02 - uri und rdf - semantic web technologien ws 2011/12

VorlesungDr. Harald Sack

Hasso-Plattner-Institut für SoftwaresystemtechnikUniversität Potsdam

Wintersemester 2011/12

Semantic Web Technologien

Blog zur Vorlesung: http://wwwsoup2011.blogspot.com/

Dienstag, 1. November 11

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

1. Einführung 2. Semantic Web Basisarchitektur

Die Sprachen des Semantic Web - Teil 1

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

4. Semantic Web Anwendungen

Semantic Web Technologien Vorlesungsinhalt

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

2.1 Uniform Resource Identifier - URI2.2 Wiederholung: XML und XMLSchema2.3 Resource Description Framework - RDF2.4 RDF Schema2.5 Wie kommt die Semantik ins WWW?

• µFormats, schema.org, RDFa und GRDDL2.6 Abfragesprache SPARQL2.7 Warum reicht RDF(S) noch nicht aus?

5 ■ Ein Uniform Resource Identifier (URI) definiert ein einfaches und erweiterbares

Schema zur weltweit eindeutigen Identifikation von abstrakten oder physikalischen Ressourcen (RFC 3986).

■ Ressource kann jedes Objekt sein, das (im Kontext der jeweiligen Anwendung) eine klare Identität besitzt, □ also z.B. Webseiten, Bücher, Orte, Personen, Beziehungen zwischen diesen Dingen,

abstrakte Konzepte usw.■ Das URI Konzept ist in verschiedenen Anwendungsbereichen bereits etabliert, □ wie z.B. Web (URL, PRN, pURL), □ Bücher (ISBN), □ Digital Object Identifier (DOI)

Uniform Resource Identifier

Uniform

Resource

Identifier

□ Unterschiedliche Typen von Ressource-Identifikatoren aufgebaut nach einem einheitlichem Schema

□ was auch immer über einen URI identifiziert werden kann

□ zur Unterscheidung einer Ressource von einer anderen

Was ist das?

URI, Ressource und Repräsentation

http://www.tour-eiffel.fr/index.htmlURI

Eiffelturm

Ressource

Metadaten: Content-type: text/htmlData:<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/loose.dtd"><html> <head> <title>Le site officiel de la Tour Eiffel</title> ...</html>

Repräsentation

identifiziert

repräsentiert

Repräsentation und Präsentation

Repräsentation

legt fest

Präsentation

HTTP Request / Response

Benutzer klickt

Browser sendetHTTP Request

GET http://www.tour-eiffel.fr/index.html HTTP/1.1Host: www.tour-eiffel.frAccept: text/html

HTTP Request / Response

Browser sendet HTTP RequestGET http://www.tour-eiffel.fr/index.html HTTP/1.1Host: www.tour-eiffel.frAccept: text/html

Web Server fürwww.tour-eiffel.fr

Web Server verarbeitetAnfrage

Web Server sendet HTTP ResponseHTTP/1.1 200 OKContent-Length: 3134Content-Type: text/html; charset=utf-8

<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/loose.dtd"><html> <head> <title>Le site officiel de la Tour Eiffel</title> ...</html>

Browser interpretiert Repräsentation und stellt Präsentation dar

Bezeichner und Bezeichnetes

Web Page beschreibt den Eiffelturm

„der Eiffelturm“

2. Semantic Web Basisarchitektur2.1 Uniform Resource Identifier - URI

René Magritte: La trahison des images (1928)

W3C: Architecture of the World Wide Web, Volume One

□ Eine Ressource wird durch ihre Metadaten beschrieben□Auch wenn eine Ressource nicht vom Web Server

zurückgeliefert werden kann, ist eventuell dennoch die Repräsentation einer Ressource verfügbar, die die ursprüngliche Ressource hinreichend beschreibt.

The distinguishing characteristic of [information] resources is that all of their essential characteristics can be conveyed in a message.

Metadaten

• „Metadaten sind Daten, die Informationen über andere Daten enthalten“ und „Metadaten werden benötigt, um in der Lage zu sein, einen bestimmten Zweck zu erfüllen (oder) ein bestimmtes Ergebnis zu erreichen“ (informelle Definition, Wikipedia)

• „Metadaten sind strukturierte, kodierte Daten, die Charakteristika informationstragender Entitäten beschreiben, zum Zweck der Identifikation, Recherche, Beurteilung und der Verwaltung der damit beschriebenen Entitäten.“(W. R. Durrell: Data Administration: A practical Guide to Data Administration. McGraw – Hill, 1985)

• „Metadata is machine understandable information about web resources or other things“ (Tim Berners-Lee: Axioms of Web Architecture: Metadata, 1997)

Metadaten

URI, Ressource und Metadaten

http://www.tour-eiffel.fr/index.htmlURI

Information über den Eiffelturm

Ressource:Eiffelturm Metadaten

Repräsentation

identifiziert

repräsentiert

beschreibt

Ressource:Eiffelturm

19 ■ URI umfasst sowohl□ Adressangaben (Locator)

□Uniform Resource Locator (URL, RFC 1738)□gibt an, wo eine Web-Ressource zu finden ist, indem

ihr primärer Zugriffsmechanismus beschrieben wird□kann sich im Lebenszyklus der Web-Ressource ändern

□ Identitätsbezeichner (Namen)□Uniform Resource Name (URN, RFC 2141)□persistenter Bezeichner für eine Web-Ressource□bleibt für die gesamte Lebensdauer konstant

Uniform Resource Identifier

20 ■ US-ASCII Encoding■ Percent Encoding für reservierte Zeichen, oder Zeichen, die nicht im US-ASCII Encoding

existieren pct-encoded = "%" HEXDIG HEXDIG

■ Reservierte Zeichen mit funktionalen Aufgaben reserved = gen-delims / sub-delims gen-delims = ":" / "/" / "?" / "#" / "[" / "]" / "@“ sub-delims = "!" / "$" / "&" / "'" / "(" / ")" / "*" / "+" / "," / ";" / "="

■ Erlaubte Zeichen unreserved = ALPHA / DIGIT / "-" / "." / "_" / "~"

■ Erweiterung auf Universal Character Code (Unicode/ISO 10646)□ Internationalized Resource Identifier (IRI, RFC 3987)

URI - Generische Syntax

URI = schema"://"[userinfo"@"]host[:port][path]["?"query]["#"fragment]

■ schema: z.B. http, ftp, mailto,...■ userinfo: z.B. username:password■ host: z.B. Domain-Name, IPv4/IPv6-Adressen■ port: z.B. 80 für Standard http-Port■ path: z.B. Pfadangabe im WWW-Server Filesystem■ query: z.B. Parameter, die an Anwendung weitergegeben werden■ fragment: z.B. Angabe eines bestimmten Dokumententeilbereichs

22 Sonderfall Medienfragmente■ Multimedia-Ressourcen besitzen zeitliche (temporale) und räumliche (spatiale)

Dimension■ Punktgenauer Zugriff via URI Fragmentidentifier

(W3C Media Fragments URI 1.0, Juli 2009, Working Draft)■ Bsp.:

■ Konsequenzen für Behandlung durch Client und Server, d.h. Änderungen an http-Protokoll werden ebenfalls notwendig

http://www.example.com/example.ogg#track=‘audio‘http://www.example.com/example.ogg#track=‘audio‘&t=10s,20shttp://www.example.com/example.ogg#track=‘video‘&xywh=160,120,320,240

23 ■ Was tun, wenn eine URI für eine Ressource noch nicht existiert?■ Selbstdefinierte URIs□ Zur Vermeidung von Überschneidungen

Nutzung der eigenen Website □ Ermöglicht auch Ablage von zugehöriger Dokumentation an gleicher Stelle

( Content Negotiation)■ Trennung von URI für Ressource (Beschriebenes) und deren Dokumentation

(Beschreibendes) durch URI-Referenzen (durch "#" angehängte Fragmente) oder Content Negotiation

z.B.: http://hpi.ui-potsdam.de/harald_foaf.rdf#me

URIs im Semantic Web

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. [...]

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

■Wie repräsentiere ich folgende Aussage:

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

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

Problem: eindeutige (intuitive) Form der Wissensmodellierung?

Wissensrepräsentation... ein Beispiel

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

Harald Sack

hat die Telefonnummer

++49 (331) 5509-527

„Harald Sack hat die Telefonnummer ++49 (331) 5509-527“■ Intuitive Form der Wissensrepräsentation mit Hilfe von

gerichteten Graphen

Harald Sackhat Telefonnr.

++49 (331) 5509-527

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

■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

■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>

■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

Nutze abstrakte Ebene oberhalb von XML

Resource Description Framework (RDF)• einfach und erweiterbar

Wissensrepräsentation im Semantic Web

Level 1(Objekte)

XMLXMLSchema

Level 3(abgeschlossene

Welten)

RDFRDFSchema

Level 2(Wissen über

Objekte)

Resource■ kann prinzipiell alles sein...■Hauptsache es lässt sich eindeutig identifizieren und referenzieren■ ...am einfachsten via URI

Resource Description Framework

Description■ = Beschreibungen der Ressourcen■ ...werden durch Beziehungen verdeutlicht, die Ressourcen untereinander

besitzen■ ...Beziehungen lassen sich in einem Graphen darstellen

Framework■ = Kombination aus web-basierten Protokollen (URI, HTTP, XML,...)■ aufbauend auf formalem Modell (Semantik)■ definiert die erlaubten Beziehungen zwischen Ressourcen

■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 (machine readable) mit fest vorgeschriebener Semantik (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

Harald Sack

++49 (331) 5509-527

Subject

Property

Object

Harald Sack

++49 (331) 5509-527

■Wissen (bzw. Information) in RDF wird in Form einer Liste einzelner Statements ausgedrückt, wobei alle Statements dem selben einfachen Aufbau folgen

Harald Sack

++49 (331) 5509-527

Resource (URI)

Property (URI)

Literal / URI

• Ressourcen:Dinge/Objekte, die über eine URI adressiert werden können

• Properties:Attribute/Eigenschaften zur Beschreibung der Ressource

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

URI URI URI / Literal

Bestandteile des RDF-Graphen• URI:

• Zur eindeutigen Referenzierung von Ressourcen

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

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

Bestandteile des RDF-Graphen• Literale:

• beschreiben Datenwerte, denen keine separate Existenz zukommt• Zeichenketten, Interpretation erfolgt durch Datentyp

http://hpi-web.de/HaraldSack ++49-331-5509-527

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

Bestandteile des RDF-Graphen• Literale:

• typisierte Literale können mit Hilfe von XML Schema Datentypen ausgedrückt werden

• Namensraum für typisierte Literale: http://www.w3.org/2001/XMLSchema#• Bsp.: “Semantik“^^<http://www.w3.org/2001/XMLSchema#string>

• Language-Tags geben an, welcher (natürlichen) Sprache der Literaltext angehört:• Bsp.: “Semantik“@de , “Semantics“@en

Bestandteile des RDF-Graphen• leere Knoten (Blank Nodes):

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

htttp://www.hpi-web.de/personal#person

rfds:typeP

RDF Darstellungsvarianten• Knote-Kanten-Knoten Tripel

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

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

RDF Darstellungsvarianten• N3 Notation

•Direkte Auflistung der Tripel• { http://hpi-web.de/HaraldSack, http://hpi-web.de/Personal#hatBlog, http://wwwsoup.blogspot.com/ }

RDF Darstellungsvarianten• Turtle (Terse RDF Tripel Language)• Erweiterung von N3• URIs in spitzen Klammern• Literale in Anführungszeichen• Tripel durch Punkt abge-

schlossen• Leerzeichen und Zeilenumbrüche außerhalb von Bezeichnern werden

ignoriert

<Subject> <Property> <Object> .<Subject> <Property> “Object“ .

RDF Darstellungsvarianten• Turtle (Terse RDF Tripel Language)

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

<http://hpi-web.de/HaraldSack> <http://hpi-web.de/Personal#hatTelefonNr> “++49-331-5509-527“.

RDF Darstellungsvarianten• Turtle (Terse RDF Tripel Language)

@prefix xsd: <http://www.w3.org/2001/XMLSchema#> .@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)"@en ; ex:editor [ ex:fullname "Dave Beckett"^^xsd:string ; ex:homePage <http://purl.org/net/dajobe/> ] .

RDF Darstellungsvarianten• RDF XML-Serialisierung

<rdf:Description rdf:about=“http://hpi-web.de/HaraldSack“> <pers:hatTelefonNr>++49-331-5509-527</pers:hatTelefonNr> </rdf:Description>

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

hatTelefonNr.

http://hpi-web.de/HaraldSack

http://wwwsoup.blogspot.com/hatBlog

Resource

Literal

<rdf:Description rdf:about=“http://hpi-web.de/HaraldSack“> <pers:hatTelefonNr>++49-331-5509-527</pers:hatTelefonNr> <rdf:Description>

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

Resource

++49-331-5509-527

hatTelefonNr.

Resource

Literal

<rdf:Description rdf:about=“http://hpi-web.de/HaraldSack“> <pers:hatTelefonNr>++49-331-5509-527</pers:hatTelefonNr> <rdf:Description>

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

Resource

++49-331-5509-527

hatTelefonNr.

Resource

Literal

Resource

++49-331-5509-527

<rdf:Description rdf:about=“http://hpi-web.de/HaraldSack“ pers:hatTelefonNr=“++49-331-5509-527“> <pers:hatBlog rdf:resource=“http://wwwsoup.blogspot.com/“/> </rdf:Description></rdf:RDF>

hatTelefonNr.

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

Resource

Literal

Resource

++49-331-5509-527

<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=“++49-331-5509-527“> <pers:hatBlog rdf:resource=“http://wwwsoup.blogspot.com/“/> </rdf:Description></rdf:RDF>

hatTelefonNr.

Resource

Literal

Resource

++49-331-5509-527

@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 “++49-331-5509-527“ .:HaraldSack pers:hatBlog <http://wwwsoup.blogspot.com/> .

@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 “++49-331-5509-527“ ; pers:hatBlog <http://wwwsoup.blogspot.com/> .

Abgekürzte Schreibweise

hatTelefonNr.

Resource

Literal

Resource

++49-331-5509-527

<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=“++49-331-5509-527“> <pers:hatBlog rdf:resource=“http://wwwsoup.blogspot.com/“/> </rdf:Description></rdf:RDF> Datei http://hpi-web.de/Dozenten.rdf

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

:HaraldSack pers:hatTelefonNr “++49-31-5509-527“ ; pers:hatBlog <http://wwwsoup.blogspot.com/> .

hatTelefonNr.

Resource

Literal

Resource

++49-331-5509-527

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

http://hpi-web.de/ws1112#swt

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

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

<rdf:Description rdf:about=“http://hpi-web.de/ws1112#swt“> <lv:Name rdf:datatype=“http://www.w3c.org/2001/XMLSchema#string“> Semantic Web Technologien </lv:Name> <lv:SWS rdf:datatype= “http://www.w3c.org/2001/XMLSchema#integer“> 4 </lv:SWS> </rdf:Description></rdf:RDF>

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

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

<http://hpi.web.de/ws1112#swt> lv:Name “Semantic Web Technologien“^^<http://www.w3c.org/2001/XMLSchema#string> ; lv:SWS “4“^^<http://www.w3c.org/2001/XMLSchema#integer> .

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

<http://hpi.web.de/ws1112#swt> lv:Name “Semantic Web Technologien“; lv:SWS 4 . Abgekürzte

Schreibweise

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?

Problem: keine eindeutige Zuordnung

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

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

Die 13.30-15.00

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

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

H-1.52

Mi 13.30-15.00

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?

hpi-lv:Raum

hpi-lv:hatName

Die 13.30-15.00

hpi-lv:termin

H-1.52

Mi 13.30-15.00

hpi-lv:Raum

hpi-lv:termin

hpi-lv:hatTermin

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)

hpi-lv:Raum

hpi-lv:hatName

Die 13.30-15.00

hpi-lv:termin

hpi-lv:hatTermin

Anonyme leere Knoten

hpi-lv:Raum

hpi-lv:hatName

Die 13.30-15.00

hpi-lv:termin

hpi-lv:hatTermin

<rdf:Description rdf:about=“http://hpi-web.de/ws1112#swt“> <hpi-lv:hatTermin rdf:parseType=“Resource“/> <hpi-lv:termin>Die, 13.30-15.00</hpi-lv:termin> <hpi-lv:raum>HS3</hpi-lv:raum> </hpi-lv:hatTermin> </rdf:Description>

Anonyme leere Knoten

hpi-lv:Raum

hpi-lv:hatName

Die 13.30-15.00

hpi-lv:termin

hpi-lv:hatTermin

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

<http://hpi-web.de/ws1112#swt> hpi-lv:hatTermin [ hpi-lv:termin “Die 13.30-15.00“; hpi-lv:raum “HS3“ ] .

Dereferenzierbare leere Knoten

hpi-lv:Raum

hpi-lv:hatName

Die 13.30-15.00

hpi-lv:termin

hpi-lv:hatTermin

<rdf:Description rdf:about=“http://hpi-web.de/ws1112#swt“> <hpi-lv:hatTermin rdf:nodeID=“ID1“/> <rdf:Description>

<rdf:Description rdf:nodeID=“ID1“> <hpi-lv:termin>Die 13.30-15.00</hpi-lv:termin> <hi-lv:raum>HS3<hpi-li:raum> </rdf:Description></rdf:RDF>

Dereferenzierbare leere Knoten

hpi-lv:Raum

hpi-lv:hatName

Die 13.30-15.00

hpi-lv:termin

hpi-lv:hatTermin

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

<http://hpi-web.de/ws1112#swt> hpi-lv:hatTermin _:ID1 .

_:ID1 hpi-lv:termin “Die 13.30-15.00“; hpi-lv:raum “HS3“ .

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• Collections

geschlossene Listen, d.h. Hinzufügen neuer Einträge nicht möglich

RDF Container

rdf:type

rdf:Seq

hpi-lv:teilnehmer

http://hpi-web.de/SchmidtJoseph

http://hpi-web.de/SchulzeEgon

http://hpi-web.de/MuellerFranz

http://hpi-web.de/BurgerAntonrdf:_1

rdf:_2

rdf:_3

rdf:_4

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

RDF Container

<rdf:Description rdf:about=“http://hpi-web.de/ws1112#swt“> <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>

RDF-Container•via rdf:Type wird dem Wurzelknoten des

Containers ein bestimmter Container-Typ zugewiesen• rdf:Bag

ungeordnete 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

RDF Container

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

:swt lv:Teilnehmer [ a rdf:Seq; rdf:_1 <BurgerAnton>; rdf:_2 <MuellerFranz>; rdf:_3 <SchmidtJoseph>; rdf:_4 <SchulzeEgon> . ] .

RDF-Collection

rdf:nil

lv:Teilnehmer rdf:first

rdf:rest

http://hpi-web.de/SchmidtJoseph

http://hpi-web.de/SchulzeEgon

http://hpi-web.de/MuellerFranz

http://hpi-web.de/BurgerAnton

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

rdf:rest

rdf:first

RDF-Collection

<rdf:Description rdf:about=“http://hpi-web.de/ws1112#swt“> <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>

RDF-Collection

:swt lv:Teilnehmer [ rdf:first <BurgerAnton>; rdf:rest [ rdf:first <MuellerFranz>; rdf:rest [ rdf:first <SchmidtJoseph>; rdf:rest [ rdf:first <SchulzeEgon>; rdf:rest rdf:nil .] ] ] ] .

RDF-Collection

:swt lv:Teilnehmer ( <BurgerAnton> <MuellerFranz> <SchmidtJoseph> <SchulzeEgon>) .

Was können wir jetzt mit RDF modellieren?

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

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

Statements zu machen• Bsp.:

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

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

exv:Gaertner exv:hatErmordet exv:Butler .

exv:SherlockHolmes exv:hatVermutung ???? .

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>

RDF-Reification

<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

RDF-ReificationSherlockHolmes

exv:hatVermutung

StatementOnGaertner

Gaertner

exv:hatErmordet

Butler

rdf:subject

rdf:predicate

rdf:object

@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> .

RDF-Reification• Ist Reification wirklich notwendig?• Modellierung von Provenienz (Herkunft)• Formalisierung von Aussagen bzgl. Zuverlässigkeit (Vertrauen, Trust) • Definition von Metadaten über Aussagen (Assertions, Statements)

• In der (allgemeinen) Wissensrepräsentation (Ontologie-Erstellung):• Umwandlung von Relationen in Ontologieklassen

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 • Skalierbarkeit

da 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

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

ISBN 0-00-651409-X

a:titel

a:jahr

Springer

Heidelberg

a:verlagname

a:verlagort

a:verlag

Harald Sack

http://hpi-web.de/HaraldSack.html

a:autorname

a:autorhomepage

a:autor

• Export der Datenbank in eine einfache Menge von Relationen

ISBN 0-00-651409-X

a:titel

a:jahr

Springer

Heidelberg

a:verlagname

a:verlagort

a:verlag

Harald Sack

a:autorname

a:autorhomepage

a:autor

ISBN 0-00-651409-X

u:author

Harald Sack

u:name

http://.../paper

u:cites

Very important paper

u:title

ISBN 0-00-651409-X

a:titel

a:jahr

Springer

Heidelberg

a:verlagname

a:verlagort

a:verlag

Harald Sack

a:autorname

a:autorhomepage

a:autor

ISBN 0-00-651409-X

u:author

Harald Sack

u:name

http://.../paper

u:cites

u:title

a:titel

a:jahr

Springer

Heidelberg

a:verlagname

a:verlagort

a:verlag

Harald Sack

a:autorname

a:autorhomepage

a:autor

u:author

Harald Sack

u:name

http://.../paper

u:cites

ISBN 0-00-651409-X

u:title

RDF - ein Fazit

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

RDF - ein Fazit

• 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...

SO ... WE NEED A WAY TO DEFINE RDF SCHEMATA FORCLASSES AND RELATIONS ?!

die nächste Vorlesung....

Literatur

• Ch. Meinel, H. Sack: WWW - Kommunikation, Internetworking, Webtechnologien, Springer, 2004.

• D. R. Hofstadter: Gödel, Escher, Bach - ein endlos geflochtenes Band, Dtv, 1992.

2. Semantic Web Basisarchitektur2.1 Uniform Resource Identifier2.2 XML und XMLSchema2.3 Resource Description Framework

• P. Hitzler, S. Roschke, Y. Sure: Semantic Web Grundlagen, Springer, 2007.

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

Materialien

□Bloghttp://wwwsoup2011.blogspot.com/

□Webseitehttp://www.hpi.uni-potsdam.de/studium/lehrangebot/veranstaltung/semantic_web_technologien.html

□bibsonomy - Bookmarkshttp://www.bibsonomy.org/user/lysander07/swt1112_02

02 - uri und rdf - semantic web technologien ws 2011/12

Technology

südtirol. alpine technologien. -...

07 rdf(s) semantik - semantic web technologien ws 2011/12

Übersicht weiterbildungsangebote it-technologien...

improving information management and interoperability for...

03 rdf - semantic web technologien ws2010/11

- doag.org · semantische technologien findet statt am/um...

tecnologías web y...

02 - semantic web technologien - uri and rdf

6. rdf(s) : rdf 와 rdf schema

metadata for rdf statements: the rdf-star approach

povezani (meta) podaci - unizg.hr · najbolju praksu...

rdf in p2p-netzen ting li 09.02.2004. rdf in p2p-netzen2...

practical rdf chapter 8. jena: rdf in java

une classi cation exp erimentale multi-crit eres des ...rdf...

02 uri, xml und xml schema - semantic web technologien,...

pontentiale der semantic-web-technologien rdf und … ·...

rdf data model and query...

linkedgov: rdf http xml uri rest gov omg

struktur von rdf fabian scheller. aufbau semantic...

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