17.Januar 2007 ― 1Elektronisches Publizieren: Resource Description Framework (RDF) Grundlagen des Semantic Web — Resource Description Framework (RDF) —

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1 17.Januar 2007 ― 1Elektronisches Publizieren: Resource Description Framework (RDF) Grundlagen des Semantic Web — Resource Description Framework (RDF) — Anne Brüggemann-Klein TU München

2 17.Januar 2007 ― 2Elektronisches Publizieren: Resource Description Framework (RDF) Semantic Web o The Semantic Web is an extension of the current web in which information is given well-defined meaning, better enabling computers and people to work in cooperation. —Berners-Lee, Hendler, Lassila Scientific American, Mai 2001 o Zentrale Technik: Metadaten o bewährte Methode zum Finden von Ressourcen in großen Beständen [Bibliothekskataloge, Telefonbücher/Gelbe Seiten] [Organisation der Bibliothek in „Der Name der Rose“] o Yahoo vs. Search Engines o Schema-Information in relationalen Datenbanken o Schema-Information für strukturierte Dokumente  Lokalisieren, Interpretieren und Verarbeiten „mit Verstand“

3 17.Januar 2007 ― 3Elektronisches Publizieren: Resource Description Framework (RDF) Metadaten Arten von Metadaten mit aufsteigendem semantischen Gehalt o Indexieren: Invertieren zur Unterstützung von Suchen o Klassifizieren: Unterstützen von zielgerichtetem Navigieren o Verschlagwortung, Tagging o Typisieren o Aussagen: Beschreibung von Beziehungen

4 17.Januar 2007 ― 4Elektronisches Publizieren: Resource Description Framework (RDF) Was ist RDF? Resource Description Framework (RDF) o Framework zur Modellierung, zur Kodierung und zum Austausch von Metadaten o Mittel, um Information über Ressourcen im Web auszudrücken (Bedeutung, Semantik) o ursprünglich Metadaten über Webseiten o dann allgemein maschinell verarbeitbare Information über URI-identifizierbare Ressourcen o ergänzt um Schemasprache, Ableitungslogik

5 17.Januar 2007 ― 5Elektronisches Publizieren: Resource Description Framework (RDF) Metadaten im Web: Alternative Methoden o Grand Organizing Directorate at www.GOD.org (Wortschöpfung durch Tim Bray) für normierte Metadaten o RDF-Methode o einheitliches Modell, normierte Syntax, generische Semantik o freies Vokabular, Definitionsmöglichkeit für spezifische Semantik Vergleich XML vs. HTML u.a. „universelle“ Sprachen

6 17.Januar 2007 ― 6Elektronisches Publizieren: Resource Description Framework (RDF) Status RDF o W3C Recommendation (10. Februar 2004) o RDF Primer (http://www.w3.org/TR/rdf-primer/)http://www.w3.org/TR/rdf-primer/ o RDF Concepts and Abstract Syntax o RDF/XML Syntax Specification o RDF Vocabulary Description Language 1.0: RDF Schema o RDF Semantics o RDF Test Cases o Einführung von Tim Bray: What is RDF (Fokus Suchen) http://www.xml.com/lpt/a/718 http://www.xml.com/lpt/a/718 o Neufassung von Joshua Tauberer: What is RDF (Fokus Verarbeiten) http://www.xml.com/lpt/a/2001/01/24/rdf.html http://www.xml.com/lpt/a/2001/01/24/rdf.html

7 17.Januar 2007 ― 7Elektronisches Publizieren: Resource Description Framework (RDF) Grundlegende Konzepte … o Aussagen (Statements) über Ressourcen der Form Subjekt — Prädikat (Property, Relation) — Objekt http://www.ex.org/index.html has a creation-date whose value is August 16, 1999 http://www.ex.org/index.html has a language whose value is English o Aussage / Statement: Zwei Ressourcen (Subjekt, Objekt) stehen in der Relation Ausprägung / Instantiierung des Prädikats / der Relation o Subjekt, Prädikat, Objekt: Ressourcen / Entitäten mit global eindeutigen Namen (URIs) [Objekte auch als literale Werte]

8 17.Januar 2007 ― 8Elektronisches Publizieren: Resource Description Framework (RDF) … Grundlegende Konzepte o Kodierung von Statements in maschinen-lesbarer Form o im Web skalierendes System von maschinen-verarbeitbaren IDs für SPO-Komponenten: URI-Referenzen (URI mit opt. Fragment Identifier), kodierbar als QName [Prefix :Name  URIName]; d.h. Aufbrechen des Raums der möglichen Namen in Einheiten mit universellem Gültigkeitsbereich mit offensichtlichen Eigentümern o maschinen-verarbeitbare Sprache zur Kodierung und zum Austausch der Statements: XML

9 17.Januar 2007 ― 9Elektronisches Publizieren: Resource Description Framework (RDF) Graph-Modell und RDF/XMLRDF/XML

10 17.Januar 2007 ― 10Elektronisches Publizieren: Resource Description Framework (RDF) Weitere Konzepte o Typisierung von Ressourcen mit rdf:type (RDF Primer, Figure 1) o Typisierung von Literalen mit Datentypen aus XML Schema und Typ rdf:XMLLiteral o Kollektionen von Ressourcen (RDF Primer, Figure 14) o Relative URIs und Base URI, rdf:ID o Reifikation [Statements als Ressourcen, über die Statements möglich sind] mit Typen rdf:Statement, rdf:subject, rdf:predicate, rdf:object (RDF Primer, Figure 17)

11 17.Januar 2007 ― 11Elektronisches Publizieren: Resource Description Framework (RDF) RDF Schema o Sprache zur Definition von Termen (System von Bezeichnungen für Ressourcen, Properties), ihrer Beziehungen und ihrer Verwendung o Kodierung in RDF, mit Hilfe standardisierter IDs o Beispiel: RDF Primer, Example 28 o Beispiel: Dublin Core Metadata http://dublincore.org/2003/03/24/dces http://dublincore.org/2003/03/24/dces o Beispiel: RSS 1.0 (RDF Site Summary) o Formale Definition von Semantik mit Mitteln der Modelltheorie, einschließlich Logik

12 17.Januar 2007 ― 12Elektronisches Publizieren: Resource Description Framework (RDF) Weiterentwicklungen von Schemasprachen o Bereiche für Weiterentwicklungen o Kardinalitätsbedingungen o Eigenschaften von Properties, z.B. Transitivität o Schlüsseleigenschaft von Properties für Ressourcen o Identität von Klassen o Identität von Ressourcen o Operatoren für Klassen o Eigenschaften von Klassen, z.B. Disjunktheit o Umsetzungen in Ontologiesprachen, z.B. OWL

13 17.Januar 2007 ― 13Elektronisches Publizieren: Resource Description Framework (RDF) Werkzeuge o Parser und Konvertierer zwischen Notationen o Online-Validierer des W3C [http://www.w3.org/RDF/Validator/]http://www.w3.org/RDF/Validator/ o ARP (Teil von Jena) o ICS-FORTH VRP o Jena: Open Source Java API für RDF o Parser (auch stand-alone) o Query-Sprache RDQL o Editieren und Serialisieren o SPARQL: Query-Sprache für RDF vom W3C o Editoren: IsaViz o Beispiele/Testfälle: [ http://www.w3.org/2000/10/rdf-tests/] http://www.w3.org/2000/10/rdf-tests/

14 17.Januar 2007 ― 14Elektronisches Publizieren: Resource Description Framework (RDF) Anwendungen o Soenke Ziesche: Semantic Wikis and Disaster Relief Operations [http://www.xml.com/lpt/a/1683]http://www.xml.com/lpt/a/1683 o Joshua Tauberer: Query Census Data with RDF [http://www.xml.com/lpt/a/1652]http://www.xml.com/lpt/a/1652 o Chris Mitchell: Music and Metadata [http://www.xml.com/lpt/a/1680]http://www.xml.com/lpt/a/1680 o Edd Dumbill: Putting RDF to Work. [http://www.xml.com/lpt/a/614]http://www.xml.com/lpt/a/614

15 17.Januar 2007 ― 15Elektronisches Publizieren: Resource Description Framework (RDF) Charakteristika von RDF o Unabhängigkeit (freies Vokabular von Prädikaten) o Austauschbarkeit (über XML-Kodierung) o Skalierbarkeit (einfache Statement-Struktur, einfache Kombinierbarkeit, globale Namen mit definierter Zuständigkeit) o Abgeschlossenheit bzgl. Prädikaten (Prädikate als Ressourcen können mit Metadaten versehen werden) o Abgeschlossenheit bzgl. Aussagen (Aussagen als Ressourcen können mit Metadaten versehen werden)  Web of Trust

16 17.Januar 2007 ― 16Elektronisches Publizieren: Resource Description Framework (RDF) Prinzipien o Erfolgsfaktoren für Web (Semantic Web) gegenüber Hypertext (Knowledge Representation, KI) o Identifikation von Web-Ressourcen (Konzepten/Termen) mit URIs o keine Anforderung an globale Konsistenz, Vollständigkeit o kritische Masse (Verbreitung von Vokabularien) o Keine Einschränkung, wer worüber Aussagen machen kann o Keine erschöpfende Definition von Begriffen, sondern Information darüber o Verwendung von URI-Referenzen zur Identifizierung/Benennung, nicht Adressierung

17 17.Januar 2007 ― 17Elektronisches Publizieren: Resource Description Framework (RDF) Hintergrund o Typsystem OO-Sprachen o ER-Diagramme, UML-Diagramme o Conceptual Graphs (Sowa) o Frames (Minsky) o Description Logic

18 17.Januar 2007 ― 18Elektronisches Publizieren: Resource Description Framework (RDF) Vergleich XLink und RDF o Unterschiedliche Einsatzbereiche: XLink beschreibt traversierbare Strukturen (Hypertext). RDF gibt Information über Ressourcen, u.a. Beziehungen zwischen Ressourcen (Metadaten). o XLink beschreibt komplexe Strukturen (Graphen). RDF gibt minimale, aber komponierbare Einheiten (SPO-Statements und Graphen). o XLink ist wenig verbreitet und hat schlechten Support. RDF ist wichtiges Standbein des Semantic Web und stößt auf reges Interesse. o RDF-Vokabular zur Kodierung von Hypertext-Links, in RDFS definiert, wäre denkbar.

19 17.Januar 2007 ― 19Elektronisches Publizieren: Resource Description Framework (RDF) Aufgabe (Abgabe Samstag, den 20. Januar) o Überlegen Sie, welche Teile des Datenmodells zu Blogsystemen Sie als XML-Dokumente, als XLink-Links und als RDF-Statements kodieren möchten. Begründen Sie Ihre Entscheidungen. o Ergänzen Sie entsprechend das XML Schema. o Recherchieren Sie nach RDF-Anwendungen und beschreiben Sie diese kurz.

20 17.Januar 2007 ― 20Elektronisches Publizieren: Resource Description Framework (RDF) Literatur o Shelley Powers: Practical RDF. O‘Reilly 2003. o Tim Bray: What is RDF http://www.xml.com/lpt/a/718 http://www.xml.com/lpt/a/718 o Joshua Tauberer: What is RDF http://www.xml.com/lpt/a/2001/01/24/rdf.html http://www.xml.com/lpt/a/2001/01/24/rdf.html o Leigh Dodds: Introducing SPARQL — Querying the Semantic Web http://www.xml.com/lpt/a/1628 http://www.xml.com/lpt/a/1628