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– Semantic Technologies –
Dozent: Christoph Stollwerk

von XML zu RDF

Übung, Wintersemester 2013/14

30. Oktober 2013
– Gliederung –
Organisatorisches
Semesterarbeiten/Referate
Aufgabenbesprechung
von XML zu RDF
Arbeitsphase
Semesterarbeiten
– Medieninformatik –
Semesterarbeiten - allgemein
- Freie Themenwahl
- Thema unbedingt vorher absprechen!!!
- Arbeitsaufwand = ~ 25-30 Stunden
...
– Themenvorschläge –
1. Ontologien
- Entwickeln Sie eine Ontologie und stellen Sie
diese in OWL dar.
- mit Hilfe von Protégé oder „von Hand“
- ...
1. Ontologien

Beispiel:
- eine umfangreiche Ontologie für KLIPS
2. Datenmapping
- Überführen Sie einen vorhandenen Datenbestand
nach RDF.
- Ausgangsdaten: Datenbank, XML, Webseiten, APIs...
2. Datenmapping
Beispiel:
- HTML-Seiten auf
www.abgeordnetenwatch.de verarbeiten
und RDF-Daten für Abgeordnete und
deren A...
3. Semantic Web
Applikation / Mashup
Entwickeln Sie auf Basis vorhandener RDFDaten eine sinnvolle Webanwendung.
- Technolo...
3. Semantic Web
Applikation / Mashup
Beispiele:
- Ein Mashup, das auf einer Karte zeigt, an
welchen Orten Musiker ihre Kar...
Referate
- Freie Themenwahl (unbedingt absprechen!)
- oder für Vorschläge auf Liste melden.
- Begrenzte Anzahl (3 Sitzunge...
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Fragen?!

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Aufgabenbesprechung
– vom 23.10.13 –
•

Aufgabe 2
Entwickeln Sie ein XML Schema zur
Erfassung von Veranstaltungen an einer
Universität.

•
•
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Das Schema soll...
•

Aufgabe 3
Entwickeln Sie ein XML Schema zur
Erfassung von Veranstaltungen an einer
Universität.

•
•
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Das Schema soll...
•

Aufgabe 4
Entwickeln Sie ein XML Schema zur
Erfassung von Veranstaltungen an einer
Universität.

•

Das Schema soll unt...
Möglichkeiten der
Referenzierung
– in XML Dokumenten –
1. xsd:keyref

•

Referenzen
innerhalb eines
XML-Dokuments
1. xlink:href
Referenzen innerhalb eines XML-Dokuments und
zu anderen XML-Dokumenten
von XML zu RDF
Semantik
Ist XML eine semantische Technologie?
Semantik in XML
Bsp.: Manfred Thaller ist
der Dozent von Softwaretechnologie I.
<unterrichtsAngebot>
<dozent>Manfred Thall...
Semantik in XML
Die Bedeutung der Relationen
zwischen
Elementen ist in XML nie explizit.
Semantik in XML
<dozent>Jan Wieners</dozent>
<professor>Manfred Thaller</professor>
<veranstaltung name="Programmierprakti...
Semantik in XML
•

Die Bedeutung der Relationen zwischen
Elementen ist in XML nie explizit.

•

Die Bedeutung einzelner El...
RDF
Ein Datenmodell für das Semantic
Web
Verhältnis XML zu RDF
•
RDF

XML
RDF
Schem Schem
a
a

•

•

XML Schema beschränkt
die Struktur von XML

•

XML

XML = Mark...
RDF: Grundidee

•
•

resources + properties = statements
resources

•
•

alles was mit einem URI referenziert werden kann
...
Exkurs: URIs

•
•
•

Uniform Resource Identifier

•

Ein globaler, eindeutiger Bezeichner für alles
Mögliche

Unterklassen...
RDF: Grundidee

•
•

Statement: „Der Wikipedia Artikel über Köln wurde
zuletzt am 23.10.2011 bearbeitet.“
(http://de.wikip...
Beziehungen zwischen Ressourcen

Statement: „Der Wikipedia Artikel über Köln
beschreibt die Stadt Köln.“
(http://de.wikipe...
Graphstruktur
•

(http://de.wikipedia.org/wiki/Köln,lastModified,2011-10-23)

•

(urn:example:city:cologne,inhabitants,100...
Problem
•

(http://de.wikipedia.org/wiki/Köln,lastModified,2011-10-23)
oder

•

(http://de.wikipedia.org/wiki/Köln,lastMod...
Klassen
•
•

Auch Klassen sind Ressourcen und besitzen URIs.
Die Zugehörigkeit einer Ressource zu einer Klasse wird
mit de...
Namespaces

•

Klassen und Properties unterhalb des
gleichen URI bilden einen Namespace.

•

Beispiel: Dublin Core

•
•
•
...
Serialisierungen von RDF

•

RDF/XML - .rdf

•

Notation 3 (N3) - .n3

•

Turtle - .ttl

•

N-Triples - .nt

Subset
N-Triples
<urn:example:city:cologne>
<http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type>
<http://dbpedia.org/ontology/Popula...
FOAF Friend of a Friend
•
•

Namespace: http://xmlns.com/foaf/0.1/
Klassen und Properties (FOAF Core):

•

Agent

familyNa...
Aufgaben
Aufgabe 1
•

Beschreiben Sie sich selbst und ihre Beziehungen
untereinander mit den Begriffen aus FOAF in N-Triples.

•

U...
Aufgabe 2
•

Verkürzen Sie die Darstellungsweise der Tripel indem Sie
die Turtle-Syntax benutzen.

•

Tips:

•
•

Nutzen S...
Herzlichen
Dank!
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  • Aufgabe 1 wird im nächsten Literatur-Block kommen
    -----------------------------------
    Validierung
    Syntax
    schemaLocation
  • Namespaceprefix
    import
    Typverweise
  • Augabe 4 bewusst vage formuliert
    Daher kurzer Überblick zu Xlink
  • Augabe 4 bewusst vage formuliert
    Daher kurzer Überblick zu Xlink
  • Augabe 4 bewusst vage formuliert
    Daher kurzer Überblick zu Xlink
  • Man könnte jetzt philospphisch an verscsh. Fragen ran gehen. Aber heute hier eher Technik
  • Kann mit XML eine semantische Struktur erzeugt werden, die maschinenlesbar ist und vor allem eindeutig ist?
  • Fokus unterschiedlich in größerer Anwendung
    -
    Abfrage / Verarbeitung in Programm
    -
    rein strukturelle Kriterien
    -
    Bedeutung der Verschachtelung ist nicht festgelegt
  • 1.
    Ist XML eine semantische Technologie?
    Sondern nur implizit.
    -
    Kein Verschachtelungs-standards
    -
  • Unterschiedliche Strukturen sagen dasselbe aus
    .
    z.b. Mit könnten Sie mit Xpath alle Dozenten erhalten wollen
    -
  • 1.
    Die Bedeutung der Relationen zwischen Elementen ist in XML nie explizit.
    2.
    Die Bedeutung einzelner Elemente ist in XML nie explizit.
    3.
    RDF to the rescue!
  • RDF ist keine Sprache, sondern ein Datenmodell
    XML ist die bisher angeführte verwendete Sytax / Serialisierungsmodell
  • 0.
    Gegenüberstellung nicht haltbar
    1.
    XML = Markupsprache
    2.
    XML Schema beschränkt die Struktur von XML
    3.
    RDF = Datenmodell
    4.
    RDF Schema definiert das Vokabular von RDF
    5.
    Sie können RDF/XML nehmen um Syntax zu beschreiben, ist aber nur eine Möglichkeit
  • resources + properties = statements
    -
    Statements = object-attribute-value triples
    -
    Resources = alles was mit einem URI referenziert werden kann
    -
    Properties = Eigenschaften von Ressourcen
  • 1. Uniform Resource Identifier → Ein globaler, eindeutiger Bezeichner für alles Mögliche
    -
    2. Unterklassen: URL(Uniform Resource Locator), URN(Uniform Resource Name)
    3. Beispiele:
    http://de.wikipedia.org/wiki/Uniform_Resource_Identifier
    urn:isbn:4-7980-1224-6
    mailto:birgit.mustermann@example.org
    geo:48.33,14.122;u=22.5
    Ressources werden mit URI gekennzeichnet
    -
    Nicht weiter vertiefen, denn philosophische Fragen wie :
    Welche URI beschreibt eine Person am besten sind bestehende Diskussionen
  • 1. Statement: Wiki last modified
    2. Statement Einwohner Köln
    Immer Ressource Property value
  • 1 . Statement: „Der Wikipedia Artikel über Köln beschreibt die Stadt Köln.“
    (http://de.wikipedia.org/wiki/Köln,isAbout,ur
    2. Triple Darstellung / Prädikatenlogik
    Statement = ressource property value
    Wobei property ressource oder literal sein kann
  • Semantische Netze können so visualisiert werden. (Semesterarbeit?
    Geht aber genauso mit XML als Serialisierungsmodell
  • 2.
    Lösung: Auch Properties erhalten URIs
    Beispiel: (http://de.wikipedia.org/wiki/Köln, http://purl.org/dc/elements/1.1/date,2011-10-23)
    URIs sind eindeutig
    ressource oder literal
    Literals kurz ansprechen, gegenteil davon
  • 1.
    Auch Klassen sind Ressourcen und besitzen URIs.
    2.
    Die Zugehörigkeit einer Ressource zu einer Klasse wird mit der Property http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type ausgedrückt.
    3.
    Beispiele
    Inferenzlogiken werden so möglich
    Keine gegenteiligen Rückschlüsse zulässig solange nicht definiert
  • 1
    Klassen und Properties unterhalb des gleichen URI bilden einen Namespace.
    2.
    Beispiel: Dublin Cor
    Sammlung einfacher und standardisierter Konventionen zur Beschreibung Objekten im Internet,
    minimaler Metadatenstandard (DCMI).
  • N3 = Notation 3
    (Tim Berners-Lee entwickelte formale Sprache, die als Syntax für RDF-Daten)
    Turtle ist de-facto.standard unter entwicklern, weil untermenge, und besser lesbar
  • Transcript of "Semantic Technologies (2. Sitzung)"

    1. 1. – Semantic Technologies – Dozent: Christoph Stollwerk von XML zu RDF Übung, Wintersemester 2013/14 30. Oktober 2013
    2. 2. – Gliederung – Organisatorisches Semesterarbeiten/Referate Aufgabenbesprechung von XML zu RDF Arbeitsphase
    3. 3. Semesterarbeiten – Medieninformatik –
    4. 4. Semesterarbeiten - allgemein - Freie Themenwahl - Thema unbedingt vorher absprechen!!! - Arbeitsaufwand = ~ 25-30 Stunden - Gruppenarbeit prinzipiell möglich (max. 3) - abhängig vom Thema (Umfang/Komplexität) Abgabetermin: 15.3.2014
    5. 5. – Themenvorschläge –
    6. 6. 1. Ontologien - Entwickeln Sie eine Ontologie und stellen Sie diese in OWL dar. - mit Hilfe von Protégé oder „von Hand“ - möglichst reichhaltig! - möglichst viele Features von OWL benutzen - möglichst auf bestehende Ontologien aufsetzen - ggf. mit Regeln in SWRL Domäne: egal (Nebenfach, Hobby, ...)
    7. 7. 1. Ontologien Beispiel: - eine umfangreiche Ontologie für KLIPS
    8. 8. 2. Datenmapping - Überführen Sie einen vorhandenen Datenbestand nach RDF. - Ausgangsdaten: Datenbank, XML, Webseiten, APIs, … - Transformation: XSLT, programmatisch - ggf. in Triple Store laden
    9. 9. 2. Datenmapping Beispiel: - HTML-Seiten auf www.abgeordnetenwatch.de verarbeiten und RDF-Daten für Abgeordnete und deren Abstimmungsverhalten generieren.
    10. 10. 3. Semantic Web Applikation / Mashup Entwickeln Sie auf Basis vorhandener RDFDaten eine sinnvolle Webanwendung. - Technologie: egal - ggf. Daten aus unterschiedlichen Quellen zusammen bringen.
    11. 11. 3. Semantic Web Applikation / Mashup Beispiele: - Ein Mashup, das auf einer Karte zeigt, an welchen Orten Musiker ihre Karriere begonnen haben und wie viele Einwohner diese Orte besitzen. - Semantic games
    12. 12. Referate - Freie Themenwahl (unbedingt absprechen!) - oder für Vorschläge auf Liste melden. - Begrenzte Anzahl (3 Sitzungen = 9 Referate) - Arbeitsaufwand = ~ 25-30 Stunden - Gruppenarbeit prinzipiell möglich (max. 2) - abhängig vom Thema (Umfang/Komplexität) - Referatsdauer: ~30min - Themen auf der Kursseite (ab 14Uhr frei) - Vergabe per E-Mail (Thema/Teilnehmer)
    13. 13. ? ? Fragen?! ? ? ?
    14. 14. Aufgabenbesprechung – vom 23.10.13 –
    15. 15. • Aufgabe 2 Entwickeln Sie ein XML Schema zur Erfassung von Veranstaltungen an einer Universität. • • • Das Schema soll unter anderem Elemente für Veranstaltung, Lehrperson, und Raum enthalten. Definieren Sie dabei mindestens einen eigenen simpleType, der einen Basistyp einschränkt. Schreiben Sie ein XML-Dokument, das diesem Schema entspricht und validieren Sie es.
    16. 16. • Aufgabe 3 Entwickeln Sie ein XML Schema zur Erfassung von Veranstaltungen an einer Universität. • • • Das Schema soll unter anderem Elemente für Veranstaltung, Lehrperson, und Raum enthalten. Definieren Sie dabei mindestens einen eigenen simpleType, der einen Basistyp einschränkt. Schreiben Sie ein XML-Dokument, das diesem Schema entspricht und validieren Sie es.
    17. 17. • Aufgabe 4 Entwickeln Sie ein XML Schema zur Erfassung von Veranstaltungen an einer Universität. • Das Schema soll unter anderem Elemente für Veranstaltung, Lehrperson, und Raum enthalten. • Definieren Sie dabei mindestens einen eigenen simpleType, der einen Basistyp einschränkt. • Schreiben Sie ein XML-Dokument, das diesem Schema entspricht und validieren Sie es.
    18. 18. Möglichkeiten der Referenzierung – in XML Dokumenten –
    19. 19. 1. xsd:keyref • Referenzen innerhalb eines XML-Dokuments
    20. 20. 1. xlink:href Referenzen innerhalb eines XML-Dokuments und zu anderen XML-Dokumenten
    21. 21. von XML zu RDF
    22. 22. Semantik Ist XML eine semantische Technologie?
    23. 23. Semantik in XML Bsp.: Manfred Thaller ist der Dozent von Softwaretechnologie I. <unterrichtsAngebot> <dozent>Manfred Thaller</dozent> <veranstaltung>Softwaretechnologie I</veranstaltung> </unterrichtsAngebot> <veranstaltung name="Softwaretechnologie I"> <dozent>Manfred Thaller</dozent> </veranstaltung> <dozent name="Manfred Thaller"> <veranstaltung>Softwaretechnologie I</veranstaltung> </dozent>
    24. 24. Semantik in XML Die Bedeutung der Relationen zwischen Elementen ist in XML nie explizit.
    25. 25. 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“
    26. 26. Semantik in XML • Die Bedeutung der Relationen zwischen Elementen ist in XML nie explizit. • Die Bedeutung einzelner Elemente ist in XML nie explizit. ➡ RDF to the rescue!
    27. 27. RDF Ein Datenmodell für das Semantic Web
    28. 28. Verhältnis XML zu RDF • RDF XML RDF Schem Schem a a • • XML Schema beschränkt die Struktur von XML • XML XML = Markupsprache RDF = Datenmodell • RDF Schema definiert das Vokabular von RDF RDF/XML ist eine konkrete Syntax zum Austausch von RDF
    29. 29. RDF: Grundidee • • resources + properties = statements resources • • alles was mit einem URI referenziert werden kann Properties • Eigenschaften von Ressourcen
    30. 30. Exkurs: URIs • • • Uniform Resource Identifier • Ein globaler, eindeutiger Bezeichner für alles Mögliche Unterklassen: URL, URN Beispiele: • • • • http://de.wikipedia.org/wiki/Uniform_Resource_Identifier urn:isbn:4-7980-1224-6 mailto:birgit.mustermann@example.org geo:48.33,14.122;u=22.5
    31. 31. RDF: Grundidee • • Statement: „Der Wikipedia Artikel über Köln wurde zuletzt am 23.10.2011 bearbeitet.“ (http://de.wikipedia.org/wiki/Köln,lastModified,2011-10-23) resource property • Statement: „Köln hat 1.007.119 Einwohner“ • (urn:example:city:cologne,inhabitants,1007119) resource property value value
    32. 32. Beziehungen zwischen Ressourcen Statement: „Der Wikipedia Artikel über Köln beschreibt die Stadt Köln.“ (http://de.wikipedia.org/wiki/Köln,isAbout,urn:example:city:cologne) resource property value Subjekt Verb Objekt
    33. 33. Graphstruktur • (http://de.wikipedia.org/wiki/Köln,lastModified,2011-10-23) • (urn:example:city:cologne,inhabitants,1007119) • (http://de.wikipedia.org/wiki/Köln,isAbout,urn:example:city:cologne) 2011-10-23 isAbout urn:example:city:colo gne inhabitants lastModified http://de.wikipedia.org /wiki/Köln 1007119
    34. 34. Problem • (http://de.wikipedia.org/wiki/Köln,lastModified,2011-10-23) oder • (http://de.wikipedia.org/wiki/Köln,lastMod,2011-10-23) oder • • • (http://de.wikipedia.org/wiki/Köln,letzteÄnderung,2011-10-23) Lösung: Auch Properties erhalten URIs Beispiel: (http://de.wikipedia.org/wiki/Köln, http://purl.org/dc/elements/1.1/date,2011-10-23)
    35. 35. Klassen • • Auch Klassen sind Ressourcen und besitzen URIs. Die Zugehörigkeit einer Ressource zu einer Klasse wird mit der Property http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type ausgedrückt. • Beispiele: • (urn:example:city:cologne, http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type, http://dbpedia.org/ontology/City) • (http://hki.uni-koeln.de/st_2011/persons/christoph.stollwerk, http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type, http://xmlns.com/foaf/0.1/Person)
    36. 36. Namespaces • Klassen und Properties 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 ...
    37. 37. Serialisierungen von RDF • RDF/XML - .rdf • Notation 3 (N3) - .n3 • Turtle - .ttl • N-Triples - .nt Subset
    38. 38. N-Triples <urn:example:city:cologne> <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#type> <http://dbpedia.org/ontology/PopulatedPlace>. <urn:example:city:cologne> <http://dbpedia.org/property/name> "Köln". <urn:example:city:cologne><http://purl.org/dc/elements/1.1/description> <http://de.wikipedia.org/wiki/Köln>. <http://de.wikipedia.org/wiki/Köln> <http://purl.org/dc/elements/1.1/date> "2011-10-23". <http://de.wikipedia.org/wiki/Köln> <http://purl.org/dc/elements/1.1/creator> "Max Mustermann". <http://de.wikipedia.org/wiki/Köln> <http://purl.org/dc/elements/1.1/title> "Köln".
    39. 39. FOAF Friend of a Friend • • Namespace: http://xmlns.com/foaf/0.1/ Klassen und Properties (FOAF Core): • Agent familyName primaryTopic (primaryTopicOf) • Person givenName Project • name knows Organization • title based_near Group • img age member • depiction (depicts) made (maker) Document Image
    40. 40. Aufgaben
    41. 41. Aufgabe 1 • Beschreiben Sie sich selbst und ihre Beziehungen untereinander mit den Begriffen aus FOAF in N-Triples. • URIs: • • • • Personen: http://hki.uni-koeln.de/st_2031/person/max.musterman Dieser Kurs: http://hki.uni-koeln.de/st_2013/group/st_2013 Ihre Gruppe: http://hki.uni-koeln.de/st_2013/group/gruppenname Benutzen Sie auch Begriffe aus FOAF Social Web (mbox, interest, ...)
    42. 42. Aufgabe 2 • Verkürzen Sie die Darstellungsweise der Tripel indem Sie die Turtle-Syntax benutzen. • Tips: • • Nutzen Sie „@prefix“ Vermeiden Sie die Wiederholung von Subjekten durch die Verwendung von „;“.
    43. 43. Herzlichen Dank!

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