Vorlesung Semantic Web Technologien, HTWG Konstanz WS 2009/2010. Veranstaltung #3 Mit dem Resource Description Framework (RDF) steigen wir nun richtig in die Sprachen des Semantic Web ein. Es wird der Graph als Datenmodell des RDF und dessen Zerlegung in Triple aus Subjekt, Prädikat und Objekt behandelt. Mit RDF/XML, Turtle und RDFa werden die wichtigsten Serialisierungsformate für RDF-Graphen besprochen. Anschließend beschäftigen wir uns mit den Details von RDF wie der Behandlung von Literalen (inkl. Datatypes und Sprachangaben), Blind Nodes, Listen und Collections.

1. Semantic Web Technologien Lehrveranstaltung Semantic Web Technologien WS 2009/10 HTWG Konstanz

2. Sprachen des Semantic Web RDF Resource Description Framework

4. Hervorragend geeignet zur Organisation hierarchischer Daten (Wie beispielsweise in Dokumenten)

5. Baumstrukturen können gezielt durchsucht und verarbeitet werden

9. Probleme beim Zusammenführen von Daten aus mehreren Quellen (Datenintegration)

13. Dieses Datenmodell wird als RDF (Resource Description Framework) bezeichnet http://example.org/wirdHergestelltVon http://vw.de/Modelle#Golf http://autohersteller.de/Volkswagen

15. Zunächst nur zur Beschreibung von Metadaten über Webseiten gedacht

16. Codierung von strukturierten Informationen

17. Universell, maschinenlesbar, zum Austausch geeignet

18. Kann in diverse Formate “serialisiert” werden (zum Beispiel, aber nicht nur, XML – Dazu später mehr)

20. Erlauben Aussagen über Dinge, die wir nicht genau identifizieren können oder wollen

21. Müssen bei der Verarbeitung besonders behandelt werden

23. Darstellung von Zeichenketten

24. Können einen Datentyp besitzen (siehe XSD)

28. Überführung der Bestandteile in Zeichenketten

29. Nacheinander abspeichern

33. Ähnlich wie in der Linguistik

35. Prädikat: URI

40. TriG

41. RDF/JSON

42. RDF/YAML ;-)

43. ...

49. Sie beschränken sich allerdings auf zulässige RDF-Graphen

51. URIs werden in spitze Klammern eingefasst

52. Literale werden in Anführungszeichen gestellt

55. Es empfiehlt sich, verständliche Abkürzungen zu wählen

60. RDF wird trotzdem am häufigsten nach XML serialisiert

62. Jede Programmiersprache unterstützt XML

64. ABER: XML ist hierarchisch aufgebaut

65. -> Kodierung von RDF-Triplen muss ebenfalls hierarchisch erfolgen

68. Mit Attribut “ID” kann einer Ressource innerhalb eines Dokuments eine feste ID zugewiesen werden, die von anderen Triplen referenziert werden kann.

69. Eine ID darf nur einmal innerhalb eines Dokuments vorkommen

70. Der Wert von “ID” entspricht dem Fragment-Teil einer URI

71. “about” und “ID” dürfen nicht gleichzeitig bei einem Description-Element vorkommen

72. Empfehlung: Auf ID weitestgehend verzichten (Außer bei der Erstellung von Vokabularen)

76. rdf:resource zur Referenzierung von Ressourcen <?xml version=”1.0” encoding=”utf-8”?> <rdf:RDF xmlns:rdf=” http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns #” xmlns:ex=” http://example.org/ ” xmlns:vwmodell=” http://vw.de/Modelle #” xmlns:hersteller=” http://autohersteller.de/ ” > <rdf:Description rdf:about=” http://vw.de/Modelle#Golf ” ex:anzahlModellGenerationen=”6” ex:wirdProduziertSeit=”1974” > <ex:wirdHergestelltVon rdf:resource=”http://www.autohersteller.de/Volkswagen” /> </rdf:Description> <rdf:Description rdf:about=”http://www.autohersteller.de/Volkswagen” ex:hatFirmensitzIn=”Wolfsburg” /> </rdf:RDF>

78. Dies können wir in Attributwerten verwenden <?xml version=”1.0” encoding=”utf-8”?> <!DOCTYPE rdf:RDF [ <!ENTITY rdf &quot; http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns #&quot;> <!ENTITY vwmodell “http://vw.de/Modelle#”> <!ENTITY hersteller “http://autohersteller.de/”> ]> <rdf:RDF xmlns:rdf=” http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns #” xmlns:ex=” http://example.org/ ” xmlns:vwmodell=” http://vw.de/Modelle #” xmlns:hersteller=” http://autohersteller.de/ ” > <rdf:Description rdf:about=”&vwmodell;Golf”> <ex:wirdHergestelltVon> <rdf:Description rdf:about=”&hersteller;Volkswagen” > <ex:hatFirmensitzIn>Wolfsburg</ex:hatFirmensitzIn> </rdf:Description> </ex:wirdHergestelltVon> </rdf:Description> </rdf:RDF>

81. Kontrolliert RDF/XML Dokumente auf Gültigkeit

82. Gibt in XML-Dokument enthaltene Triple aus

83. Kann eine grafische Darstellung des Graphs erstellen:

90. Beispiel: xsd:decimal

91. Bei xsd:decimal gilt “3.14” = “+03.14”

92. Bei xsd:String gilt das nicht! “ 3.14” “ 3.14000” “ +03.14” “ -2.5 “ 100.00” 3,14 -2,5 100 Lexikalischer Bereich Wertebereich

94. Datentypen werden identifiziert durch URIs

95. Datentypen sind frei wählbar

96. Datentypen können selbst bestimmt werden

99. Turtle: @prefix xsd: < http://www.w3.org/2001/XMLSchema #> . < http://example.org/persons#12343 > < http://example.org/Geburtstag > “1981-06-21”^^xsd:date .

100. XML <rdf:Description rdf:about=” http://example.org/persons#12343 > <ex:Geburtstag rdf:datatype=” http://www.w3.org/2001/XMLSchema#date ”> 1981-06-21 </ex:Geburtstag> </rdf:Description> http://example.org/Geburtstag http://example.org/persons#12343 “ 1981-06-21”^^http://www.w3.org/2001/XMLSchema#date

102. Hat spezielle Syntax in RDF/XML: <rdf:Description rdf:about=”&vwmodell;Golf”> <ex:Herstellername rdf:parseType=”Literal”> <b>VW</b> - Volkswagen </ex:Herstellername> </rdf:Description>

104. -> Entweder Datentyp oder Sprachangabe

105. Beispiel: <rdf:Description rdf:about=”&vwmodell;Golf”> <ex:ModellName xml:lang=”de”>Golf</ex:ModellName> <ex:ModellName xml:lang=”en”>Rabbit</ex:ModellName> </rdf:Description>

107. Erster Modellierungsversuch:

108. @prefix ex: < http://example.org > . ex:Chutney ex:hatZutat “450g grüne Mango”, “1TL Cayennepfeffer” .

111. Zweiter Modellierungsversuch:

112. @prefix ex: < http://example.org > . ex:Chutney ex:hatZutat ex:grueneMango; ex:Menge “450g” ; ex:hatZutat ex:Cayennepfeffer; ex:Menge “1TL” .

113. Noch schlimmer, da keine Zuordnung mehr zwischen Menge und konkreter Zutat mehr möglich ist

115. Direkte Darstellung innerhalb von RDF nicht möglich

116. Lösung: Einführung von Hilfsknoten Gericht Zutat Menge Chutney Grüne Mango 450g Chutney Cayennepfeffer 1TL

118. Turtle Syntax (verwendet rdf:value): @prefix ex: < http://example.org > . @prefix rdf: < http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns #> . ex:Chutney ex:hatZutat ex:ChutneyZutat1 . ex:ChutneyZutat1 rdf:value ex:grueneMango ; ex:Menge “450g” . http://example.org/hatZutat http://example.org/Menge http://example.org/Zutat http://example.org/Chutney http://example.org/ChutneyZutat1 450g http://example.org/grueneMango

120. Häufig verwendet bei Hilfsknoten

121. Siehe letztes Beispiel: http://example.org/hatZutat http://example.org/Menge http://example.org/Zutat http://example.org/Chutney 450g http://example.org/grueneMango

123. Verkürzt <rdf:Description rdf:about=”&ex;Chutney”> <ex:hatZutat rdf:nodeID=”id1” > <ex:Zutat rdf:resource=”&ex;grueneMango” /> <ex:Menge>450g</ex:Menge> </ex:hatZutat> </rdf:Description>

125. Verkürzt @prefix ex: < http://example.org > . ex:Chutney ex:hatZutat [ ex:Zutat ex:grueneMango ; ex:Menge “450g” ].

130. In RDF/XML (verkürzt) <rdf:Description rdf:about=”&ex;SemanticWeb”> <ex:Autoren> <rdf:Seq> <rdf:li rdf:resource=”&ex;Hitzler” /> <rdf:li rdf:resource=”&ex;Krötzsch” /> <rdf:li rdf:resource=”&ex;Rudolph” /> <rdf:li rdf:resource=”&ex;Sure” /> </rdf:Seq> </ex:Autoren> </rdf:Description> ex:Autoren rdf:type rdf:_1 rdf:_2 rdf:_3 rdf:_4 ex:Rudolph rdf:Seq ex:Hitzler ex:Krötzsch ex:SemanticWeb ex:Sure

133. rdf:Bag ungeordnete Menge, reihenfolge nicht von Belang

134. rdf:Alt Menge alternativer Möglichkeiten aus denen immer nur eine Relevanz besitzt

136. Zerlegung der Liste in Kopfelemente und Restliste

137. Wenn Restliste = rdf:nil, ist das Ende erreicht ex:Autoren rdf:first rdf:rest rdf:rest rdf:rest rdf:rest rdf:first rdf:first rdf:first ex:Rudolph rdf:nil ex:Hitzler ex:Krötzsch ex:SemanticWeb ex:Sure

139. Turtle @prefix ex: < http://example.org > . ex:SemanticWeb ex:Autoren ( ex:Hitzler ex:Krötzsch ex:Rudolph ex:Sure ) .

142. XMP (Adobe)

143. SVG

145. Weitgehend syntaxunabhängige Darstellung durch abstraktes, graphenbasiertes Datenmodell

147. Es besteht praktisch keine Möglichkeit zur Codierung von Schemawissen -> Siehe RDF Schema

148. Sprachen des Semantic Web - RDF Noch Fragen ?

150. RDF Webseite http://www.w3.org/RDF/

151. Resource Description Framework Primer F. Manola, E. Miller W3C Recommendation, 10 th February 2004 http://www.w3.org/TR/rdf-primer

152. RDF Planet – Blogs zum Thema RDF / Semantic Web http://www.planetrdf.com/