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Semantic Web Technologien




                                    Lehrveranstaltung


          Semantic Web Technologien
                                              SS 2010
                                      HTWG Konstanz




Semantic Web Technologien   Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010   XML
Sprachen des Semantic Web




                                              XML
          Syntaktische Grundlagen für das Semantic Web




Semantic Web Technologien   Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010   XML
Sprachen des Semantic Web - XML



      ●
          eXtensible Markup Language

      ●
          Offizielle Recommendation des W3C beschreibt
           –   Maschinenlesbare Dokumente
           –   Klasse von Objekten → XML Dokumente
           –   Verhalten von Software, die XML Dokumente verarbeitet




Semantic Web Technologien   Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010   XML
Sprachen des Semantic Web - XML

   ●
       Markup-Sprachen:
        –   Versehen von Text-Dokumenten mit zusätzlichen Informationen
        –   Auszeichnen / Annotieren → Metadaten

   ●
       Tags (engl. Etikett / Schild ) zeichnen Teile eines
       Dokuments aus

   ●
       Beispiel HTML:
        –   Formatierung z.B. mit <i> (kursiv) und <b> (fettgedruckt)
              ●
                  <i>Diese Vorlesung</i> hat das Thema <b>Semantic Web</b>.
              ●
                  Diese Vorlesung hat das Thema Semantic Web.
        –   HTML hat eine feste Menge von Tags (Vokabular)
        –   Programme verwenden genau diese Tags


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Sprachen des Semantic Web - XML


    ●
        XML verwendet wie HTML Tags

    ●
        HTML definiert Darstellung/Formatierung
    ●
        XML definiert die logische Struktur von Dokumenten

    ●
        Mit XML kann man (beliebige) Markup-Sprachen
        definieren
    ●
        Beispiel: XHTML = XML basiertes HTML

    ●
        Bei XML können die Tags selbst/frei definiert werden



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Sprachen des Semantic Web - XML




      ●
          Beispiel:

          <V o rles ung >Diese Vorlesung</V o rles ung >
          behandelt das Thema
          <T hem a >Semantic Web Technologien</T hem a >




Semantic Web Technologien   Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010   XML
Sprachen des Semantic Web - XML



      ●
          XML bietet eine einfache und universell
          einsetzbare Möglichkeit, Daten zu speichern,
          elektronisch zu verbreiten und zu verarbeiten.

      ●
          XML ist ein universelles Daten-Austauschformat

      ●
          Praktisch jedes Datenmodell kann nach XML
          serialisiert werden.




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Sprachen des Semantic Web - XML


      ●
          Jede Programmiersprache bietet Konstrukte oder
          Bibliotheken zum Umgang mit XML

      ●
          Es gibt eine große Anzahl an XML-Anwendungen
          und XML Vokabularien
           –   Die meisten neu eingeführten Dateiformate basieren auf XML
           –   Beispiel:    Neues MS Office-Dateiformat

      ●
          Bezug zum Semantic Web:
           –   Syntax-Definitionen von RDF(S) und OWL




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Sprachen des Semantic Web - XML


      ●
          Aufbau von XML-Dokumenten

           –   XML-Deklaration:
                     <?xml version=”1.0” encoding=”utf-8”?>


           –   Optional: DOCTYPE-Definition


           –   Öffnen des XML-Wurzelelement (bei (X)HTML: <html> )
                 ●
                     Inhalt
           –   Schließen des XML-Wurzelelements (bei (X)HTML: </html>)




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Sprachen des Semantic Web - XML


      ●
          XML-Elemente
           –   Beginnen mit einem Start-Tag

           –   Enden mit einem End-Tag

           –   Tags sind XML!-Namen, welche in spitze Klammern
               eingeschlossen sind

           –   Alles zwischen Start-Tag und End-Tag nennt man Inhalt

           –   Beispiel:

                   <P ers o n>Steffen Schloenvoigt</P ers o n>




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      ●
          XML-Elemente können Daten enthalten,
          aber auch andere Elemente
      ●
          Beliebig tiefe Verschachtelung der Elemente
          möglich
      ●
          XML-Elemente ohne Inhalt können zumeist mit
          selbstschließenden Tags gekennzeichnet werden
           –   Beispiel:
               <Person></Person> = <Person />




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Sprachen des Semantic Web - XML




        ●
            Syntaktisches zu XML:
             –   Jedes XML-Dokument hat genau ein Wurzelelement

             –   Alles andere (weitere Elemente, Texte, Daten ) muss sich
                 innerhalb dieses Wurzelelements befinden!

             –   Jedes geöffnete Element muss wieder geschlossen werden!
                 (Ausnahme: selbstschließende Elemente)




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      ●
          Syntaktisches zu XML-Namen:
           –   Müssen mit einem Buchstaben oder mit _ beginnen

           –   Dürfen neben Buchstaben u.a. auch Zahlen enthalten

           –   Keine Längenbeschränkung

           –   Unterscheidung zwischen Groß-/ Kleinschreibung:
                  <Person> ‡ <person> ‡ <PERSON>

           –   Empfehlung: XML-Namen immer klein schreiben

           –   Umlaute nicht verwenden !




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    ●
        XML-Attribute
          –   Angabe von Eigenschaften bzw. zusätzlichen Informationen zu
              einem XML-Element
          –   Verwendung innerhalb von Start-Tags oder selbstschließenden
              Elementen (nicht in End-Tags)
          –   Namen der Attribute sind ebenfalls XML-Namen
                  → selbe syntaktische Einschränkungen
          –   Beispiel:
                  <Person status=”Lehrbeauftragter”>Steffen Schloenvoigt</Person>
    ●   Spezielles Attribut xml:lang
          –   Vordefiniert in XML
          –   Spezifiziert die Sprache eines Elements
          –   Werte sind die üblichen Ländercodes (de, en, fr, it, … )


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Sprachen des Semantic Web - XML


    ●
        Beispiel:

            <?xml version=”1.0” encoding=”utf-8”?>
            <Personen>
               <Person status=”Lehrbeauftrager”>
                   <Name>Steffen Schloenvoigt</Name>
                   <Organisation xml:lang=”de”>
                       Hochschule Konstanz (HTWG)
                   </Organisation>
                   <Organisation xml:lang=”en”>
                       University of Applied Sciences, Constance
                   </Organisation>
               </Person>
            </Personen>



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      ●
          Übung – Wo sind die Fehler?




              <Liste laenge=”4”>
                <ListenEintrag pos=”1”>
                   <Element/>Lorem ipsum<element/>
                </Listeneintrag>
                <listeneintrag pos=”3”/>
              </Liste>




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Sprachen des Semantic Web - XML
      ●
          Übung – Wo sind die Fehler?




              <Liste laenge=”4”>
                <ListenEintrag pos=”1”>
                   <Element/>Lorem ipsum<element/>
                </Listeneintrag>
                <listeneintrag pos=”3”/>
              </Liste>




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      ●
          Daten als Elemente oder als Attribut speichern?
           –   Oft unklar, was besser ist
                     <Person name=”Steffen Schloenvoigt” />
                     <Person>Steffen Schloenvoigt</Person>
           –   Faustregel:
                 ●
                     Falls Daten bereits eine eigene Struktur aufweisen:
                       Verschachtelte Element nehmen!
           –   Attribute besitzen keinerlei Struktur
           –   Attributen kann nichts hinzugefügt werden
           –   Attribute am besten dann nehmen, wenn etwas über ein
               Element ausgesagt werden soll
           –   Attribut-Namen gelten immer nur für das Element, in dem
               sie definiert sind




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      ●
          Wohlgeformtheit von XML:

           –   Syntaktisch richtiges XML wird als wellformed/wohlgeformt
               bezeichnet. Dazu gehört:
                 ●
                     XML-Deklaration
                 ●
                     Wurzelelement
                 ●
                     Korrekte Verschachtelung
                 ●
                     Korrekte Benamung

           –   Alle XML-Dokumente müssen wohlgeformt sein, damit sie
               von Software problemlos verarbeitet werden können




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   ●
       Übung:

           <?xml version=”1.0” encoding=”UTF-8”?>
           <!DOCTYPE html PUBLIC
           “-//W3C/DTD XHTML 1.0 Transitional//EN”
           “http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1/transitional.dtd”>
           <html xmlns=”http://www.w3.org/1999/xhtml”>
           <head>
             <title>Kontrollieren Sie Ihr HTML!</title>
           </head>
           <body>
             <h3>HTML-Check des W3C</h3>
             <b>Kostenloser HTML-Check:<br/>
             <i>http://validator.w3.org/</b></i>
           </body>
           </html>


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Sprachen des Semantic Web - XML
   ●
       Datenmodell von XML: Baumstruktur
   ●
       Jeder Tag entspricht einem benamten Knoten
   ●
       Jedes verschachtelte Tag entspricht einem
       Kindknoten
                                                                                                <html>
   ●
       Beispiel DOM-Baum einer HTML Datei:                                                       <head>
                                                                                                  <title>
                                                                                                    Beispiel
                                                                                                  </title>
                                                                                                  <meta name=”... />
                                                                                                  <style type=... />
                                                                                                 </head>
                                      html                                                       <body>
                                                                                                  <h1>Gefahr!</h1>
                                                                                                  <p>
                                                                                                    Klick
                 head                                         body                                  <a href=...>hier</a>
                                                                                                    wenn du dich traust.
                                                                                                  </p>
         title          meta     style                  h1              p                        </body>
                                                                                                </html>



    Beispiel                                        Gefahr !          Klick               a             wenn du dich traust.

                                                                                         hier

Semantic Web Technologien      Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010                                     XML
Sprachen des Semantic Web - XML


      ●
          Wie kann man die Struktur / das Vokabular eines
          XML Dokuments vorgeben?


          → DOCTYPE Definition
           –   Einfache Möglichkeit, eine kontextfreie Grammatik in
               Backus-Naur-Form zu definieren

          → XML-Schema Dokumente
           –   XML-basiert, neuer und mehr Möglichkeiten als bei DTDs




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      ●
          DOCTYPE Definition:
           –   Welche Elemente und Attribute sind überhaupt erlaubt
           –   Wie dürfen Elemente ineinander verschachtelt werden
           –   Welche Attribute sind für welches Element zulässig


      ●
          Überprüfung durch spezielle Parser möglich
               → validierender XML-Parser
           –   Beispielsweise: W3C (X)HTML Validator
                 ●
                     http://validator.w3.org/
                 ●
                     Prüft neben Wohlgeformtheit auch korrekte Verschachtelung




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      ●
          Beispiel DTD:
              <!ELEMENT Personen (Person+)>
              <!ELEMENT Person (Name? , Organisation* )>
              <!ELEMENT Name (#PCDATA)>
              <!ELEMENT Organisation (#PCDATA)>

              <!ATTLIST Person status CDATA #REQUIRED>
              <!ATTLIST Organisation xml:lang CDATA “de”>
      ●
          Modifikatoren:
                       Modifikator          Auftreten der Kindelemente
                             +              Mindestens einmal
                             *              Keinmal oder beliebig oft
                             ?              Keinmal oder genau einmal




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      ●
          Beispiel DTD:
           –   <!ELEMENT Personen (Person+)>
               <!ELEMENT Person (Name?, Organisation*)>
               <!ELEMENT Name (#PCDATA)>
               <!ELEMENT Organisation (#PCDATA)>

               <!ATTLIST Person status CDATA #REQUIRED>
               <!ATTLIST Organisation xml:lang CDATA “de”>


      ●
          PCDATA: “Parsable Character DATA”
           –   Textueller Inhalt

      ●
          CDATA: Character Data
           –   Beliebige Zeichenketten

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Sprachen des Semantic Web - XML


      ●
          Beispiel DTD:
           –   <!ELEMENT Personen (Person+)>
               <!ELEMENT Person (Name?, Organisation*)>
               <!ELEMENT Name (#PCDATA)>
               <!ELEMENT Organisation (#PCDATA)>

               <!ATTLIST Person status CDATA #REQUIRED>
               <!ATTLIST Organisation xml:lang CDATA “de”>

      ●
          Zusätze zu Attributen:
           –   #REQUIRED:         Attribut muss unbedingt angegeben werden
           –   #FIXED “...”:      Feste Vorgabe eines Attribut-Werts
           –   #IMPLIED           Attribut muss keinen Wert besitzen


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Sprachen des Semantic Web - XML
      ●
          XML-Entitäten
           –   Definition von Abkürzungen, Sonderzeichen
           –   Wird durch Name- / Wertpaar spezifiziert
           –   &name; referenziert den Wert
           –   Beispiel:
                 ●
                     <!ENTITY htwg “Hochschule Konstanz – Hochschule für Technik,
                       Wirtschaft und Gestaltung” >
                 ●
                     Im XML-Dokument kann nun & htw g ; verwendet werden, um
                       den langen Text zu referenzieren.
           –   Oft werden auch Sonderzeichen auf diese Weise “escaped”
                     Entity           Wert
                     &lt; bzw
                                      < bzw >
                     &gt;
                     &nbsp;           Leerzeichen
                     &szlig;          ß
                     &copy;           ©


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      ●
          Einbindung von DTDs:

           –   Direkt im XML-Dokument nach der XML-Deklaration
           –   Form:
                 ●
                     <!DOCTYPE WurzelElement [...]>
                 ●
                     Statt “...” die Definition einfügen
           –   Alternativ:
                 ●
                     <!DOCTYPE WurzelElement SYSTEM “definitionfile.dtd”>
                 ●
                     Auslagerung der Definition in separate Datei
                      Vorteil: Wiederverwendbar




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       XML-Schema-Definition (XSD)
          –   Soll DTDs mittelfristig ersetzen
          –   Ähnliche Grundfunktionalitäten wie DTDs
          –   Viel zusätzliche Funktionalität. Beispielsweise:
                ●
                    Angabe der exakten Anzahl von erlaubten verschachtelten
                     Elementen (statt +,*,?)
                ●
                    Gruppierung von Elementen, sodass immer nur eines dieser
                      Elemente auftreten darf
                ●
                    XML-Schema-Datentypen (integer, string, date …) nutzen und
                     erweitern
                ●
                    Einbindung externer Definition → Modularisierung

          –   XML-Schema-Definitionen werden selbst in XML verfasst!!!
                    → Infrastuktur für die Verarbeitung von XML kann genutzt werden



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      ●
          Beispiel einer XML-Schema-Definition:
          <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
          <schema targetNamespace="http://www.example.com/api/schema/contact/1.0"
              xmlns="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
              xmlns:tns="http://www.example.com/api/schema/contact/1.0"
              xmlns:general="http://www.example.com/api/schema/general/1.0"
              elementFormDefault="qualified" attributeFormDefault="unqualified">
           <import namespace="http://www.example.com/api/schema/general/1.0"
               schemaLocation="general.xsd"/>

           <simpleType name="ContactMethodType">
            <restriction base="string">
             <enumeration value="Telefon"/>
             <enumeration value="Mobil"/>
             <enumeration value="EMail"/>
             <enumeration value="Brief"/>
            </restriction>
           </simpleType>

           <complexType name="ContactFormRequest">
            <annotation><documentation>Daten eines Kontaktforumlars</documentation></annotation>
            <sequence>
             <element name="salutation" type="string">
               <annotation><documentation>Anrede</documentation></annotation>
             </element>
             <element name="firstName" type="string" minOccurs="0">
               <annotation><documentation>Vorname</documentation></annotation>
             </element>
             <element name="lastName" type="string">
               <annotation><documentation>Nachname</documentation></annotation>
             </element>
             ...
             <element name="preferredContact" type="tns:ContactMethodType">
               <annotation><documentation>Bevorzugte Kontaktmethode</documentation></annotation>
             </element>
             <element name="Address" type="general:Address" minOccurs="0">
               <annotation><documentation>Adresse</documentation></annotation>
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  XSD-Datentypen




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      ●
          Übung:

              <!DOCTYPE kochbuch [
              <!ELEMENT kochbuch (rezept)+ >
              <!ELEMENT rezept (rezepttyp, titel, zutat+, arbeitsschritt+) >
              <!ELEMENT titel (#PCDATA) >
              <!ELEMENT zutat (#PCDATA) >
              <!ELEMENT arbeitsschritt (#PCDATA) >
              <!ATTLIST arbeitsschritt nummer CDATA #REQUIRED >
              <!ELEMENT rezepttyp EMPTY >
              <!ATTLIST rezepttyp name CDATA #REQUIRED >
              ]>




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      ●
          Übung:

              <!DOCTYPE kochbuch [
              <!ELEMENT kochbuch (rezept)+ >
              <!ELEMENT rezept (rezepttyp, titel, zutat+, arbeitsschritt+) >
              <!ELEMENT titel (#PCDATA) >
              <!ELEMENT zutat (#PCDATA) >
              <!ELEMENT arbeitsschritt (#PCDATA) >
              <!ATTLIST arbeitsschritt nummer CDATA #REQUIRED >
              <!ELEMENT rezepttyp EMPTY >
              <!ATTLIST rezepttyp name CDATA #REQUIRED >
              ]>


              <?xml version=”1.0” encoding=”utf-8”?>
              <kochbuch>
               <rezept>
                <rezepttyp name=”Torten” />
                <titel>Schwarzwälder Kirschtorte</titel>
                <arbeitsschritt nummer=”19”>
                  Schokostreusel draufmachen
                </arbeitsschritt>
                <zutat>Sahne</zutat>
                <zutat>Schokostreusel</zutat>
               </rezept>
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      ●
          Modularisierung von XML
           –   Oft sollen XML-Namen wiederverwendet werden
               → Einbindung externer Vokabularien erwünscht

           –   Vermischung von Vokabularien kann zu Überschneidungen
               führen
               → Namenskonflikte

           –   Namenskonflikte entstehen meist durch Mehrdeutigkeit




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      ●
          Beispiel:
              <?xml version=”1.0” encoding=”utf-8”>
              <Buch>
                 <Titel>Semantic Web Grundlagen</Titel>
                 <Autor>
                    <Name>Pascal Hitzler</Name>
                    <Titel>Dr.</Titel>
                 </Autor>
                 <Autor>
                    <Name>York Sure</Name>
                    <Titel>Dr.</Titel>
                 </Autor>
              </Buch>

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      ●
          Beispiel:
              <?xml version=”1.0” encoding=”utf-8”>
              <Buch>
                 <Titel>Semantic Web Grundlagen</Titel>
                 <Autor>
                    <Name>Pascal Hitzler</Name>
                    <Titel>Dr.</Titel>
                 </Autor>
                 <Autor>
                    <Name>York Sure</Name>
                    <Titel>Dr.</Titel>
                 </Autor>
              </Buch>

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      ●
          Lösung:
           –   XML-Namensräume = Namespaces
           –   XML-Namespaces sind vom W3C standardisiert
           –   XML-Namen können in sinnvolle Unterräume
               aufgeteilt/modularisiert werden
           –   XML-Namen werden durch URIs
                 ●
                     Eindeutig und
                 ●
                     Einheitlich
               identifiziert
           –   Dadurch (Wieder-/Weiter-)Verwendung in beliebigen XML-
               Dokumenten möglich




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    ●
        URIs – Uniform Resource Identifiers
          –   Einheitlicher Bezeichner für Ressourcen
          –   Verwendung im WWW, um Webseiten oder andere Dateien zu
              bezeichnen. Aber auch für Webdienste oder E-Mail.
          –   URIs sind aber nicht abhängig vom WWW
          –   Ursprünglich Trennung in
                ●
                    URLs (Uniform Resource Locators) zur Identifikation von Web-
                     adressierbaren Ressourcen – also alles, was per HTTP oder FTP
                     übertragen werden kann.
                ●
                    URNs (Uniform Resource Names), um Ressourcen mittels einem
                     vorhandenem oder frei zu vergebenden Namens zu identifizieren.
                     Ursprünglich für weltweit eindeutige Bezeichner, wie etwa ISBNs
          –   Heute wird eigentlich nicht mehr unterschieden
          –   Wichtig: Eine URI muss kein Dokument referenzieren! (Kann aber)



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      ●
          Syntax von URIs:
           –   Allgemein:

                     Schema:FolgenderTeil

                 ●
                     Oft verwendete Schemata: http, ftp, mailto

                 ●
                     Beispiele:

                       http://example.com/blog/1
                       ftp://ftp.example.com/pub/rfc/rfc1808.txt
                       mailto:steffen@schloenvoigt.de
                       isbn:978-3-540-33993-9




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      ●
          Syntax von URIs
           –   Viele Schemata besitzen einen hierarchischen Aufbau
           –   Insbesondere auch http und ftp
           –   Syntax:
                     schema://[login[:password]@]server[:port]/[path][?query]
                 ●
                     Optionale Login-Parameter
                 ●
                     Optional TCP Port (per Def. wird der Standarport des Schema
                      verwendet – HTTP:80, FTP:21 … )
                 ●
                     Pfad innerhalb der Server-Domain
                 ●
                     Mit Query können mehrere Anfrage-Parameter übergeben
                      werden. Aufbau von Query:
                      param1=value1&param2=value2...




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       ●
           Syntax von URIs – Fragment
            –   Getrennt durch # kann an URIs ein sogenanntes Fragement
                angehängt werden:
                    schema://server/[path][?query][#fragment]
            –   Das Fragment kann auf eine Stelle innerhalb des
                Antwortdokuments einer Anfrage referenzieren
            –   Der Browser schneidet in der Regel das Fragment ab, bevor
                er die Anfrage an den Server sendet
            –   Im zurückgegebenen Dokument wird an die mit dem
                Fragment gekennzeichnete Stelle gesprungen
            –   URIs mit Fragmenten nennt man URI-Referenz
       ●
           URI-Referenzen werden im Semantic Web häufig
           zur Identifizierung von Ressourcen verwendet.
       ●
           URIs können auch relativ zum aktuellen Dokument
           angegeben werden → Schema, Server usw. entfallen
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      XML-Namespaces

        –   Setzen sich zusammen aus einer Menge von XML-Namen, die in
            einem XML Dokument verwendet werden

        –   Sie werden folgendermaßen spezifiziert:
                <ElementName xmlns[:prefix]=”URI” >


        –   Angabe erfolgt in einem Start-Tag und ist dann innerhalb dieses
            Elements gültig




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       XML-Namespaces

          –   Meistens werden Namespaces im Wurzel-Element angegeben
              und sind damit für den Rest des Dokuments gültig
          –   Optional ist die Angabe eines Präfixes möglich
                ●
                    Kann im Geltungsbereich als Abkürzung verwendet werden
                ●
                    Wenn kein Präfix → Default Namespace (Es kann nur einen geben!)
          –   Attribute können nicht mit Namensräumen modularisiert
              werden
                ●
                    Aber: Ihr Name gilt lediglich lokal für das definierende Element.
                     Sie können deswegen mehrfach in einem Dokument verwendet
                     werden, ohne dass es zu Namenskonflikten kommt




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      ●
          Beispiel (aus Buch Semantic Web Grundlagen)
               <?xml version=”1.0” encoding=”utf-8” ?>
               <Buch xmlns=”http://www.semanticweb-grundlagen.de/”
                  xmlns:aifb=”http://www.aifb.uni-karlsruhe.de/”>
                <Titel>Semantic Web Grundlagen</Titel>
                <aifb:Autor>
                 <aifb:Name>Pascal Hitzler</aifb:Name>
                 <aifb:Titel>Dr.</aifb:Titel>
                </aifb:Autor>
                <aifb:Autor>
                 <aifb:Name>York Sure</aifb:Name>
                 <aifb:Titel>Dr.</aifb:Titel>
                </aifb:Autor>
               </Buch>

           –   Titel ist nun sauber getrennt
           –   Die beiden Versionen von Titel lauten nun eigentlich:
                   http://www.semanticweb-grundlagen.de/Titel
                   http://www.aifb.uni-karlsruhe.de/Titel


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      ●
          Weitere Techniken im Zusammenhang mit XML:
           –   XSLT: Transformation von XML-Dokumenten in beliebige
               Ausgabeformate
           –   XPATH: Referenzierung von Stellen in einem XML-Dokument
               über die Angabe der auf dem Weg zur Stelle liegenden
               Elemente
           –   XQuery: Anfragesprache, mit der es möglich ist, Daten aus
               XML-Dokumenten zu extrahieren
      ●
          Dazu gibt es Unmengen an Software, die XML
          lesen, verarbeiten, ausgeben, transformieren usw.
          kann.
      ●
          Kurz: XML ist eine standardisierte und
          weitverbreitete Meta-Sprache, die von Maschinen
          lesbar ist.

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      ●
          Warum reicht XML für das SW dann nicht aus?
           –   XML-Tags sind nicht viel besser als natürliche Sprache
                 ●
                     Zumindest aus Sicht des Semantic Web
           –   XML-Tags sind einfach nur Wörter
                 ●
                     Können mehrdeutig sein
                 ●
                     Beziehung zueinander ist nicht eindeutig definiert
           –   Für Menschen ergibt sich meist eine Bedeutung
           –   Für Maschinen bleiben Tags ohne Semantik
           –   Es fehlt die Möglichkeit, die Bedeutung von Tags auf eine Art
               zu codieren, die Verarbeitung durch Maschinen ermöglicht.
      ●
          XML dient primär als syntaktische Grundlage zur
          Definition der weiteren Sprachen des Semantic
          Web

Semantic Web Technologien   Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010   XML
Sprachen des Semantic Web - XML




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Semantic Web Technologien   Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010   XML
Sprachen des Semantic Web - XML

   ●
       Literatur:
        –   Buch “Semantic Web Grundlagen”, Springer Verlag 2008
            Pascal Hitzler, Markus Krötzsch, Sebastian Rudolph, York Sure
            ISBN: 978-3-540-33993-9
        –   Extensible Markup Language (XML) 1.0 (third edition)
            F. Yergeau, T. Bray, J. Paoli, C.M.Sperberg-McQueen, E. Maler
            W3C Recommendation, 4th February 2004
            http://www.w3.org/TR/REC-xml
        –   Namespaces in XML
            T. Bray, D. Hollander, A. Layman, R. Tobin
            W3C Recommendation, 4th February 2004
            http://www.w3.org/TR/xml-names11
        –   XML Schema Part 0: Primer Second Edition
            D.C. Fallside und P. Walmsley
            W3C Recommendation, 28th October 2004
            http://www.w3.org/TR/xmlschema-0/


Semantic Web Technologien   Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010   XML

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  • 1. Semantic Web Technologien Lehrveranstaltung Semantic Web Technologien SS 2010 HTWG Konstanz Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 2. Sprachen des Semantic Web XML Syntaktische Grundlagen für das Semantic Web Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 3. Sprachen des Semantic Web - XML ● eXtensible Markup Language ● Offizielle Recommendation des W3C beschreibt – Maschinenlesbare Dokumente – Klasse von Objekten → XML Dokumente – Verhalten von Software, die XML Dokumente verarbeitet Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 4. Sprachen des Semantic Web - XML ● Markup-Sprachen: – Versehen von Text-Dokumenten mit zusätzlichen Informationen – Auszeichnen / Annotieren → Metadaten ● Tags (engl. Etikett / Schild ) zeichnen Teile eines Dokuments aus ● Beispiel HTML: – Formatierung z.B. mit <i> (kursiv) und <b> (fettgedruckt) ● <i>Diese Vorlesung</i> hat das Thema <b>Semantic Web</b>. ● Diese Vorlesung hat das Thema Semantic Web. – HTML hat eine feste Menge von Tags (Vokabular) – Programme verwenden genau diese Tags Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 5. Sprachen des Semantic Web - XML ● XML verwendet wie HTML Tags ● HTML definiert Darstellung/Formatierung ● XML definiert die logische Struktur von Dokumenten ● Mit XML kann man (beliebige) Markup-Sprachen definieren ● Beispiel: XHTML = XML basiertes HTML ● Bei XML können die Tags selbst/frei definiert werden Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 6. Sprachen des Semantic Web - XML ● Beispiel: <V o rles ung >Diese Vorlesung</V o rles ung > behandelt das Thema <T hem a >Semantic Web Technologien</T hem a > Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 7. Sprachen des Semantic Web - XML ● XML bietet eine einfache und universell einsetzbare Möglichkeit, Daten zu speichern, elektronisch zu verbreiten und zu verarbeiten. ● XML ist ein universelles Daten-Austauschformat ● Praktisch jedes Datenmodell kann nach XML serialisiert werden. Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 8. Sprachen des Semantic Web - XML ● Jede Programmiersprache bietet Konstrukte oder Bibliotheken zum Umgang mit XML ● Es gibt eine große Anzahl an XML-Anwendungen und XML Vokabularien – Die meisten neu eingeführten Dateiformate basieren auf XML – Beispiel: Neues MS Office-Dateiformat ● Bezug zum Semantic Web: – Syntax-Definitionen von RDF(S) und OWL Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 9. Sprachen des Semantic Web - XML ● Aufbau von XML-Dokumenten – XML-Deklaration: <?xml version=”1.0” encoding=”utf-8”?> – Optional: DOCTYPE-Definition – Öffnen des XML-Wurzelelement (bei (X)HTML: <html> ) ● Inhalt – Schließen des XML-Wurzelelements (bei (X)HTML: </html>) Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 10. Sprachen des Semantic Web - XML ● XML-Elemente – Beginnen mit einem Start-Tag – Enden mit einem End-Tag – Tags sind XML!-Namen, welche in spitze Klammern eingeschlossen sind – Alles zwischen Start-Tag und End-Tag nennt man Inhalt – Beispiel: <P ers o n>Steffen Schloenvoigt</P ers o n> Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 11. Sprachen des Semantic Web - XML ● XML-Elemente können Daten enthalten, aber auch andere Elemente ● Beliebig tiefe Verschachtelung der Elemente möglich ● XML-Elemente ohne Inhalt können zumeist mit selbstschließenden Tags gekennzeichnet werden – Beispiel: <Person></Person> = <Person /> Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 12. Sprachen des Semantic Web - XML ● Syntaktisches zu XML: – Jedes XML-Dokument hat genau ein Wurzelelement – Alles andere (weitere Elemente, Texte, Daten ) muss sich innerhalb dieses Wurzelelements befinden! – Jedes geöffnete Element muss wieder geschlossen werden! (Ausnahme: selbstschließende Elemente) Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 13. Sprachen des Semantic Web - XML ● Syntaktisches zu XML-Namen: – Müssen mit einem Buchstaben oder mit _ beginnen – Dürfen neben Buchstaben u.a. auch Zahlen enthalten – Keine Längenbeschränkung – Unterscheidung zwischen Groß-/ Kleinschreibung: <Person> ‡ <person> ‡ <PERSON> – Empfehlung: XML-Namen immer klein schreiben – Umlaute nicht verwenden ! Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 14. Sprachen des Semantic Web - XML ● XML-Attribute – Angabe von Eigenschaften bzw. zusätzlichen Informationen zu einem XML-Element – Verwendung innerhalb von Start-Tags oder selbstschließenden Elementen (nicht in End-Tags) – Namen der Attribute sind ebenfalls XML-Namen → selbe syntaktische Einschränkungen – Beispiel: <Person status=”Lehrbeauftragter”>Steffen Schloenvoigt</Person> ● Spezielles Attribut xml:lang – Vordefiniert in XML – Spezifiziert die Sprache eines Elements – Werte sind die üblichen Ländercodes (de, en, fr, it, … ) Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 15. Sprachen des Semantic Web - XML ● Beispiel: <?xml version=”1.0” encoding=”utf-8”?> <Personen> <Person status=”Lehrbeauftrager”> <Name>Steffen Schloenvoigt</Name> <Organisation xml:lang=”de”> Hochschule Konstanz (HTWG) </Organisation> <Organisation xml:lang=”en”> University of Applied Sciences, Constance </Organisation> </Person> </Personen> Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 16. Sprachen des Semantic Web - XML ● Übung – Wo sind die Fehler? <Liste laenge=”4”> <ListenEintrag pos=”1”> <Element/>Lorem ipsum<element/> </Listeneintrag> <listeneintrag pos=”3”/> </Liste> Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 17. Sprachen des Semantic Web - XML ● Übung – Wo sind die Fehler? <Liste laenge=”4”> <ListenEintrag pos=”1”> <Element/>Lorem ipsum<element/> </Listeneintrag> <listeneintrag pos=”3”/> </Liste> Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 18. Sprachen des Semantic Web - XML ● Daten als Elemente oder als Attribut speichern? – Oft unklar, was besser ist <Person name=”Steffen Schloenvoigt” /> <Person>Steffen Schloenvoigt</Person> – Faustregel: ● Falls Daten bereits eine eigene Struktur aufweisen: Verschachtelte Element nehmen! – Attribute besitzen keinerlei Struktur – Attributen kann nichts hinzugefügt werden – Attribute am besten dann nehmen, wenn etwas über ein Element ausgesagt werden soll – Attribut-Namen gelten immer nur für das Element, in dem sie definiert sind Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 19. Sprachen des Semantic Web - XML ● Wohlgeformtheit von XML: – Syntaktisch richtiges XML wird als wellformed/wohlgeformt bezeichnet. Dazu gehört: ● XML-Deklaration ● Wurzelelement ● Korrekte Verschachtelung ● Korrekte Benamung – Alle XML-Dokumente müssen wohlgeformt sein, damit sie von Software problemlos verarbeitet werden können Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 20. Sprachen des Semantic Web - XML ● Übung: <?xml version=”1.0” encoding=”UTF-8”?> <!DOCTYPE html PUBLIC “-//W3C/DTD XHTML 1.0 Transitional//EN” “http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1/transitional.dtd”> <html xmlns=”http://www.w3.org/1999/xhtml”> <head> <title>Kontrollieren Sie Ihr HTML!</title> </head> <body> <h3>HTML-Check des W3C</h3> <b>Kostenloser HTML-Check:<br/> <i>http://validator.w3.org/</b></i> </body> </html> Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 21. Sprachen des Semantic Web - XML ● Datenmodell von XML: Baumstruktur ● Jeder Tag entspricht einem benamten Knoten ● Jedes verschachtelte Tag entspricht einem Kindknoten <html> ● Beispiel DOM-Baum einer HTML Datei: <head> <title> Beispiel </title> <meta name=”... /> <style type=... /> </head> html <body> <h1>Gefahr!</h1> <p> Klick head body <a href=...>hier</a> wenn du dich traust. </p> title meta style h1 p </body> </html> Beispiel Gefahr ! Klick a wenn du dich traust. hier Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 22. Sprachen des Semantic Web - XML ● Wie kann man die Struktur / das Vokabular eines XML Dokuments vorgeben? → DOCTYPE Definition – Einfache Möglichkeit, eine kontextfreie Grammatik in Backus-Naur-Form zu definieren → XML-Schema Dokumente – XML-basiert, neuer und mehr Möglichkeiten als bei DTDs Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 23. Sprachen des Semantic Web - XML ● DOCTYPE Definition: – Welche Elemente und Attribute sind überhaupt erlaubt – Wie dürfen Elemente ineinander verschachtelt werden – Welche Attribute sind für welches Element zulässig ● Überprüfung durch spezielle Parser möglich → validierender XML-Parser – Beispielsweise: W3C (X)HTML Validator ● http://validator.w3.org/ ● Prüft neben Wohlgeformtheit auch korrekte Verschachtelung Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 24. Sprachen des Semantic Web - XML ● Beispiel DTD: <!ELEMENT Personen (Person+)> <!ELEMENT Person (Name? , Organisation* )> <!ELEMENT Name (#PCDATA)> <!ELEMENT Organisation (#PCDATA)> <!ATTLIST Person status CDATA #REQUIRED> <!ATTLIST Organisation xml:lang CDATA “de”> ● Modifikatoren: Modifikator Auftreten der Kindelemente + Mindestens einmal * Keinmal oder beliebig oft ? Keinmal oder genau einmal Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 25. Sprachen des Semantic Web - XML ● Beispiel DTD: – <!ELEMENT Personen (Person+)> <!ELEMENT Person (Name?, Organisation*)> <!ELEMENT Name (#PCDATA)> <!ELEMENT Organisation (#PCDATA)> <!ATTLIST Person status CDATA #REQUIRED> <!ATTLIST Organisation xml:lang CDATA “de”> ● PCDATA: “Parsable Character DATA” – Textueller Inhalt ● CDATA: Character Data – Beliebige Zeichenketten Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 26. Sprachen des Semantic Web - XML ● Beispiel DTD: – <!ELEMENT Personen (Person+)> <!ELEMENT Person (Name?, Organisation*)> <!ELEMENT Name (#PCDATA)> <!ELEMENT Organisation (#PCDATA)> <!ATTLIST Person status CDATA #REQUIRED> <!ATTLIST Organisation xml:lang CDATA “de”> ● Zusätze zu Attributen: – #REQUIRED: Attribut muss unbedingt angegeben werden – #FIXED “...”: Feste Vorgabe eines Attribut-Werts – #IMPLIED Attribut muss keinen Wert besitzen Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 27. Sprachen des Semantic Web - XML ● XML-Entitäten – Definition von Abkürzungen, Sonderzeichen – Wird durch Name- / Wertpaar spezifiziert – &name; referenziert den Wert – Beispiel: ● <!ENTITY htwg “Hochschule Konstanz – Hochschule für Technik, Wirtschaft und Gestaltung” > ● Im XML-Dokument kann nun & htw g ; verwendet werden, um den langen Text zu referenzieren. – Oft werden auch Sonderzeichen auf diese Weise “escaped” Entity Wert &lt; bzw < bzw > &gt; &nbsp; Leerzeichen &szlig; ß &copy; © Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 28. Sprachen des Semantic Web - XML ● Einbindung von DTDs: – Direkt im XML-Dokument nach der XML-Deklaration – Form: ● <!DOCTYPE WurzelElement [...]> ● Statt “...” die Definition einfügen – Alternativ: ● <!DOCTYPE WurzelElement SYSTEM “definitionfile.dtd”> ● Auslagerung der Definition in separate Datei Vorteil: Wiederverwendbar Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 29. Sprachen des Semantic Web - XML XML-Schema-Definition (XSD) – Soll DTDs mittelfristig ersetzen – Ähnliche Grundfunktionalitäten wie DTDs – Viel zusätzliche Funktionalität. Beispielsweise: ● Angabe der exakten Anzahl von erlaubten verschachtelten Elementen (statt +,*,?) ● Gruppierung von Elementen, sodass immer nur eines dieser Elemente auftreten darf ● XML-Schema-Datentypen (integer, string, date …) nutzen und erweitern ● Einbindung externer Definition → Modularisierung – XML-Schema-Definitionen werden selbst in XML verfasst!!! → Infrastuktur für die Verarbeitung von XML kann genutzt werden Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 30. Sprachen des Semantic Web - XML ● Beispiel einer XML-Schema-Definition: <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <schema targetNamespace="http://www.example.com/api/schema/contact/1.0" xmlns="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" xmlns:tns="http://www.example.com/api/schema/contact/1.0" xmlns:general="http://www.example.com/api/schema/general/1.0" elementFormDefault="qualified" attributeFormDefault="unqualified"> <import namespace="http://www.example.com/api/schema/general/1.0" schemaLocation="general.xsd"/> <simpleType name="ContactMethodType"> <restriction base="string"> <enumeration value="Telefon"/> <enumeration value="Mobil"/> <enumeration value="EMail"/> <enumeration value="Brief"/> </restriction> </simpleType> <complexType name="ContactFormRequest"> <annotation><documentation>Daten eines Kontaktforumlars</documentation></annotation> <sequence> <element name="salutation" type="string"> <annotation><documentation>Anrede</documentation></annotation> </element> <element name="firstName" type="string" minOccurs="0"> <annotation><documentation>Vorname</documentation></annotation> </element> <element name="lastName" type="string"> <annotation><documentation>Nachname</documentation></annotation> </element> ... <element name="preferredContact" type="tns:ContactMethodType"> <annotation><documentation>Bevorzugte Kontaktmethode</documentation></annotation> </element> <element name="Address" type="general:Address" minOccurs="0"> <annotation><documentation>Adresse</documentation></annotation> Semantic Web Technologien </element> Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 31. Sprachen des Semantic Web - XML XSD-Datentypen Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 32. Sprachen des Semantic Web - XML ● Übung: <!DOCTYPE kochbuch [ <!ELEMENT kochbuch (rezept)+ > <!ELEMENT rezept (rezepttyp, titel, zutat+, arbeitsschritt+) > <!ELEMENT titel (#PCDATA) > <!ELEMENT zutat (#PCDATA) > <!ELEMENT arbeitsschritt (#PCDATA) > <!ATTLIST arbeitsschritt nummer CDATA #REQUIRED > <!ELEMENT rezepttyp EMPTY > <!ATTLIST rezepttyp name CDATA #REQUIRED > ]> Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 33. Sprachen des Semantic Web - XML ● Übung: <!DOCTYPE kochbuch [ <!ELEMENT kochbuch (rezept)+ > <!ELEMENT rezept (rezepttyp, titel, zutat+, arbeitsschritt+) > <!ELEMENT titel (#PCDATA) > <!ELEMENT zutat (#PCDATA) > <!ELEMENT arbeitsschritt (#PCDATA) > <!ATTLIST arbeitsschritt nummer CDATA #REQUIRED > <!ELEMENT rezepttyp EMPTY > <!ATTLIST rezepttyp name CDATA #REQUIRED > ]> <?xml version=”1.0” encoding=”utf-8”?> <kochbuch> <rezept> <rezepttyp name=”Torten” /> <titel>Schwarzwälder Kirschtorte</titel> <arbeitsschritt nummer=”19”> Schokostreusel draufmachen </arbeitsschritt> <zutat>Sahne</zutat> <zutat>Schokostreusel</zutat> </rezept> Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 34. Sprachen des Semantic Web - XML ● Modularisierung von XML – Oft sollen XML-Namen wiederverwendet werden → Einbindung externer Vokabularien erwünscht – Vermischung von Vokabularien kann zu Überschneidungen führen → Namenskonflikte – Namenskonflikte entstehen meist durch Mehrdeutigkeit Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 35. Sprachen des Semantic Web - XML ● Beispiel: <?xml version=”1.0” encoding=”utf-8”> <Buch> <Titel>Semantic Web Grundlagen</Titel> <Autor> <Name>Pascal Hitzler</Name> <Titel>Dr.</Titel> </Autor> <Autor> <Name>York Sure</Name> <Titel>Dr.</Titel> </Autor> </Buch> Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 36. Sprachen des Semantic Web - XML ● Beispiel: <?xml version=”1.0” encoding=”utf-8”> <Buch> <Titel>Semantic Web Grundlagen</Titel> <Autor> <Name>Pascal Hitzler</Name> <Titel>Dr.</Titel> </Autor> <Autor> <Name>York Sure</Name> <Titel>Dr.</Titel> </Autor> </Buch> Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 37. Sprachen des Semantic Web - XML ● Lösung: – XML-Namensräume = Namespaces – XML-Namespaces sind vom W3C standardisiert – XML-Namen können in sinnvolle Unterräume aufgeteilt/modularisiert werden – XML-Namen werden durch URIs ● Eindeutig und ● Einheitlich identifiziert – Dadurch (Wieder-/Weiter-)Verwendung in beliebigen XML- Dokumenten möglich Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 38. Sprachen des Semantic Web - XML ● URIs – Uniform Resource Identifiers – Einheitlicher Bezeichner für Ressourcen – Verwendung im WWW, um Webseiten oder andere Dateien zu bezeichnen. Aber auch für Webdienste oder E-Mail. – URIs sind aber nicht abhängig vom WWW – Ursprünglich Trennung in ● URLs (Uniform Resource Locators) zur Identifikation von Web- adressierbaren Ressourcen – also alles, was per HTTP oder FTP übertragen werden kann. ● URNs (Uniform Resource Names), um Ressourcen mittels einem vorhandenem oder frei zu vergebenden Namens zu identifizieren. Ursprünglich für weltweit eindeutige Bezeichner, wie etwa ISBNs – Heute wird eigentlich nicht mehr unterschieden – Wichtig: Eine URI muss kein Dokument referenzieren! (Kann aber) Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 39. Sprachen des Semantic Web - XML ● Syntax von URIs: – Allgemein: Schema:FolgenderTeil ● Oft verwendete Schemata: http, ftp, mailto ● Beispiele: http://example.com/blog/1 ftp://ftp.example.com/pub/rfc/rfc1808.txt mailto:steffen@schloenvoigt.de isbn:978-3-540-33993-9 Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 40. Sprachen des Semantic Web - XML ● Syntax von URIs – Viele Schemata besitzen einen hierarchischen Aufbau – Insbesondere auch http und ftp – Syntax: schema://[login[:password]@]server[:port]/[path][?query] ● Optionale Login-Parameter ● Optional TCP Port (per Def. wird der Standarport des Schema verwendet – HTTP:80, FTP:21 … ) ● Pfad innerhalb der Server-Domain ● Mit Query können mehrere Anfrage-Parameter übergeben werden. Aufbau von Query: param1=value1&param2=value2... Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 41. Sprachen des Semantic Web - XML ● Syntax von URIs – Fragment – Getrennt durch # kann an URIs ein sogenanntes Fragement angehängt werden: schema://server/[path][?query][#fragment] – Das Fragment kann auf eine Stelle innerhalb des Antwortdokuments einer Anfrage referenzieren – Der Browser schneidet in der Regel das Fragment ab, bevor er die Anfrage an den Server sendet – Im zurückgegebenen Dokument wird an die mit dem Fragment gekennzeichnete Stelle gesprungen – URIs mit Fragmenten nennt man URI-Referenz ● URI-Referenzen werden im Semantic Web häufig zur Identifizierung von Ressourcen verwendet. ● URIs können auch relativ zum aktuellen Dokument angegeben werden → Schema, Server usw. entfallen Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 42. Sprachen des Semantic Web - XML XML-Namespaces – Setzen sich zusammen aus einer Menge von XML-Namen, die in einem XML Dokument verwendet werden – Sie werden folgendermaßen spezifiziert: <ElementName xmlns[:prefix]=”URI” > – Angabe erfolgt in einem Start-Tag und ist dann innerhalb dieses Elements gültig Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 43. Sprachen des Semantic Web - XML XML-Namespaces – Meistens werden Namespaces im Wurzel-Element angegeben und sind damit für den Rest des Dokuments gültig – Optional ist die Angabe eines Präfixes möglich ● Kann im Geltungsbereich als Abkürzung verwendet werden ● Wenn kein Präfix → Default Namespace (Es kann nur einen geben!) – Attribute können nicht mit Namensräumen modularisiert werden ● Aber: Ihr Name gilt lediglich lokal für das definierende Element. Sie können deswegen mehrfach in einem Dokument verwendet werden, ohne dass es zu Namenskonflikten kommt Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 44. Sprachen des Semantic Web - XML ● Beispiel (aus Buch Semantic Web Grundlagen) <?xml version=”1.0” encoding=”utf-8” ?> <Buch xmlns=”http://www.semanticweb-grundlagen.de/” xmlns:aifb=”http://www.aifb.uni-karlsruhe.de/”> <Titel>Semantic Web Grundlagen</Titel> <aifb:Autor> <aifb:Name>Pascal Hitzler</aifb:Name> <aifb:Titel>Dr.</aifb:Titel> </aifb:Autor> <aifb:Autor> <aifb:Name>York Sure</aifb:Name> <aifb:Titel>Dr.</aifb:Titel> </aifb:Autor> </Buch> – Titel ist nun sauber getrennt – Die beiden Versionen von Titel lauten nun eigentlich: http://www.semanticweb-grundlagen.de/Titel http://www.aifb.uni-karlsruhe.de/Titel Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 45. Sprachen des Semantic Web - XML ● Weitere Techniken im Zusammenhang mit XML: – XSLT: Transformation von XML-Dokumenten in beliebige Ausgabeformate – XPATH: Referenzierung von Stellen in einem XML-Dokument über die Angabe der auf dem Weg zur Stelle liegenden Elemente – XQuery: Anfragesprache, mit der es möglich ist, Daten aus XML-Dokumenten zu extrahieren ● Dazu gibt es Unmengen an Software, die XML lesen, verarbeiten, ausgeben, transformieren usw. kann. ● Kurz: XML ist eine standardisierte und weitverbreitete Meta-Sprache, die von Maschinen lesbar ist. Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 46. Sprachen des Semantic Web - XML ● Warum reicht XML für das SW dann nicht aus? – XML-Tags sind nicht viel besser als natürliche Sprache ● Zumindest aus Sicht des Semantic Web – XML-Tags sind einfach nur Wörter ● Können mehrdeutig sein ● Beziehung zueinander ist nicht eindeutig definiert – Für Menschen ergibt sich meist eine Bedeutung – Für Maschinen bleiben Tags ohne Semantik – Es fehlt die Möglichkeit, die Bedeutung von Tags auf eine Art zu codieren, die Verarbeitung durch Maschinen ermöglicht. ● XML dient primär als syntaktische Grundlage zur Definition der weiteren Sprachen des Semantic Web Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 47. Sprachen des Semantic Web - XML Noch Fragen ? Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML
  • 48. Sprachen des Semantic Web - XML ● Literatur: – Buch “Semantic Web Grundlagen”, Springer Verlag 2008 Pascal Hitzler, Markus Krötzsch, Sebastian Rudolph, York Sure ISBN: 978-3-540-33993-9 – Extensible Markup Language (XML) 1.0 (third edition) F. Yergeau, T. Bray, J. Paoli, C.M.Sperberg-McQueen, E. Maler W3C Recommendation, 4th February 2004 http://www.w3.org/TR/REC-xml – Namespaces in XML T. Bray, D. Hollander, A. Layman, R. Tobin W3C Recommendation, 4th February 2004 http://www.w3.org/TR/xml-names11 – XML Schema Part 0: Primer Second Edition D.C. Fallside und P. Walmsley W3C Recommendation, 28th October 2004 http://www.w3.org/TR/xmlschema-0/ Semantic Web Technologien Steffen Schlönvoigt, HTWG Konstanz, Sommersemester 2010 XML