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Sören Auer 1
Seminar Wissensrepräsentation für das Semantic Web
Das "Semantic Web" soll als neues Paradigma die automatisierte Kommunikation zwischen Maschinen und Anwendungssystemen mittels Web Technologien ermöglichen.
Neben WebServices als wichtiger Unterstützungstechnologie sind in diesem Zusammenhang in jüngster Vergangenheit die XML basierten Standards RDF (Resource Description Framework), RDF-S (RDF-Schema) und OWL (Web Ontology Language) vom
W3C veranschiedet worden und erfreuen sich zunehmender Bedeutung. Ziel des Seminars ist das Kennenlernen dieser Wissensrepräsentationsarten, ihrer
Anwendungen (z.B. RSS, FOAF, XUL) und Werkzeugen zu deren Nutzung (z.B. Protege, KAON, pOWL).
Sören Auer
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223.04.2004Sören Auer
Wissensrepräsentation für das Semantic WebOrganisatorisches
Termine: jeweils Do. A-Woche, 15.15-16.45 Uhr, SG 03-07
21.10. Einführung „Semantic Web Wissensrepräsentation“
04.11. RDF: Dublin Core, XMP
18.11. Sesame (RDF Database): Query Languages
16.12. RDFS: Creative Commons, FOAF, vCard, iCal
06.01. Kaon (Ontology Management): Entailment
20.01. OWL: Service Ontology
03.02. Protegé/Racer (Ontology Editor/Reasoner): Inferencing
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323.04.2004Sören Auer
Wissensrepräsentation für das Semantic WebEinführung Semantic Web
Globalisierung der Informationstechnologie
“The Semantic Web is a vision: the idea of having data on theWeb defined and linked in a way that it can be used bymachines not just for display purposes, but for automation,integration and reuse of data across various applications. ”[W3C 2001]
Zwei zentrale Paradigmen:
Weltweiter Datenaustausch
Ausbildung eines gemeinsamen Verständnissesüber deren Bedeutung
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423.04.2004Sören Auer
Wissensrepräsentation für das Semantic WebEinführung Semantic Web
Tim Berner-Lee‘s semantische Pyramide
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523.04.2004Sören Auer
Wissensrepräsentation für das Semantic WebEinführung Semantic Web
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623.04.2004Sören Auer
Wissensrepräsentation für das Semantic WebResource Description Framework
Basistypen
RDF unterscheidet 2 fundamentale Grundtypen:
Resourcen Komplexe abstrakte oder konkrete Entitäten Eindeutig durch URI charakterisiert
Literale Datentyp Sprache
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723.04.2004Sören Auer
Wissensrepräsentation für das Semantic WebResource Description Framework
RDF Statements
<?xml version="1.0"?><rdf:RDF
xmlns="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:dc="http://purl.org/metadata/dublin_core#"><Description about="http://www.servcase.de">
<dc:Creator> Romy Pfretzschner </DC:Creator></Description>
</rdf:RDF>
http://www.servcase.de Romy Pfretzschnerdc:creator
Subject
(Resource)
Predicate(Resource)
Object(Resource/Literal)
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823.04.2004Sören Auer
Wissensrepräsentation für das Semantic WebResource Description Framework
RDF Model Einfache Wissensbasis Kombiniert mehrere RDF Statements
http://www.servcase.deCreator
E-MailName
Romy Pfretzschner [email protected]
http://ais.informatik.uni-leipzig.de/staff#1
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923.04.2004Sören Auer
Wissensrepräsentation für das Semantic WebResource Description Framework
<?xml version="1.0"?><rdf:RDF
xmlns="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#„xmlns:dc="http://purl.org/metadata/dublin_core#">
<rdf:Description about="http://www.servcase.de"> <dc:Creator> <rdf:Description> <rdf:Description about="http://ais.informatik.uni-leipzig.de"> <v:Name>Romy Pfretzschner</v:Name> <v:Email>[email protected]</v:Email> </rdf:Description> </dc:Creator> </rdf:Description></rdf:RDF>
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1023.04.2004Sören Auer
Wissensrepräsentation für das Semantic WebResource Description Framework
Anwendung
„Eingebettet“ in HTML/XML bzw. beliebige andere Datenformate z.B. PDF / OpenOffice / AVI / P3P
„Standalone“ Beschreibung einer oder mehrerer „Resourcen“ Beschreibung von Domainenwissen
(z.B. zur weltweiten Nutzung im Web bereitgestellt)
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1123.04.2004Sören Auer
Wissensrepräsentation für das Semantic WebResource Description Framework
Container
Problem: Dokument mit mehrere Autoren eine Person hat mehrere Emailadressen Anweisungen müssen in definierter Reihenfolge bearbeitet werden
Lösung:Zusammenfassung mehrerer Resourcen / Literale in einem Container
Drei Typen: bag - ungeordnete Liste (mit Duplikaten) sequence - geordnete Liste (mit Duplikaten) alternative – Alternative (ohne Duplikate)
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1223.04.2004Sören Auer
Wissensrepräsentation für das Semantic WebResource Description Framework
Container Beispiel
…<DC:Creator>
<Bag><li>Romy</li> <li>Kyril</li> <li>Ivonne</li>
</Bag></DC:Creator>…
http://www.servcase.de
Creator
_3 _1
Romy
_2
Kyril Ivonne
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1323.04.2004Sören Auer
Wissensrepräsentation für das Semantic WebRDF Schema
?Einschränkung der Verknüpfbarkeit von Resourcen / LiteralenStrukturierung von VokabularenInstanziierung / Klassifikation
Bereitstellung spezieller Resourcen:• Klassen (Konzepte, Frames)
http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#Class• Attribute (Eigenschaften, Properties, Slots, Roles)
http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#Property• Instanzen (Objekte)
http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type
http://www.servcase.de 16.11.2003dc:creator
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1423.04.2004Sören Auer
Wissensrepräsentation für das Semantic WebRDF Schema
Klassen und Eigenschaftenhierarchien
Klassen und Eigenschaften können hierarchisch strukturiert werden
<rdfs:Class rdf:ID="Person">
<rdfs:comment>The class of people.</rdfs:comment><rdfs:label language=„en_US">Person</rdfs:label><rdfs:label language=„de_SN">Dor Mänsch</rdfs:label>
<rdfs:subClassOf rdf:resource="http://www.w3.org/2000/03/example/
classes#Animal"/>
</rdfs:Class>
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1523.04.2004Sören Auer
Wissensrepräsentation für das Semantic WebRDF Schema
Eigenschaften
Werden unabhängig von Klassen definiert verwandt
<rdf:Property ID="verheiratet"><rdfs:subPropertyOf rdf:resource="verwandt" /><rdfs:domain rdf:resource="#Person" /><rdfs:range rdf:resource="#Person" />
</rdf:Property>
Domain: Zuordnung zu einer oder mehreren Klassen
Range: Werte welche die Eigenschaft annehmen kann Instanzen eine bestimmten Klasse Literale eines XML-Schema Datentyps
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1623.04.2004Sören Auer
Wissensrepräsentation für das Semantic WebRDF Schema
Instanzen
Sind einer (bzw. mehreren) Klasse(n) zugeordnet
<rdfs:Class rdf:ID="Familienstand">
<rdf:Property ID=„mindestAlter"><rdfs:domain rdf:resource="#Person" /><rdfs:range rdf:resource= "http://www.w3.org/2001/XMLSchema#nonNegativeInteger" />
</rdf:Property>
<Familienstand rdf:ID="Verheiratet"><mindestAlter>16</mindestAlter><mindestAlter>18</mindestAlter>
</Familienstand>
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1723.04.2004Sören Auer
Wissensrepräsentation für das Semantic WebWeb Ontology Language
OWL
reichert RDF-S um weitere Möglichkeiten an:
Restriktionen (Constraints)
Kardinalität (min/max) von Eigenschaften
Identifikation gleicher Resourcen
Eigenschaften können transitiv, symetrisch sein
Äquivalent zu einer entscheidbaren Untermenge der Prädikatenlogik 1. Stufe (Descripton Logic - SHIQ)
Automatische Klassifikation Konsistenzprüfung Einfache Inferenz
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1823.04.2004Sören Auer
Wissensrepräsentation für das Semantic WebAnwendungen
Vokabulare / Modelle / Ontologien
Dublin Core
VCard
RSS
DMoz
XUL
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1923.04.2004Sören Auer
Wissensrepräsentation für das Semantic WebAnwendungen
Software Applikationen
Protege (http://protege.stanford.edu/)ontology and knowledge-base editor
KAON (http://km.aifb.uni-karlsruhe.de/)API and knowledge-base editor
Jena (http://jena.sourceforge.net/)Semantic Web Framework (API) for Java
SesameSemantic Web Database
Ontobrokerkommerziell
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2023.04.2004Sören Auer
Wissensrepräsentation für das Semantic WebAnwendungen
Großer kommerzieller Erfolg steht noch aus, mögliche Ursachen:
Mangelnde Unterstützung der am meisten verbreiteten Web-Technologien - Apache, PHP/MySQLkompliziertes Deployment
Mangelnde Unterstützung kooperativer / kollaborativer Entwicklung
Interoperabilität
Skalierbarkeit
Usability
Anpassbarkeit
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2123.04.2004Sören Auer
Wissensrepräsentation für das Semantic WebAnwendungen
Prototyp pOWLPOWL supports viewing, editing of RDFS/
OWL ontologies of arbitrary size.works even quite fast with the UNSPSCcode (containing 16500 Classes).
Authentification scheme.Fine grained exposition of features andmodel data: Privileges (view, edit) for users andgroups can be assigned toModels, Classes and Properties.
Sopisticated widgets for data editing. E.g. widgets for editing HTML in a WYSIWIG manner or for dates are integrated.
Plugin concept. POWL is extremly easy extensible.Powerful object oriented API. All functionality is accessible by a clean
application programming interface. POWL is fast. Models are stored in database tables, only those parts of the model
are loaded into main memory which are actually needed. POWL is extremly scalable and fast.
Multi language support.