Universität zu Köln. Historisch-Kulturwissenschaftliche Informationsverarbeitung
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Ausgangspunkt: Das World Wide Web (WWW)
 Einschränkungen des WWW
Semantic Web
 Problemstellung, Intention, Worum geht‘s?...
World Wide Web
Tim Berners-Lee(*1955, London)
Vannevar Bush(1890-1974)
„Magic“:
 Rechtschreibfehler:
„accidentally“
vs. „acidentally“
It‘s magic?
„Magic“ II:
 Ranking: Sortierung der Treffer von hochrelevanten zu
weniger relevanten Treffern
„Magic“ III:
 Performance...
„What‘s wrong with the web?“ – die Grenzen des
WWW
I. „Wer ist Jan Wieners?“
 Suchanfrage: Wieners
 [Wer], [ist] weniger...
„What‘s wrong with the web?“ – die Grenzen des
WWW
 II. „Zeige mir Fotos von Paris“
 Suchmaschinen versuchen (mitunter),...
„What‘s wrong with the
web?“ – die Grenzen
des WWW
 III. „Finde Musik, die
ich mögen könnte“
 Knackpunkt:
Hintergrundwis...
Oh weh, was
meint sie / er
damit bloß???
Knackpunkt: Den Computermechanismen
mangelt‘s an Wissen!
„knowledge gap“:
 Probl...
Semantic Web
Ach so ist das gemeint!
…hätte sie / er das nicht
gleich sagen können?!?
ToDo: Wissenslücke
zwischen Benutzer und
Computer...
Bild + Metadaten
 Schlüsselwörter
 Georeferenzierung
◦ Adresskodierung (Postanschrift)
◦ Zuweisung von Koordinaten (Geot...
 Konzept des Semantic Web formuliert 1996 von
Tim Berners-Lee
 Kerntechnologien (logikbasierte Sprachen zur
Representati...
Menschliches Denken Rationales Denken
„[Die Automatisierung von]
Aktivitäten, die wir dem
menschlichen Denken
zuordnen, Ak...
Semantic Web I:
Semantische Annotation
durch Mikroformate
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microformats are a set of simple, open data formats
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XHTML / HTML, einfach:
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Semantic Web II:
Das Resource Description
Framework (RDF)
http://www.w3schools.com/webservices/ws_rdf_intro.asp
 Extensible Markup Language (XML)
 „Wohlgeformtheit“?
 Gültigkeit (Validität)?
 DTD?
 XML Schema? Schematron? RELAX N...
Natürlichsprachige Aussage:
Die Webseite „http://www.example.org“ hat einen Urheber namens Jan
Wieners.
Die Aussage besteh...
Ein oder mehrere Tripel bilden einen RDF-
Graphen:
RDF (Graphen)modell
Subject A Object A
Predicate A
Object B
Predicate B
 Bestandteile der Aussage getrennt von
Leerzeichen
 URI in spitzen Klammern
 Eigenschaftswerte in Anführungszeichen
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Namespaces / Namensräume
 Klassen und Eigenschaften unterhalb des
gleichen URI bilden einen Namespace.
Beispiel: Dublin C...
Intention:
 Globaler, eindeutiger Bezeichner für Entitäten
 Unterklassen: URL, URN
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<author>Jan Wieners</author>
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Friend of a Friend (FOAF)
„The FOAF ("Friend of a Friend") project is a
community driven effort to define an RDF
vocabulary for expressing metadata ...
Hinzufügen einer Person und eines Namens:
RDF / XML und FOAF
<?xml version="1.0"?>
<rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1...
Hinzufügen einer Email-Adresse:
RDF / XML und FOAF
<?xml version="1.0"?>
<rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-...
Relationen zu anderen Personen ergänzen:
<?xml version="1.0"?>
<rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax...
SPARQL – SPARQL Protocol And RDF Query Language
Ein Beispiel(vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/SPARQL):
PREFIX abc: <http:...
/
 http://de.wikipedia.org/wiki/Tim_Berners-
Lee#/media/File:Sir_Tim_Berners-Lee.jpg (Paul
Clarke)
Bildnachweise
BIT I SoSem 2015 | Basisinformationstechnologie II - 03_Semantic Web
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  1. 1. Universität zu Köln. Historisch-Kulturwissenschaftliche Informationsverarbeitung Dr. Jan G. Wieners // jan.wieners@uni-koeln.de Basisinformationstechnologie II Sommersemester 2015 29. April 2015 – Semantic Web
  2. 2. Ausgangspunkt: Das World Wide Web (WWW)  Einschränkungen des WWW Semantic Web  Problemstellung, Intention, Worum geht‘s?  Wissensrepräsentation  Mikroformate  RDF, RDF / XML  (Ontologien)  Anwendung: FOAF Sitzungsüberblick
  3. 3. World Wide Web
  4. 4. Tim Berners-Lee(*1955, London)
  5. 5. Vannevar Bush(1890-1974)
  6. 6. „Magic“:  Rechtschreibfehler: „accidentally“ vs. „acidentally“ It‘s magic?
  7. 7. „Magic“ II:  Ranking: Sortierung der Treffer von hochrelevanten zu weniger relevanten Treffern „Magic“ III:  Performance: It‘s magic?
  8. 8. „What‘s wrong with the web?“ – die Grenzen des WWW I. „Wer ist Jan Wieners?“  Suchanfrage: Wieners  [Wer], [ist] weniger relevante Suchterme World Wide Web
  9. 9. „What‘s wrong with the web?“ – die Grenzen des WWW  II. „Zeige mir Fotos von Paris“  Suchmaschinen versuchen (mitunter), die Bedeutung eines Bildes / das im Bild dargestellt durch den Kontext zu erschließen:  Dateiname  Text, der sich in Bildnähe befindet
  10. 10. „What‘s wrong with the web?“ – die Grenzen des WWW  III. „Finde Musik, die ich mögen könnte“  Knackpunkt: Hintergrundwissen – Welche Musik mag ich derzeit? (Musikgeschmack verändert sich mitunter) World Wide Web
  11. 11. Oh weh, was meint sie / er damit bloß??? Knackpunkt: Den Computermechanismen mangelt‘s an Wissen! „knowledge gap“:  Probleme im Verständnis natürlicher Sprache  Interpretation des Inhaltes von Bildern oder anderen multimedialen Dingen  Computer verfügt nicht über Hintergrundwissen über das der Benutzer / die Benutzerin verfügt  Computer verfügt nicht über Hintergrundwissen über die Benutzerin / den Benutzer
  12. 12. Semantic Web
  13. 13. Ach so ist das gemeint! …hätte sie / er das nicht gleich sagen können?!? ToDo: Wissenslücke zwischen Benutzer und Computer mindern  Bereitstellung von Wissen in einer Art und Weise, in der es von Computern verarbeitet werden und für weiteres Schließen verwendet werden kann  Z.B.: Bereitstellung von (semantischen) Metainformationen, die die Inhalte der Website beschreiben (description, keywords, etc.)
  14. 14. Bild + Metadaten  Schlüsselwörter  Georeferenzierung ◦ Adresskodierung (Postanschrift) ◦ Zuweisung von Koordinaten (Geotagging) ◦ …
  15. 15.  Konzept des Semantic Web formuliert 1996 von Tim Berners-Lee  Kerntechnologien (logikbasierte Sprachen zur Representation von Wissen und (automatisiertem) Schließen) entwickelt im Forschungsfeld der Künstlichen Intelligenz.  Standards: W3C  Ursprüngliche Intention: Annotation – Anreicherung der Inhalte im WWW durch Metadaten Semantic Web
  16. 16. Menschliches Denken Rationales Denken „[Die Automatisierung von] Aktivitäten, die wir dem menschlichen Denken zuordnen, Aktivitäten wie beispielsweise Entscheidungsfindung, Problemlösung, Lernen.“ (Bellman, 1978) „Die Studie mentaler Fähigkeiten durch die Nutzung programmiertechnischer Modelle.“ (Charniak und McDermott,1985) Menschliches Handeln Rationales Handeln „Das Studium des Problems, Computer dazu zu bringen, Dinge zu tun, bei denen ihnen momentan der Mensch noch überlegen ist.“ (Rich und Knight, 1991) „Computerintelligenz ist die Studie des Entwurfs intelligenter Agenten.“ (Poole et al., 1998) Fokussierungsweisen von KI nach Russell / Norvig
  17. 17. Semantic Web I: Semantische Annotation durch Mikroformate
  18. 18. „Designed for humans first and machines second, microformats are a set of simple, open data formats built upon existing and widely adopted standards.” (http://microformats.org/) Mikroformate
  19. 19. Beispiel: Mikroformat „hCard“ (vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Mikroformate): XHTML / HTML, einfach: <div> <div>Max Mustermann</div> <div>Musterfirma</div <div>01234/56789</div> <a href="http://example.com/">http://example.com/</a> </div> Semantic Web
  20. 20. Beispiel: Mikroformat „hCard“ (vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Mikroformate): XHTML, einfach: <div> <div>Max Mustermann</div> <div>Musterfirma</div <div>01234/56789</div> <a href="http://example.com/">http://example.com/</a> </div> Im Mikroformat „hCard“: <div class="vcard"> <div class="fn">Max Mustermann</div> <div class="org">Musterfirma</div> <div class="tel">01234/56789</div> <a class="url" href="http://example.com/">http://example.com/</a> </div> Semantic Web
  21. 21. Semantic Web II: Das Resource Description Framework (RDF)
  22. 22. http://www.w3schools.com/webservices/ws_rdf_intro.asp
  23. 23.  Extensible Markup Language (XML)  „Wohlgeformtheit“?  Gültigkeit (Validität)?  DTD?  XML Schema? Schematron? RELAX NG? XML?
  24. 24. Natürlichsprachige Aussage: Die Webseite „http://www.example.org“ hat einen Urheber namens Jan Wieners. Die Aussage besteht aus dem Gegenstand der Aussage, einer Eigenschaft des Gegenstandes und einem Wert für diese Eigenschaft. In RDF Terminologie wird der Gegenstand der Aussage als Subjekt (subject), die Eigenschaft als Prädikat (predicate) und Wert der Eigenschaft als Objekt (object) bezeichnet.  Subjekt, Prädikat und Objekt bilden ein Tripel. RDF Grundkonzepte
  25. 25. Ein oder mehrere Tripel bilden einen RDF- Graphen: RDF (Graphen)modell Subject A Object A Predicate A Object B Predicate B
  26. 26.  Bestandteile der Aussage getrennt von Leerzeichen  URI in spitzen Klammern  Eigenschaftswerte in Anführungszeichen  Standardnotationsformate: N-Triple, Turtle, etc. „Das HTML-Dokument index.html wurde von Jan Wieners erstellt“: ex:index.html dc:creator “Jan Wieners“ N-Tripel Notation
  27. 27. Namespaces / Namensräume  Klassen und Eigenschaften unterhalb des gleichen URI bilden einen Namespace. Beispiel: Dublin Core  http://purl.org/dc/elements/1.1/title  http://purl.org/dc/elements/1.1/creator  http://purl.org/dc/elements/1.1/date FOAF  http://xmlns.com/foaf/0.1 RDF
  28. 28. Intention:  Globaler, eindeutiger Bezeichner für Entitäten  Unterklassen: URL, URN Beispiele:  http://de.wikipedia.org/wiki/Uniform_Resource_Ide ntifier  urn:isbn:4-7980-1224-6 Uniform Resource Identifier (URI)
  29. 29. <?xml version="1.0"?> <RDF> <Description about="http://www.hki.uni-koeln.de/wieners"> <author>Jan Wieners</author> <homepage> http://www.hki.uni-koeln.de </homepage> </Description> </RDF> RDF (reduziert, ohne Namensräume) Ressource (resource)  Worum geht‘s?
  30. 30. <?xml version="1.0"?> <RDF> <Description about="http://www.hki.uni-koeln.de/wieners"> <author>Jan Wieners</author> <homepage> http://www.hki.uni-koeln.de </homepage> </Description> </RDF> RDF (reduziert, ohne Namensräume) Ressource (resource)  Worum geht‘s? Eigenschaft (property)
  31. 31. <?xml version="1.0"?> <RDF> <Description about="http://www.hki.uni-koeln.de/wieners"> <author>Jan Wieners</author> <homepage> http://www.hki.uni-koeln.de </homepage> </Description> </RDF> RDF (reduziert, ohne Namensräume) Ressource (resource)  Worum geht‘s? Eigenschaft (property) Eigenschaftswert (property value)
  32. 32. <?xml version="1.0"?> <RDF> <Description about="http://www.hki.uni-koeln.de/wieners"> <author>Jan Wieners</author> <homepage> http://www.hki.uni-koeln.de </homepage> </Description> </RDF> RDF (reduziert, ohne Namensräume) Ressource (resource)  Worum geht‘s? Eigenschaft (property) Eigenschaftswert (property value) RDF-Statement = Ressource + Eigenschaft + Eigenschaftswert „Jan Wieners ist der Autor von http://www.hki.uni- koeln.de/wieners“
  33. 33. RDF (mit Namensräumen) <?xml version="1.0"?> <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:hki="http://www.hki.uni-koeln.de"> <rdf:Description rdf:about="http://www.hki.uni- koeln.de/ITZert"> <hki:author>Jan Wieners</hki:author> <hki:homepage>http://www.hki.uni- koeln.de/wieners</hki:homepage> </rdf:Description> </rdf:RDF>
  34. 34. RDF/XML, Praxisbeispiel: Friend of a Friend (FOAF)
  35. 35. „The FOAF ("Friend of a Friend") project is a community driven effort to define an RDF vocabulary for expressing metadata about people, and their interests, relationships and activities.” Grundaufbau eines FOAF-Dokumentes: RDF / XML und FOAF <?xml version="1.0"?> <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:rdfs="http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#" xmlns:foaf="http://xmlns.com/foaf/0.1/"> <!– Hier kommt das FOAF-XML rein --> </rdf:RDF>
  36. 36. Hinzufügen einer Person und eines Namens: RDF / XML und FOAF <?xml version="1.0"?> <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:rdfs="http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#" xmlns:foaf="http://xmlns.com/foaf/0.1/"> <foaf:Person> <foaf:name>Jan Wieners</foaf:name> </foaf:Person> </rdf:RDF>
  37. 37. Hinzufügen einer Email-Adresse: RDF / XML und FOAF <?xml version="1.0"?> <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:rdfs="http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#" xmlns:foaf="http://xmlns.com/foaf/0.1/"> <foaf:Person> <foaf:name>Jan Wieners</foaf:name> <foaf:mbox rdf:resource="mailto:jan.wieners@uni-koeln.de"/> </foaf:Person> </rdf:RDF>
  38. 38. Relationen zu anderen Personen ergänzen: <?xml version="1.0"?> <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:rdfs="http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#" xmlns:foaf="http://xmlns.com/foaf/0.1/"> <foaf:Person> <foaf:name>Jan Wieners</foaf:name> <foaf:mbox rdf:resource="mailto:jan.wieners@uni-koeln.de"/> </foaf:Person> <foaf:Person rdf:nodeID="Joyce"> <foaf:name>James Joyce</foaf:name> <rdfs:seeAlso rdf:resource="http://www.example.com/jamesjoyce.rdf"/> </foaf:Person> <foaf:Person rdf:nodeID="Jan"> <foaf:name>Jan Wieners</foaf:name> <foaf:knows rdf:nodeID="Joyce"/> <foaf:knows> <foaf:Person rdf:nodeID="Murakami"> <foaf:name>Haruki Murakami</foaf:name> </foaf:Person> </foaf:knows> </foaf:Person> </rdf:RDF>
  39. 39. SPARQL – SPARQL Protocol And RDF Query Language Ein Beispiel(vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/SPARQL): PREFIX abc: <http://example.com/exampleOntology#> SELECT ?capital ?country WHERE { ?x abc:cityname ?capital; abc:isCapitalOf ?y . ?y abc:countryname ?country ; abc:isInContinent abc:Africa . } Abfrage von Informationen
  40. 40. /
  41. 41.  http://de.wikipedia.org/wiki/Tim_Berners- Lee#/media/File:Sir_Tim_Berners-Lee.jpg (Paul Clarke) Bildnachweise

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