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Semantic Technologies
   Übung, Wintersemester 2011/12
   9. November 2011 - RDF Schema
Aufgabe 1
• Beschreiben Sie sich selbst und ihre
  Beziehungen untereinander mit den
  Begriffen aus FOAF in RDF/XML.
  •   URIs:
      •   Personen:   http://hki.uni-koeln.de/st_2011/person/max.musterman


      •   Dieser Kurs:   http://hki.uni-koeln.de/st_2011/group/st_2011


      •   Ihre Gruppe:   http://hki.uni-koeln.de/st_2011/group/gruppenname


  •   Benutzen Sie auch Begriffe aus FOAF Social Web
Fallstricke
Fallstricke
      URIs für Properties

• Die eigentliche Property und das
  Dokument, das die Property beschreibt
  sind zwei unterschiedliche Ressourcen.
• Slashes („/“) und Hashes („#“) machen
  einen Unterschied.
Fallstricke
            URIs für Dinge
• können prinzipiell willkürlich definiert
  werden.
 • aber: Am besten in einem
    Namensraum, den man kontrolliert.
• müssen eindeutig definiert sein.
• sind case-sensitive.
Fallstricke
    Literale vs. Ressourcen

• Auf Dinge, die potentiell auch woanders
  beschrieben werden verweist man als
  Ressourcen.
• Ausschließlich elementare Werte werden
  als Literale behandelt.
Blank Nodes
           Knoten ohne URI


• RDF-Knoten ohne rdf:about-Attribut.
• Alternative: rdf:nodeID = Lokale ID
• Nachteil:
 • Knoten sind nicht global referenzierbar.
Domain & Range
           bei Properties
• Die Domain gibt die
  Klasse an, deren
  Eigenschaft die
  Property darstellt.
• Der Range gibt die
  Klasse an, deren
  Instanzen als Objekte
  der Property auftreten.
Domain & Range
          bei Properties


• Achtung bei:
 • Bags und anderen Containern
 • Literalen
Aufgabe 2
• Gegeben sind die folgenden
  Datenbanktabellen. Erstellen Sie aus
  diesen Daten einen RDF-Graphen und
  serialisieren Sie diesen in RDF/XML.
 •   Die Identifier für Typen, Properties und Ressourcen
     dürfen Sie selbst vergeben.

 •   Verwenden Sie einen Container zur Abbildung einer
     der 1 zu n-Beziehungen.
RDF Schema
Semantik in XML
     <dozent>Jan Wieners</dozent>
     <professor>Manfred Thaller</professor>
     <veranstaltung name="Programmierpraktikum C++">
         <wirdGehaltenVon>Daniel de Oliveira</wirdGehaltenVon>
     </veranstaltung>




•   Aufgabe: Finde alle Dozenten - XPath: //dozent

•   Antwort: „Jan Wieners“
Semantik in RDF
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"
    xmlns:uni="http://example.org/uni-vokabular#"
    xmlns:foaf="http://xmlns.com/foaf/0.1/"
    xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/">

   <uni:Dozent rdf:about="http://hki.uni-koeln.de/staff/wieners" foaf:name="Jan Wieners"/>

   <uni:Professor rdf:about="http://hki.uni-koeln.de/staff/thaller" foaf:name="Manfred Thaller"/>

   <uni:Uebung rdf:about="http://hki.uni-koeln.de/courses/42" dc:title="Programmierpraktikum C++">
       <uni:wirdGehaltenVon rdf:resource="http://hki.uni-koeln.de/staff/oliveira"/>
   </uni:Uebung>

</rdf:RDF>




     •       Aufgabe: Finde alle Dozenten

     •       Antwort: „Jan Wieners“

         •     (eigentlich: http://hki.uni-koeln.de/staff/wieners)
Semantik in RDF

• Fehlende Information:
 • Alle Professoren sind Dozenten.
 • Übungen werden von Dozenten gehalten.
➡In comes RDF Schema!
RDF Schema

• Ist ein spezielles RDF-Vokabular zur
  Spezifikation von Klassen und
  Properties und deren Verhältnissen.
• Eine primitive Ontologiesprache.
Klassen
   • Spezieller Typ: rdfs:Class
<rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#">
    <rdf:Description rdf:about="http://example.org/uni-vokabular#Professor">
        <rdf:type rdf:resource="http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#Class"/>
    </rdf:Description>
</rdf:RDF>




<rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"
        xmlns:rdfs="http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#">
    <rdfs:Class rdf:about="http://example.org/uni-vokabular#Professor"/>
</rdf:RDF>




<http://example.org/uni-vokabular#Professor>
! <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type>
! <http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#Class>.
Klassenhierarchien
                  Universitäts-
                  angestellter



     nicht
                  wissenschaftl.   Verwaltungs-
 wissenschaftl.
                  Angestellter      angestellter
 Angestellter



                     Wiss.            Wiss.
   Professor
                   Mitarbeiter       Hilfskraft
Klassenhierarchien
                                                              Universitäts-
                                                              angestellter




   • rdfs:subClassOf
       Spezielle Property:                       nicht
                                             wissenschaftl.
                                             Angestellter
                                                              wissenschaftl.
                                                              Angestellter
                                                                               Verwaltungs-
                                                                                angestellter




                                                                 Wiss.            Wiss.
                                               Professor
                                                               Mitarbeiter       Hilfskraft




<rdfs:Class rdf:about="http://example.org/uni-vokabular#Dozent"/>

<rdfs:Class rdf:about="http://example.org/uni-vokabular#Professor">
    <rdfs:subClassOf rdf:resource="http://example.org/uni-vokabular#Dozent"/>
</rdfs:Class>
Semantik in RDF
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"
    xmlns:uni="http://example.org/uni-vokabular#"
    xmlns:foaf="http://xmlns.com/foaf/0.1/"
    xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/">

   <uni:Dozent rdf:about="http://hki.uni-koeln.de/staff/wieners" foaf:name="Jan Wieners"/>

   <uni:Professor rdf:about="http://hki.uni-koeln.de/staff/thaller" foaf:name="Manfred Thaller"/>

   <uni:Uebung rdf:about="http://hki.uni-koeln.de/courses/42" dc:title="Programmierpraktikum C++">
       <uni:wirdGehaltenVon rdf:resource="http://hki.uni-koeln.de/staff/oliveira"/>
   </uni:Uebung>

    <rdfs:Class rdf:about="http://example.org/uni-vokabular#Dozent"/>

   <rdfs:Class rdf:about="http://example.org/uni-vokabular#Professor">
       <rdfs:subClassOf rdf:resource="http://example.org/uni-vokabular#Dozent"/>
   </rdfs:Class>

</rdf:RDF>




     •       Aufgabe: Finde alle Dozenten

     •       Antwort: „Jan Wieners“ & „Manfred Thaller“
Properties
   • Spezieller Typ: rdf:Property
<rdf:Property rdf:about="http://example.org/uni-vokabular#teilnehmer"/>




    • Spezielle Property: rdfs:subPropertyOf
<rdf:Property rdf:about="&uni;#wirdGehaltenVon">
    <rdfs:subPropertyOf rdf:resource="&uni;#teilnehmer"/>
</rdf:Property>
Properties
                 Domain & Range
• spezielle Properties einer Property.
•   rdfs:domain (=Domäne)
    •    „Jede Ressource, die diese Property besitzt ist vom Typ ...“

•   rdfs:range (=Wertebereich)
    •    Jede Ressource, auf die diese Property verweist ist vom Typ ...“


        <rdf:Property rdf:about="&uni;#wirdGehaltenVon">
            <rdfs:domain rdf:resource="&uni;#Veranstaltung"/>
            <rdfs:range rdf:resource="&uni;#Dozent"/>
        </rdf:Property>
Semantik in RDF
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"
    xmlns:uni="http://example.org/uni-vokabular#"
    xmlns:foaf="http://xmlns.com/foaf/0.1/"
    xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/">

   <uni:Dozent rdf:about="http://hki.uni-koeln.de/staff/wieners" foaf:name="Jan Wieners"/>

   <uni:Professor rdf:about="http://hki.uni-koeln.de/staff/thaller" foaf:name="Manfred Thaller"/>

   <uni:Uebung rdf:about="http://hki.uni-koeln.de/courses/42" dc:title="Programmierpraktikum C++">
       <uni:wirdGehaltenVon rdf:resource="http://hki.uni-koeln.de/staff/oliveira"/>
   </uni:Uebung>

    <rdfs:Class rdf:about="http://example.org/uni-vokabular#Dozent"/>

   <rdfs:Class rdf:about="http://example.org/uni-vokabular#Professor">
       <rdfs:subClassOf rdf:resource="http://example.org/uni-vokabular#Dozent"/>
   </rdfs:Class>

   <rdf:Property rdf:about="http://example.org/uni-vokabular#wirdGehaltenVon">
       <rdfs:range rdf:resource="http://example.org/uni-vokabular#Dozent"/>
   </rdf:Property>

</rdf:RDF>




     •       Aufgabe: Finde alle Dozenten

     •       Antwort: „Jan Wieners“, „Manfred Thaller“ & „Daniel
             de Oliveira“
Die Ebenen von RDF und RDFS
                            teilnehmer                               name

                                             range               domain     range

                            subPropertyOf


                domain                                  Person                      Literal
                         wirdGehaltenVon
                                                       subClassOf
                domain                         range


Veranstaltung                                          Dozent


  subClassOf                                           subClassOf



Proseminar                                             Professor

                                                                                Klassen
     type                                                 type
                                                                                     RDFS
                                                                                       RDF
  Software-                                            Manfred
technologie I
                           wirdGehaltenVon
                                                       Thaller              Instanzen
Aufgaben
Aufgabe 1
• Gegeben sind die folgenden
  Datenbanktabellen. Erstellen Sie für
  diese Daten ein RDF-Schema in RDF/XML.
 •   Das Schema soll mindestens unterscheiden zwischen
     „einfachen Dozenten“ und Professoren und
     zwischen Proseminaren, Übungen und
     Hauptseminaren.

 •   Bilden Sie den Sachverhalt ab, dass Hauptseminare nur
     von Professoren gehalten werden können.
Tabelle 1
                               Veranstaltungen

id          titel                 tag        uhrzeit      art         dozent_id

       Projektplanung für
1    Softwareprojekte: KLIPS    Donnerstag     16:00   Hauptseminar       1
               2.0



2    Softwaretechnologie I      Dienstag       10:00   Proseminar         1



       Basisinformations-
3                               Mittwoch       10:00   Proseminar         2
         technologie I



4    Semantic Technologies      Mittwoch       12:00      Übung           3




5     Programmierpraktikum       Montag        17:45      Übung           4
Tabelle 2
                   Dozenten

id   vorname        nachname      titel          eMail


                                              manfred.thaller
1     Manfred        Thaller      Prof. Dr.
                                               @uni-koeln.de




                                                jan.wieners
2    Jan Gerrit      Wieners        M.A.
                                               @uni-koeln.de




                                               sebastian.cuy
3    Sebastian         Cuy          M.A.
                                               @uni-koeln.de




                                              d.de-oliveira
4     Daniel        de Oliveira     M.A.
                                              @uni-koeln.de
Aufgabe 2

• Erstellen Sie aus den Daten in den Tabellen
  einen RDF-Graphen, der sich auf die Typen
  und Eigenschaften des Schemas aus Aufgabe
  1 bezieht und serialisieren Sie diesen in
  RDF/XML.

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Sitzung 5

  • 1. Semantic Technologies Übung, Wintersemester 2011/12 9. November 2011 - RDF Schema
  • 2. Aufgabe 1 • Beschreiben Sie sich selbst und ihre Beziehungen untereinander mit den Begriffen aus FOAF in RDF/XML. • URIs: • Personen: http://hki.uni-koeln.de/st_2011/person/max.musterman • Dieser Kurs: http://hki.uni-koeln.de/st_2011/group/st_2011 • Ihre Gruppe: http://hki.uni-koeln.de/st_2011/group/gruppenname • Benutzen Sie auch Begriffe aus FOAF Social Web
  • 4. Fallstricke URIs für Properties • Die eigentliche Property und das Dokument, das die Property beschreibt sind zwei unterschiedliche Ressourcen. • Slashes („/“) und Hashes („#“) machen einen Unterschied.
  • 5. Fallstricke URIs für Dinge • können prinzipiell willkürlich definiert werden. • aber: Am besten in einem Namensraum, den man kontrolliert. • müssen eindeutig definiert sein. • sind case-sensitive.
  • 6. Fallstricke Literale vs. Ressourcen • Auf Dinge, die potentiell auch woanders beschrieben werden verweist man als Ressourcen. • Ausschließlich elementare Werte werden als Literale behandelt.
  • 7. Blank Nodes Knoten ohne URI • RDF-Knoten ohne rdf:about-Attribut. • Alternative: rdf:nodeID = Lokale ID • Nachteil: • Knoten sind nicht global referenzierbar.
  • 8. Domain & Range bei Properties • Die Domain gibt die Klasse an, deren Eigenschaft die Property darstellt. • Der Range gibt die Klasse an, deren Instanzen als Objekte der Property auftreten.
  • 9. Domain & Range bei Properties • Achtung bei: • Bags und anderen Containern • Literalen
  • 10. Aufgabe 2 • Gegeben sind die folgenden Datenbanktabellen. Erstellen Sie aus diesen Daten einen RDF-Graphen und serialisieren Sie diesen in RDF/XML. • Die Identifier für Typen, Properties und Ressourcen dürfen Sie selbst vergeben. • Verwenden Sie einen Container zur Abbildung einer der 1 zu n-Beziehungen.
  • 12. Semantik in XML <dozent>Jan Wieners</dozent> <professor>Manfred Thaller</professor> <veranstaltung name="Programmierpraktikum C++"> <wirdGehaltenVon>Daniel de Oliveira</wirdGehaltenVon> </veranstaltung> • Aufgabe: Finde alle Dozenten - XPath: //dozent • Antwort: „Jan Wieners“
  • 13. Semantik in RDF <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:uni="http://example.org/uni-vokabular#" xmlns:foaf="http://xmlns.com/foaf/0.1/" xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/"> <uni:Dozent rdf:about="http://hki.uni-koeln.de/staff/wieners" foaf:name="Jan Wieners"/> <uni:Professor rdf:about="http://hki.uni-koeln.de/staff/thaller" foaf:name="Manfred Thaller"/> <uni:Uebung rdf:about="http://hki.uni-koeln.de/courses/42" dc:title="Programmierpraktikum C++"> <uni:wirdGehaltenVon rdf:resource="http://hki.uni-koeln.de/staff/oliveira"/> </uni:Uebung> </rdf:RDF> • Aufgabe: Finde alle Dozenten • Antwort: „Jan Wieners“ • (eigentlich: http://hki.uni-koeln.de/staff/wieners)
  • 14. Semantik in RDF • Fehlende Information: • Alle Professoren sind Dozenten. • Übungen werden von Dozenten gehalten. ➡In comes RDF Schema!
  • 15. RDF Schema • Ist ein spezielles RDF-Vokabular zur Spezifikation von Klassen und Properties und deren Verhältnissen. • Eine primitive Ontologiesprache.
  • 16. Klassen • Spezieller Typ: rdfs:Class <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"> <rdf:Description rdf:about="http://example.org/uni-vokabular#Professor"> <rdf:type rdf:resource="http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#Class"/> </rdf:Description> </rdf:RDF> <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:rdfs="http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#"> <rdfs:Class rdf:about="http://example.org/uni-vokabular#Professor"/> </rdf:RDF> <http://example.org/uni-vokabular#Professor> ! <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type> ! <http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#Class>.
  • 17. Klassenhierarchien Universitäts- angestellter nicht wissenschaftl. Verwaltungs- wissenschaftl. Angestellter angestellter Angestellter Wiss. Wiss. Professor Mitarbeiter Hilfskraft
  • 18. Klassenhierarchien Universitäts- angestellter • rdfs:subClassOf Spezielle Property: nicht wissenschaftl. Angestellter wissenschaftl. Angestellter Verwaltungs- angestellter Wiss. Wiss. Professor Mitarbeiter Hilfskraft <rdfs:Class rdf:about="http://example.org/uni-vokabular#Dozent"/> <rdfs:Class rdf:about="http://example.org/uni-vokabular#Professor"> <rdfs:subClassOf rdf:resource="http://example.org/uni-vokabular#Dozent"/> </rdfs:Class>
  • 19. Semantik in RDF <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:uni="http://example.org/uni-vokabular#" xmlns:foaf="http://xmlns.com/foaf/0.1/" xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/"> <uni:Dozent rdf:about="http://hki.uni-koeln.de/staff/wieners" foaf:name="Jan Wieners"/> <uni:Professor rdf:about="http://hki.uni-koeln.de/staff/thaller" foaf:name="Manfred Thaller"/> <uni:Uebung rdf:about="http://hki.uni-koeln.de/courses/42" dc:title="Programmierpraktikum C++"> <uni:wirdGehaltenVon rdf:resource="http://hki.uni-koeln.de/staff/oliveira"/> </uni:Uebung> <rdfs:Class rdf:about="http://example.org/uni-vokabular#Dozent"/> <rdfs:Class rdf:about="http://example.org/uni-vokabular#Professor"> <rdfs:subClassOf rdf:resource="http://example.org/uni-vokabular#Dozent"/> </rdfs:Class> </rdf:RDF> • Aufgabe: Finde alle Dozenten • Antwort: „Jan Wieners“ & „Manfred Thaller“
  • 20. Properties • Spezieller Typ: rdf:Property <rdf:Property rdf:about="http://example.org/uni-vokabular#teilnehmer"/> • Spezielle Property: rdfs:subPropertyOf <rdf:Property rdf:about="&uni;#wirdGehaltenVon"> <rdfs:subPropertyOf rdf:resource="&uni;#teilnehmer"/> </rdf:Property>
  • 21. Properties Domain & Range • spezielle Properties einer Property. • rdfs:domain (=Domäne) • „Jede Ressource, die diese Property besitzt ist vom Typ ...“ • rdfs:range (=Wertebereich) • Jede Ressource, auf die diese Property verweist ist vom Typ ...“ <rdf:Property rdf:about="&uni;#wirdGehaltenVon"> <rdfs:domain rdf:resource="&uni;#Veranstaltung"/> <rdfs:range rdf:resource="&uni;#Dozent"/> </rdf:Property>
  • 22. Semantik in RDF <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:uni="http://example.org/uni-vokabular#" xmlns:foaf="http://xmlns.com/foaf/0.1/" xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/"> <uni:Dozent rdf:about="http://hki.uni-koeln.de/staff/wieners" foaf:name="Jan Wieners"/> <uni:Professor rdf:about="http://hki.uni-koeln.de/staff/thaller" foaf:name="Manfred Thaller"/> <uni:Uebung rdf:about="http://hki.uni-koeln.de/courses/42" dc:title="Programmierpraktikum C++"> <uni:wirdGehaltenVon rdf:resource="http://hki.uni-koeln.de/staff/oliveira"/> </uni:Uebung> <rdfs:Class rdf:about="http://example.org/uni-vokabular#Dozent"/> <rdfs:Class rdf:about="http://example.org/uni-vokabular#Professor"> <rdfs:subClassOf rdf:resource="http://example.org/uni-vokabular#Dozent"/> </rdfs:Class> <rdf:Property rdf:about="http://example.org/uni-vokabular#wirdGehaltenVon"> <rdfs:range rdf:resource="http://example.org/uni-vokabular#Dozent"/> </rdf:Property> </rdf:RDF> • Aufgabe: Finde alle Dozenten • Antwort: „Jan Wieners“, „Manfred Thaller“ & „Daniel de Oliveira“
  • 23. Die Ebenen von RDF und RDFS teilnehmer name range domain range subPropertyOf domain Person Literal wirdGehaltenVon subClassOf domain range Veranstaltung Dozent subClassOf subClassOf Proseminar Professor Klassen type type RDFS RDF Software- Manfred technologie I wirdGehaltenVon Thaller Instanzen
  • 25. Aufgabe 1 • Gegeben sind die folgenden Datenbanktabellen. Erstellen Sie für diese Daten ein RDF-Schema in RDF/XML. • Das Schema soll mindestens unterscheiden zwischen „einfachen Dozenten“ und Professoren und zwischen Proseminaren, Übungen und Hauptseminaren. • Bilden Sie den Sachverhalt ab, dass Hauptseminare nur von Professoren gehalten werden können.
  • 26. Tabelle 1 Veranstaltungen id titel tag uhrzeit art dozent_id Projektplanung für 1 Softwareprojekte: KLIPS Donnerstag 16:00 Hauptseminar 1 2.0 2 Softwaretechnologie I Dienstag 10:00 Proseminar 1 Basisinformations- 3 Mittwoch 10:00 Proseminar 2 technologie I 4 Semantic Technologies Mittwoch 12:00 Übung 3 5 Programmierpraktikum Montag 17:45 Übung 4
  • 27. Tabelle 2 Dozenten id vorname nachname titel eMail manfred.thaller 1 Manfred Thaller Prof. Dr. @uni-koeln.de jan.wieners 2 Jan Gerrit Wieners M.A. @uni-koeln.de sebastian.cuy 3 Sebastian Cuy M.A. @uni-koeln.de d.de-oliveira 4 Daniel de Oliveira M.A. @uni-koeln.de
  • 28. Aufgabe 2 • Erstellen Sie aus den Daten in den Tabellen einen RDF-Graphen, der sich auf die Typen und Eigenschaften des Schemas aus Aufgabe 1 bezieht und serialisieren Sie diesen in RDF/XML.