Das Dokument behandelt Semantic Web Technologien, insbesondere das Resource Description Framework (RDF) als bevorzugtes Datenmodell, welches graphenbasierte Strukturen anstelle von hierarchischen Baumstrukturen verwendet. Es werden die Komponenten von RDF wie Ressourcen, Literale und Eigenschaften erläutert, sowie die verschiedenen Serialisierungsformate wie RDF/XML und Turtle beschrieben. Zudem werden Probleme und Lösungen bei der Verarbeitung und Speicherung von RDF-Daten thematisiert.

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

2. Sprachen des Semantic Web RDF Resource Description Framework

3. Sprachen des Semantic Web - RDF XML verwendet Baumstrukturen zur Darstellung von Informationen

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

5. Baumstrukturen können gezielt durchsucht und verarbeitet werden

6. Sprachen des Semantic Web - RDF Die Baumstruktur von XML hat aber auch Nachteile Modellierung von Sachverhalten oft unklar / uneinheitlich

7. Beispiel: Das Auto-Modell “Golf” wird von Volkswagen hergestellt: <stelltHer> <Hersteller>Volkswagen</Hersteller> <Modell>Golf</Modell> </stelltHer> <Hersteller name=”Volkswagen”> <stelltHer Modell=”Golf /> </Hersteller> <Modell> <Name>Golf</Name> <Hersteller>Volkswagen</Hersteller> </Modell>

8. Sprachen des Semantic Web - RDF Daraus resultieren diverse Probleme: Die Beschreibung der Daten ist nicht intuitiv

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

10. Die Informationen im WWW sind dezentral organisiert und folgen nicht unbedingt einer hierarchischen Struktur => Baumstruktur ist für das Semantic Web als Datenmodell nicht geeignet

11. Sprachen des Semantic Web - RDF Das Semantic Web verwendet Graphen an Stelle von Bäumen als Datenmodell Menge von Knoten, verbunden durch gerichtete Kanten/Pfeile

12. Sowohl Knoten als auch Kanten haben eindeutige Bezeichner Beispiel:

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

14. Sprachen des Semantic Web - RDF RDF Offizieller Standard des W3C Alle wichtigen Dokumente dazu unter: http://www.w3.org/RDF/

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)

19. Sprachen des Semantic Web - RDF Bestandteile von RDF Ressourcen / Resources Etwas, das beschrieben werden soll -> Die Knoten Literale / Literals Datenwerte ohne separate Existenz Eigenschaften / Properties Die Beziehungen zwischen Ressourcen und anderen Ressourcen oder Literalen -> gerichtete Kanten URIs (Uniform Resource Identifiers) Eindeutige Identifizierung von Ressourcen und Properties Leere Knoten / Blank Nodes Ressourcen, denen (u.U. noch) keine URI zugewiesen ist

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

21. Müssen bei der Verarbeitung besonders behandelt werden

22. Sprachen des Semantic Web - RDF Literale Repräsentation von Datenwerten

23. Darstellung von Zeichenketten

24. Können einen Datentyp besitzen (siehe XSD)

25. Wenn kein Datentyp angegeben wird, behandelt man Literale meist als Zeichenketten (ist aber nicht genauer definiert) Es können keine Aussagen über Literale getroffen werden! http://example.org/wirdHergestelltVon http://example.org/hatFirmensitzIn http://example.org/wirdProduziertSeit http://example.org/anzahlModellGenerationen http://vw.de/Modelle#Golf http://autohersteller.de/Volkswagen “ Wolfsburg” 1974 6

26. Sprachen des Semantic Web - RDF Probleme: Darstellung als Grafik nur sinnvoll, solange der Graph recht klein ist Praktisch bestehen Datensätze aber aus Tausenden oder Millionen von Kanten und Knoten Zur Verarbeitung in Maschinen denkbar ungeeignet

27. Wie speichert man einen Graphen? Lösung Zerlegung des Graphen in kleine Bestandteile

28. Überführung der Bestandteile in Zeichenketten

29. Nacheinander abspeichern

30. Sprachen des Semantic Web - RDF Wie unterteilt man Graphen? Grundsätzlich mehrere Ansätze möglich

31. Im Falle des Semantic Web wird ein Graph in Aussagen unterteilt -> Bestandteile von RDF Graphen sind Aussagen/Statements in Form von Triplen

32. Sprachen des Semantic Web - RDF RDF-Triple

33. Ähnlich wie in der Linguistik

34. Erlaubte Belegung: Subjekt: URI oder leerer Knoten

35. Prädikat: URI

36. Objekt: URI, leerer Knoten oder Literal Durch eindeutige Bezeichnung von Knoten und Kanten kann ursprünglicher Graph wieder aus Liste von Triplen rekonstruiert werden http://example.org/wirdHergestelltVon Prädikat Objekt Subjekt http://vw.de/Modelle#Golf http://autohersteller.de/Volkswagen

37. Sprachen des Semantic Web - RDF Beispiel: http://example.org/wirdHergestelltVon http://example.org/hatFirmensitzIn http://example.org/wirdProduziertSeit http://example.org/anzahlModellGenerationen http://vw.de/Modelle#Golf http://autohersteller.de/Volkswagen “ Wolfsburg” 1974 6 http://autohersteller.de/Volkswagen http://vw.de/Modelle#Golf http://vw.de/Modelle#Golf

38. Sprachen des Semantic Web - RDF Serialisierung von Triplen RDF beschränkt sich nicht auf ein einzelnes Format zur Serialisierung

39. N3 / N-Triples / Turtle Simple Auflistung von Triplen RDF/XML Serialisierung der Triple nach XML RDFa (RDF in attributes) Einbettung von Triplen in (X)HTML Und viele andere: TriX

40. TriG

41. RDF/JSON

42. RDF/YAML ;-)

43. ...

44. Sprachen des Semantic Web - RDF N3 / N-Triples / Turtle Darstellung von RDF-Graphen als Ansammlung von Triplen

45. N3 (Notation 3) 1998 von Tim Berners-Lee vorgeschlagen

46. Beinhaltet auch komplexe Ausdrücke wie Pfade und Regeln N-Triples 2004 als offizielle Recommendation des W3C verabschiedet

47. Teilmenge von N3 mit weniger Komplexität Turtle N-Triples hatte zu wenig Funktionalität

48. -> Turtle erweitert N-Triples z.B. Um eine Kurzschreibweise N-Triples und Turtle sind im Wesentlichen Teile von N3

49. Sie beschränken sich allerdings auf zulässige RDF-Graphen