf:parseType=“Collection“> <rdf:Description rdf:about=“http://hpi-web.de/BurgerAnton“ /> <rdf:Description rdf:about=“http://hpi-web.de/MuellerFranz“ /> <rdf:Description rdf:about=“http://hpi-web.de/SchmidtJoseph“ /> <rdf:Description rdf:rabout=“http://hpi-web.de/SchulzeEgon“ /> </lv:Teilnehmer> </rdf:Description>






51 RDF-Collection - Turtle


<http://hpi-web.de/ws1011#semanticweb> lv:Teilnehmer [ rdf:first <BurgerAnton>; rdf:rest [ rdf:first <MuellerFranz>; rdf:rest [ rdf:first <SchmidtJoseph>; rdf:rest [ rdf:first <SchulzeEgon>; rdf:rest rdf:nil .] ] ] ] .







http://hpi-web.de/

http://hpi-web.de/


52 RDF-Collection - Turtle


<http://hpi-web.de/ws1011#semanticweb> lv:Teilnehmer ( <BurgerAnton> <MuellerFranz> <SchmidtJoseph> <SchulzeEgon>) .







http://hpi-web.de/

http://hpi-web.de/


53 RDF-Reification• RDF erlaubt die Schachtelung von Statements, d.h. Statements über

Statements zu machen

• Bsp.:






• Bsp.:


„Mein lieber Watson,...vermutlich hat der Gärtner den Butler ermordet!“





• Bsp.:

• Sherlock Holmes vermutet, dass der Gärtner den Butler ermordet hat

•Teil 1: Der Gärtner hat den Butler ermordet

•Teil 2: Sherlock Holmes hat eine Vermutung

<rdf:Description rdf:about=“http://example.org/Gaertner“> <exv:hatErmordet rdf:resource=“http://example.org/Butler“ /> </rdf:Description>

<rdf:Description rdf:about=“http://example.org/SherlockHolmes“> <exv:hatVermutung> ...???... </exv:hatVermutung></rdf:Description>




55 RDF-Reification• rdf:Statement

definiert eine RDF-Aussage (Statement), bestehend aus Subjekt, Prädikat und Objekt

• rdf:subject - die beschriebene Ressource

• rdf:predicate - das originale Property

• rdf:object - der Wert des Properties in der Aussage

<rdf:Description rdf:about=“http://example.org/StatementOnGaertner“> <rdf:subject rdf:resource=“http://example.org/Gaertner“ /> <rdf:predicate rdf:resource=“http://example.org/Verbrechen#hatErmordet“ /> <rdf:object rdf:resource=“http://example.org/Butler“ /> <rdf:type rdf:resource="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#Statement" /></rdf:Description>



http://example.org/#

http://example.org/#

RDF-Reification


56

<rdf:Description rdf:about=“http://example.org/StatementOnGaertner“> <rdf:subject rdf:resource=“http://example.org/Gaertner“ /> <rdf:predicate rdf:resource=“http://example.org/Verbrechen#hatErmordet“ /> <rdf:object rdf:resource=“http://example.org/Butler“ /> <rdf:type rdf:resource="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#Statement" /></rdf:Description>

<rdf:Description rdf:about=“http://example.org/SherlockHolmes“> <exv:hatVermutung rdf:resource=“http://example.org/StatementOnGaertner“ /> </rdf:Description>

SherlockHolmes

exv:hatVermutung

StatementOnGaertner

Gaertner

exv:hatErmordet

Butler

rdf:subject

rdf:predicate

rdf:object



http://example.org/StatementOnGaertner


http://example.org/Gaertner

http://example.org/Gaertner

http://example.org/#hatErmordet

http://example.org/#hatErmordet

http://example.org/Butler

http://example.org/Butler

http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#Statement

http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#Statement

http://example.org/SherlockHolmes

http://example.org/SherlockHolmes




57 RDF-Reification - Turtle

@prefix rdf: <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#> .@exv <http://example.org/Verbrechen#>

<SherlockHolmes> exv:hatVermutung <StatementOnGaertner> .<StatementOnGaertner> a rdf:Statement ; rdf:subject <Gaertner> ; rdf:predicate exv:hatErmordet ; rdf:object <Butler> .

SherlockHolmes

exv:hatVermutung

StatementOnGaertner

Gaertner

exv:hatErmordet

Butler

rdf:subject

rdf:predicate

rdf:object





http://example.org

http://example.org


58 RDF-Reification• Ist Reification wirklich notwendig?

• Möglichkeit, um Zuverlässigkeit (Vertrauen, Trust) zu formalisieren

• Möglichkeit, um Metadaten über Aussagen (Assertions, Statements) zu definieren

• In der Wissensrepräsentation (Ontologie-Erstellung):

• Umwandlung von Relationen in Ontologieklassen




59 RDF - ein etwas komplizierteres Beispiel

Telefonnr.++49 (3641) 9-46316

betreutLehrveranstaltung betreut

Lehrveranstaltung

OrtUmfang(SWS)

Harald SackName

Name Umfang(SWS)

NameOrt



http://hpi-web.de/ws1011#linkeddata

Semantic Web Linked DataEngineeringHS 2 A 2.12 2










60<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#" xmlns:hpi="http://hpi-web.de/ws1011“>

<rdf:Description rdf:about="http://hpi-web.de/ws1011#HaraldSack“> <hpi:name>Dr. Harald Sack </hpi:name> <hpi:telefonnr>+331-5509-527</hpi:telefonnr> <hpi:betreutLehrveranstaltung rdf:resource=“#semanticweb“ /> <hpi:betreutLehrveranstaltung rdf:resource=“#linkeddata“ /></rdf:Description>

<rdf:Description rdf:ID=“semanticweb> <rdf:type rdf:resource="http://hpi-web.de/ws1011#Lehrveranstaltung“ /> <hpi:LehrveranstaltungName>Semantic Web</hpi:LehrveranstaltungName> <hpi:LehrveranstaltungOrt>HS 3</hpi:LehrveranstaltungOrt> <hpi:LehrveranstaltungUmfang rdf:datatype="&xsd;integer">2</hpi:LehrveranstaltungUmfang></rdf:Description>

<rdf:Description rdf:ID=“linkeddata"> <rdf:type rdf:resource="http://hpi-web.de/ws1011#Lehrveranstaltung“ /> <hpi:LehrveranstaltungName>Linked Data Engineering</hpi:LehrveranstaltungName> <hpi:LehrveranstaltungOrt>A 2.1</hpi:LehrveranstaltungOrt> <hpi:LehrveranstaltungUmfang rdf:datatype="&xsd;integer">2</hpi:LehrveranstaltungUmfang></rdf:Description>

</rdf:RDF>Datei http://hpi-web.de/ws1011.rdf





http://hpi-web.de/Lehrveranstaltung


http://hpi-web.de/ws0910






<rdf:Description rdf:about="http://hpi-web.de/ws1011#HaraldSack“> <hpi:name>Dr. Harald Sack </hpi:name> <hpi:telefonnr>+331-5509-527</hpi:telefonnr> <hpi:betreutLehrveranstaltung rdf:resource=“#semanticweb“ /> <hpi:betreutLehrveranstaltung rdf:resource=“#linkeddata“ /></rdf:Description>




RDF Abkürzungsmöglichkeiten (revisited):

(1)kinderlose Property-Elemente könnendurch XML-Attribute ersetzt werden

(2) rdf:Description-Elemente mit Typisierungkönnen durch das in rdf:type angegebeneElement ersetzt werden













<rdf:Description rdf:about="http://hpi-web.de/ws1011#HaraldSack“ hpi:name=“Dr. Harald Sack“ hpi:telefonnr=“+331-5509-527“> <hpi:betreutLehrveranstaltung rdf:resource=“#semanticweb“ /> <hpi:betreutLehrveranstaltung rdf:resource= “#linkeddata“ /></rdf:Description>






















RDF Abkürzungsmöglichkeiten (revisited):

(1)kinderlose Property-Elemente könnendurch XML-Attribute ersetzt werden

(2) rdf:Description-Elemente mit Typisierungkönnen durch das in rdf:type angegebeneElement ersetzt werden
















<hpi:Lehrveranstaltung rdf:ID=“semanticweb“ hpi:LehrveranstaltungName=“Semantic Web“ hpi:LehrveranstaltungOrt=“HS 3“ > <hpi:LehrveranstaltungUmfang rdf:datatype="&xsd;integer">2</hpi:LehrveranstaltungUmfang></hpi:Lehrveranstaltung>

<hpi:Lehrveranstaltung rdf:ID=“linkeddata" hpi:LehrveranstaltungName=“Linked Data Engineering“ hpi:LehrveranstaltungOrt=“A 2.1“ > <hpi:LehrveranstaltungUmfang rdf:datatype="&xsd;integer">2</hpi:LehrveranstaltungUmfang></hpi:Lehrveranstaltung>

</rdf:RDF>

Datei http://hpi-web.de/ws1011.rdf










65 RDF Charakteristika - Zusammenfassung• Unabhängigkeit:

da eine Property eine Ressource ist, kann jeder seine eigenen erfinden

• Austauschbarkeit da RDF auf XML basiert, kann es leicht kommuniziert werden

• Skalierbarkeitda ein Statement nur aus den drei Teilen (Ressource, Property, Wert) besteht, können diese in großen Mengen maschinell verarbeitet werden

• Properties sind Ressourcenda Properties selbst wieder Ressourcen sind, können sie eigene Properties haben und diese können per RDF automatisch verarbeitet werden

• Werte können Resourcen seinda Werte selbst wieder Ressourcen sein können, können sie auch wieder eigene Properties haben

• Statements können Ressourcen seinda Statements selbst wieder Ressourcen sein können, können sie auch wieder eigene Properties haben




66RDF und Datenintegration• Einfaches Beispiel: Bibliografie-Datenbank

ID Autor Titel Verlag Jahr

ISBN 0-00-651409-X HS-123 WWW S-001 2004

ID Name Homepage

HS-123 Harald Sack http://hpi-web.de/HaraldSack.html

ID Verlagname Ort

S-001 Springer Heidelberg




67RDF und Datenintegration

• Export der Datenbank in eine einfache Menge von Relationen

http://.../isbn/000651409X

a:autor

Harald Sack

http://hpi-web.de/HaraldSack.htmla:homepage

a:name

Springer

Heidelberga:verlag

a:v_name

a:v_ort

WWW-…

2004

a:titel

a:jahr






http://.../isbn/000651409X

a:autor

Harald Sack


a:name

Springer

Heidelberga:verlag

a:v_name

a:v_ort

WWW-…

2004

a:titel

a:jahr

http://.../isbn/000651409X

Harald Sack

u:author

u:name

http://.../a-very-important-paper

u:cites

Web 2.0

u:title






http://.../isbn/000651409X

a:autor

Harald Sack


a:name

Springer

Heidelberga:verlag

a:v_name

a:v_ort

WWW-…

2004

a:titel

a:jahr

http://.../isbn/000651409X

Harald Sack

u:author

u:name


u:cites

Web 2.0

u:title






http://.../isbn/000651409X

a:autor

Harald Sack


a:name

Springer

Heidelberga:verlag

a:v_name

a:v_ort

WWW-…

2004

a:titel

a:jahr

http://.../isbn/000651409X

Harald Sack

u:author

u:name


u:cites

Web 2.0

u:title

gleiche URI = gleiche Ressource






http://.../isbn/000651409X

a:autor

Harald Sack


a:name

Springer

Heidelberga:verlag

a:v_name

a:v_ort

WWW-…

2004

a:titel

a:jahr

Harald Sack

u:author

u:name


u:cites

Web 2.0

u:title



RDF-Modell -- Zusammenfassung• Ein RDF-Model ist eine Menge von Statements

• Statement := (subject, property, object)

• Property ist eine Ressource

• Subject ist eine Ressource

• Object ist entweder Ressource oder Literal


71



Bewertung von RDF• Weitläufig unterstützter Standard (W3C Recommendation) für Datenarchivierung

und Datenaustausch

• RDF-Tools

• RDF APIs (Jena, Redland, ...)

• RDF Stores / Triple-Stores (Virtuoso, Sesame, Oracle...)

• Grundlage für RSS 1.0, XMP (Adobe), ...

• Ermöglicht weitgehend syntaxunabhängige Darstellung verteilter Informationen in einem graphbasierten Datenmodell

• RDF bietet keine Möglichkeit zur Kodierung von Schemawissen...


72




73


2.1. Uniform Resource Identifier - URI

2.2. XML und XMLSchema

2.3. Resource Description Framework - RDF

2.4. RDF Schema

2.5. Wie kommt die Semantik ins WWW?

2.6. Abfragesprache SPARQL

2.7. Warum reicht RDF(S) noch nicht aus?




74

Wie geht‘s weiter...?

RDFS



75

Literatur

• P. Hitzler, M. Krötzsch, S. Rudolph, Y. Sure: Semantic Web Grundlagen, Springer, 2008.

• P. Hitzler, M. Krötzsch, S. Rudolph: Foundations of Semantic Web Technologies, CRC Press, 2009.



http://www.amazon.de/gp/product/3540339930?ie=UTF8&tag=moresemantic-21&linkCode=as2&camp=1638&creative=19454&creativeASIN=3540339930


http://www.amazon.de/gp/product/142009050X?ie=UTF8&tag=moresemantic-21&linkCode=as2&camp=1638&creative=19454&creativeASIN=142009050X




















































































76

Materialien

□Bloghttp://web-flakes.blogspot.com/

□Materialien-Webseitehttp://www.hpi.uni-potsdam.de/meinel/lehre/lectures_classes/semanticweb_ws1011.html

□bibsonomy - Bookmarkshttp://www.bibsonomy.org/user/lysander07/swt1011_03





http://www.hpi.uni-potsdam.de/meinel/lehre/lectures_classes/semanticweb_ws1011.html




http://www.bibsonomy.org/user/lysander07/swt1011_03

http://www.bibsonomy.org/user/lysander07/swt1011_03

03 RDF - Semantic Web Technologien WS2010/11

Technology

Transcript of 03 RDF - Semantic Web Technologien WS2010/11