03.11.2009, 03-Resource Description Framework (RDF), Vorlesung Semantic Web

Vorlesung

Dr. Harald Sack

Hasso-Plattner-Institut für Softwaresystemtechnik

Universität Potsdam

Wintersemester 2009/10

Semantic Web

http://sw0910.blogspot.com/

Blog zur Vorlesung: http://sewe0910.blogspot.com/Die nichtkommerzielle Vervielfältigung, Verbreitung und Bearbeitung dieser Folien ist zulässig (Lizenzbestimmungen CC-BY-NC).

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http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/deed.de

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

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. Semantic Web Applications

2

Semantic Web - Vorlesungsinhalt


Semantic Web Architektur3

URI / IRI

XML / XSDData Interchange: RDF

RDFS

Ontology: OWL Rule: RIF

Query:SPARQL

Proof

Unifying Logic

Cry

pto

Trust

Interface & Application

2. Semantic Web Basisarchitektur


43.11.2009 – Vorlesung Nr. 31 2 4 5 6 7 8 9 1110 12

13


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?

14



5

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

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


5


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“


6





6


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




6



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




6




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




6




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

Problem: intuitive Form der Wissensmodellierung?


7


Wissensrepräsentation■Wie repräsentiere ich folgende Aussage:


■ Intuitive Form der Wissensrepräsentation mit Hilfe von gerichteten Graphen


7


Wissensrepräsentation■Wie repräsentiere ich folgende Aussage:


■ Intuitive Form der Wissensrepräsentation mit Hilfe von gerichteten Graphen

Harald Sackhat Telefonnr.

++49 (331) 5509-527


8


Wissensrepräsentation 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


9


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

???

??? ???


10


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>


11



■ Probleme:

□ Reengineering ist kostenaufwändig und kompliziert

□ Reengineering ist unnötig, wenn konzeptionelle Definitionssprache verwendet wird

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


11



■ Probleme:




Nutze abstrakte Ebene oberhalb von XML


11



■ Probleme:




Nutze abstrakte Ebene oberhalb von XML

Resource Description Framework (RDF)• einfach und erweiterbar


12


Wissensrepräsentation im Semantic Web

Level 1(Objekte)

XMLXMLSchema


12



Level 1(Objekte)

XMLXMLSchema

RDFRDFSchema

Level 2(Wissen über

Objekte)


12



Level 1(Objekte)

XMLXMLSchema

RDFRDFSchema

Level 2(Wissen über

Objekte)

Level 3(abgeschlossene

Welten)

OWL



URI / IRI


RDFS


Query:SPARQL

Proof

Unifying Logic

Cry

pto

Trust




14


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

WebPage

URL

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



14



WebPage

URL

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

...</swrc:Dozent >

<swrc:betreut rdf:resource ="http://hpi-web.de/WS0910/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#



14



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/WS0910/sw#sw"/>

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

Links haben explizite Bedeutung!






15


Resource Description Format – 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


16


Objekt(Ressource)

URI





16


Objekt(Ressource)

Eigenschaften(Properties)

URI





16


Objekt(Ressource)


Wertzuweisungen(Ressource / Literal)

URI





16


Aussage(Statement)

Objekt(Ressource)


Wertzuweisungen(Ressource / Literal)

URI


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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(s,p,o)


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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://sewe0910.blogspot.com/

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

S

P

O

http://sewe0910.blogspot.com


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



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RDF Darstellungsvarianten• Knoten-Kante-Knoten Tripel:

• Notation3 (N3):

• Direkte Auflistung der Tripel

• { http://hpi-web.de/HaraldSack, http://hpi-web.de/Personal#hatBlog, http://sewe0910.blogspot.com/ }

•Turtle (Terse RDF Triple Language):

• Erweiterung von N3

http://hpi-web.de/HaraldSack http://sewe0910.blogspot.com/

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

S

P

O







<http://hpi-web.de/HaraldSack> <http://hpi-web.de/Personal#hatBlog> <http://sewe0910.blogspot.com/>.

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


20


RDF Darstellungsvarianten• Turtle (Terse RDF Triple Language):


• URIs in spitzen Klammern

• Literale in Anführungszeichen

• Tripel durch Punkt abgeschlossen

• Leerzeichen und Zeilenumbrüche außerhalb von Bezeichnern werden ignoriert

• Ganz einfaches Beispiel:




20











http://hpi-web.de/HaraldSack







20












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






21



• 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/


22


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://sewe0910.blogspot.com/“></rdf:Description> </pers:hatBlog> </rdf:Description></rdf:RDF>




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hatTelefonNr. +331-5509-527


http://sewe0910.blogspot.com/hatBlog

Ressource

Literal



<rdf:Description rdf:about=“http://hpi-web.de/HaraldSack“> <pers:hatBlog rdf:resource=“http://sewe0910.blogspot.com/“ /> </rdf:Description></rdf:RDF>


Ressource








24





Ressource

Literal





Ressource








25





Ressource

Literal





Ressource






26





Ressource

Literal


<rdf:Description rdf:about=“http://hpi-web.de/HaraldSack“ pers:hatTelefonNr=“+331-5509-527“> <pers:hatBlog rdf:resource=http://sewe0910.blogspot.com/“/> </rdf:Description></rdf:RDF>


Ressource














27RDF 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



28


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/“>

<rdf:Description rdf:about=“HaraldSack“ pers:hatTelefonNr=“+331-5509-527“> <pers:hatBlog rdf:resource=“http://sewe0910.blogspot.com/“/>

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




Ressource

Literal

Ressource








28


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/“>

<rdf:Description rdf:about=“HaraldSack“ pers:hatTelefonNr=“+331-5509-527“> <pers:hatBlog rdf:resource=“http://sewe0910.blogspot.com/“/>





Ressource

Literal

Ressource

Syntactic Sugar!









29

RDF Darstellungsvarianten• Turtle




Ressource

Literal

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

<HaraldSack> pers:hatTelefonNr “+331-5509-527“ .<HaraldSack> pers:hatBlog <http://sewe0910.blogspot.com/> .


Ressource









http://hpi-web.de

http://hpi-web.de






29

RDF Darstellungsvarianten• Turtle




Ressource

Literal


<HaraldSack> pers:hatTelefonNr “+331-5509-527“ .<HaraldSack> pers:hatBlog <http://sewe0910.blogspot.com/> .


Ressource


<HaraldSack> pers:hatTelefonNr “+331-5509-527“ ; pers:hatBlog <http://sewe0910.blogspot.com/> .

Abgekürzte Schreibweise










http://hpi-web.de

http://hpi-web.de






30


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://sewe0910.blogspot.com/“/>



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


Ressource

Literal

Ressource

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

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

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










31


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://sewe0910.blogspot.com/> .

















32


Datentypen in RDF

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

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

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


33


Datentypen in RDF

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

<http://hpi.web.de/ws0910#semanticweb> lv:Name “Semantic Web“^^xsd:string ; lv:SWS “2“^^xsd:integer .




Semantic Web












33


Datentypen in RDF


<http://hpi.web.de/ws0910#semanticweb> lv:Name “Semantic Web“^^xsd:string ; lv:SWS “2“^^xsd:integer .@prefix rdf: <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#> .

@prefix lv: <http://hpi-web.de/LehrVeranstaltung#> .

<http://hpi.web.de/ws0910#semanticweb> lv:Name “Semantic Web“; lv:SWS 2 .

Abgekürzte Schreibweise




Semantic Web


















34 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








36 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








37 Leere Knoten• Anonyme leere Knoten

A 2.1


Di, 13.30-15.00



<rdf:Description rdf:about=“http://hpi-web.de/ws0910#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>






38 Leere Knoten• Anonyme leere Knoten - Turtle Syntax

A 2.1


Di, 13.30-15.00




<http://hpi-web.de/ws0910#semanticweb> lv:hatTermin [ lv:Termin “Di, 13.30-15.00“; lv:Raum “A 2.1“ ] .







http://hpi-web.de/

http://hpi-web.de/




39 Leere Knoten• Dereferenzierbare leere Knoten

A 2.1


Di, 13.30-15.00



<rdf:Description rdf:about=“http://hpi-web.de/ws0910#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#





40 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/ws0910#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/




41 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



42 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/ws0910#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





43 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



44 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/ws0910#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/




45 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









46 RDF-Collection


<rdf:Description rdf:about=“http://hpi-web.de/ws0910#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>




47 RDF-Collection - Turtle



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


48 RDF-Collection - Turtle



<http://hpi-web.de/ws0910#semanticweb> lv:Teilnehmer ( <BurgerAnton> <MuellerFranz> <SchmidtJoseph> <SchulzeEgon>) .





http://hpi-web.de/

http://hpi-web.de/


49


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

Statements zu machen

• 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>


50


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


51


<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




52


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


53


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


54 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/ws0910#linkeddata

Semantic Web Linked DataEngineeringHS 2 A 2.12 2








55


<?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/WS0910“>

<rdf:Description rdf:about="http://hpi-web.de/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:ID="http://hpi-web.de/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:ID="http://hpi-web.de/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/ws0910.rdf



http://hpi-web.de/Lehrveranstaltung


http://hpi-web.de/ws0910



56




<rdf:Description rdf:about="http://hpi-web.de/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










57




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













58








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










59





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

</rdf:RDF>

Datei http://hpi-web.de/ws0910.rdf






60


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


61


RDF 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


62 RDF 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, predicate, object)

• Predicate ist eine Ressource

• Subject ist eine Ressource

• Object ist entweder Ressource oder Literal


66


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), SVG, ...

• Ermöglicht weitgehend syntaxunabhängige Darstellung verteilter Informationen in einem graphbasierten Datenmodell

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


67



68


RDF Vocabulary Description Language

= RDFS



URI / IRI


RDFS


Query:SPARQL

Proof

Unifying Logic

Cry

pto

Trust


2. Semantic Web Basisarchitektur


703.11.2009 – Vorlesung Nr. 31 2 4 5 6 7 8 9 1110 12

13


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?

14



71

Literatur

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


http://www.amazon.de/gp/product/3540339930?ie=UTF8&tag=moresemantic-21&linkCode=as2&camp=1638&creative=6742&creativeASIN=3540339930

http://www.amazon.de/gp/product/3540339930?ie=UTF8&tag=moresemantic-21&linkCode=as2&camp=1638&creative=6742&creativeASIN=3540339930


72

Literatur

□Bloghttp://sewe0910.blogspot.com/

□Materialien-Webseitehttp://www.hpi.uni-potsdam.de/meinel/teaching/semantic_web_ws0910.html

□bibsonomy - Bookmarkshttp://www.bibsonomy.org/user/lysander07/sw0910_03




http://www.hpi.uni-potsdam.de/meinel/teaching/semantic_web_ws08090.html

http://www.hpi.uni-potsdam.de/meinel/teaching/semantic_web_ws08090.html

http://www.bibsonomy.org/user/lysander07/sw0809-08

http://www.bibsonomy.org/user/lysander07/sw0809-08

03.11.2009, 03-Resource Description Framework (RDF), Vorlesung Semantic Web

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Transcript of 03.11.2009, 03-Resource Description Framework (RDF), Vorlesung Semantic Web