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04 RDFS, RDFa und SPARQL - Semantic Web Technologien

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04 RDFS, RDFa und SPARQL - Semantic Web Technologien

  1. 1. Die nichtkommerzielle Vervielfältigung, Verbreitung und Bearbeitung dieser Folien ist zulässig (Lizenzbestimmungen CC-BY-NC). Vorlesung Dr. Harald Sack Hasso-Plattner-Institut für Softwaresystemtechnik Universität Potsdam Wintersemester 2010/11 Semantic Web Technologien Blog zur Vorlesung: http://web-flakes.blogspot.com/ Montag, 22. November 2010
  2. 2. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 2 Semantic Web Technologien Wiederholung RDF Montag, 22. November 2010
  3. 3. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 3 1. Einführung 2. Semantic Web Basisarchitektur Die Sprachen des Semantic Web - Teil 1 3. Wissensrepräsentation und Logik Die Sprachen des Semantic Web - Teil 2 4. Ontology Engineering 5. Linked Data und Semantic Web Anwendungen Semantic Web Technologien Vorlesungsinhalt Montag, 22. November 2010
  4. 4. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam Semantic Web Architektur4 2. Semantic Web Basisarchitektur Die Sprachen des Semantic Web - Teil 1 URI / IRI XML / XSD Data Interchange: RDF RDFS Ontology: OWL Rule: RIF Query: SPARQL Proof Unifying Logic Crypto Trust Interface & Application Montag, 22. November 2010
  5. 5. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 5 2. Semantic Web Basisarchitektur Die Sprachen des Semantic Web - Teil 1 Montag, 22. November 2010
  6. 6. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 6 2. Semantic Web Basisarchitektur Die Sprachen des Semantic Web - Teil 1 2.1. Uniform Resource Identifier - URI 2.2. XML und XMLSchema 2.3. Resource Description Framework - RDF 2.4. RDF Schema 2.5. Wie kommt die Semantik ins WWW? 2.6. Abfragesprache SPARQL 2.7. Warum reicht RDF(S) noch nicht aus? Semantic Web Technologien Vorlesungsinhalt Montag, 22. November 2010
  7. 7. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 7 RDFS Montag, 22. November 2010
  8. 8. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 8 Motivation für RDF Schema • Ein Programm kann RDF-Daten definieren und nutzen….vorausgesetzt, dem Programm ist bekannt, welche Terme benutzt werden können… • z.B. •name, titel, jahr, … •name, blog, telefonnr… •author, cites, … • Sind alle bekannt? Sind alle korrekt? Gibt es (logische) Beziehungen zwischen den Termen? 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.4 RDF Schema Montag, 22. November 2010
  9. 9. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 9 Motivation für RDF Schema • Programm kann RDF-Daten definieren und nutzen….vorausgesetzt, dem Programm ist bekannt, welche Terme benutzt werden können… • z.B. •name, titel, jahr, … •name, blog, telefonnr… •author, cites, … • Sind alle bekannt? Sind alle korrekt? Gibt es (logische) Beziehungen zwischen den Termen? • Wir benötigen eine entsprechende Datendefinition RDF Schema • offiziell: “RDF Vocabulary Description Language” 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.4 RDF Schema Montag, 22. November 2010
  10. 10. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 10 RDF Schema • Erster W3C Draft im April 1998, W3C Recommendation seit Feb. 2004. • RDF Schema spezifiziert ein Datenmodell, über das RDF-Statements entworfen werden können • Abstrakter Datentyp (Klasse) • Hierarchisches Klassenmodell und Vererbung (Subklassen) • Syntax für gemeinsamen Datenaustausch • = „Beschreibungssprache zur Definition strukturierter Vokabularien…“ • RDFSchema erlaubt: • Klassendefinitonen • Klasseninstantiierung in RDF via <rdf:type> • Festlegung von Eigenschaften und Restriktionen (Properties) • Festlegung von Hierarchiebeziehungen • Subklassen und Superklassen 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.4 RDF Schema Montag, 22. November 2010
  11. 11. RDF Schema -- ein Beispiel Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 11 wird betreut von http://hpi-web.de/ws1011#semanticweb http://hpi-web.de/HaraldSack RDFS Vorlesung Mitarbeiter Prof. SeniorResearcher Person Lehrveranstaltung Seminar wird betreut von domain range subClassOf subClassOf subClassOfsubClassOf class class class class classproperty class class subClassOf rdf:type rdf:type RDF 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.4 RDF Schema Montag, 22. November 2010
  12. 12. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 12 RDFS Sprachkomponenten • Klassen • rdfs:Resource jede Entität in einem RDF-Modell ist Instanz dieser Klasse • rdf:Property Basisklasse für Eigenschaften • rdfs:Class Klassenkonzept, legt ein abstraktes Objekt fest und dient in Verbindung mit rdf:type zur Erzeugung von Instanzen • rdfs:Literal Klasse für Literalwerte, also Zeichenketten, … • zusätzlich noch rdfs:Datatype, rdfs:XMLLiteral, rdfs:Container, rdfs:ContainerMembershipProperty 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.4 RDF Schema Montag, 22. November 2010
  13. 13. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 13 RDFS Sprachkomponenten • Eigenschaften • rdfs:subClassOf transitive Eigenschaft zur Festlegung von Vererbungshierarchien von Klassen • rdfs:subPropertyOf transitive Eigenschaft zur Festlegung von Vererbungshierarchien von Eigenschaften • rdfs:domain legt Anwendungsbereich einer Eigenschaft in Bezug auf eine Klasse fest • rdfs:range legt Wertebereich einer Eigenschaft fest 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.4 RDF Schema Montag, 22. November 2010
  14. 14. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 14 RDFS Sprachkomponenten ■ Eigenschaften □ rdfs:subClassOf transitive Eigenschaft zur Festlegung von Vererbungshierarchien von Klassen (1) (2) (3) 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.4 RDF Schema Montag, 22. November 2010
  15. 15. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 15 RDFS Sprachkomponenten ■ Eigenschaften □ rdfs:subPropertyOf transitive Eigenschaft zur Festlegung von Vererbungshierarchien von Eigenschaften (1) (2) (3) 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.4 RDF Schema Montag, 22. November 2010
  16. 16. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 16 RDFS Sprachmodell (verkürzt...) s – Subklassen-Beziehungen t – Instanzen-Beziehungen rdfs:Resourcerdfs:Class t t s 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.4 RDF Schema Montag, 22. November 2010
  17. 17. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 16 RDFS Sprachmodell (verkürzt...) s – Subklassen-Beziehungen t – Instanzen-Beziehungen rdfs:Resourcerdfs:Class t t s rdfs:Literal t s 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.4 RDF Schema Montag, 22. November 2010
  18. 18. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 16 RDFS Sprachmodell (verkürzt...) s – Subklassen-Beziehungen t – Instanzen-Beziehungen rdfs:Resourcerdfs:Class t t s rdfs:Literal t s rdf:Property t s 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.4 RDF Schema Montag, 22. November 2010
  19. 19. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 16 RDFS Sprachmodell (verkürzt...) s – Subklassen-Beziehungen t – Instanzen-Beziehungen rdfs:Resourcerdfs:Class t t s rdfs:Literal t s rdf:Property t s rdfs:range rdfs:domain t t rdfs:subClassOf t rdfs:comment t rdf:type t rdfs:subPropertyOf t 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.4 RDF Schema Montag, 22. November 2010
  20. 20. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 17 RDFS Sprachkomponenten: • Weitere Eigenschaften • rdfs:seeAlso stellt Beziehung einer Ressource zu einer anderen her, die diese erklärt • rdfs:isDefinedBy subproperty zu rdf:seeAlso, stellt Beziehung von Ressource zu deren Definition (auch in RDFS) her • rdfs:comment Kommentar, gewöhnlich in Textform • rdfs:label „lesbarer“ Name einer Ressource (im Gegensatz zu ID) 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.4 RDF Schema Montag, 22. November 2010
  21. 21. http://hpi-web.de/ws1011#semanticweb RDF Schema -- zurück zum Beispiel Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 18 wird betreut von http://hpi-web.de/HaraldSack Vorlesung Mitarbeiter Prof. Person Lehrveranstaltung Seminar wird betreut von domain range subClassOf subClassOf subClassOfsubClassOf class class class class classproperty class class subClassOf rdf:type rdf:type SeniorResearcher 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.4 RDF Schema Montag, 22. November 2010
  22. 22. http://hpi-web.de/ws1011#semanticweb RDF Schema -- zurück zum Beispiel Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 18 wird betreut von http://hpi-web.de/HaraldSack Vorlesung Mitarbeiter Prof. Person Lehrveranstaltung Seminar wird betreut von domain range subClassOf subClassOf subClassOfsubClassOf class class class class classproperty class class subClassOf rdf:type rdf:type SeniorResearcher RDFS Terminologisches Wissen - T-Box 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.4 RDF Schema Montag, 22. November 2010
  23. 23. http://hpi-web.de/ws1011#semanticweb RDF Schema -- zurück zum Beispiel Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 18 wird betreut von http://hpi-web.de/HaraldSack Vorlesung Mitarbeiter Prof. Person Lehrveranstaltung Seminar wird betreut von domain range subClassOf subClassOf subClassOfsubClassOf class class class class classproperty class class subClassOf rdf:type rdf:type SeniorResearcher RDFS Terminologisches Wissen - T-Box RDF Assertionales Wissen - A-Box 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.4 RDF Schema Montag, 22. November 2010
  24. 24. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 19 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:rdfs="http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#" xml:base="http://hpi-web.de/ws1011"> <rdfs:Class rdf:ID=“Lehrveranstaltung“> <rdfs:SubClassOf rdf:resource="http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#Resource“/> </rdfs:Class> <rdfs:Class rdf:ID=“Vorlesung“> <rdfs:SubClassOf rdf:resource=“#Lehrveranstaltung“/> </rdfs:Class> <rdfs:Class rdf:ID=“Seminar“> <rdfs:SubClassOf rdf:resource=“#Lehrveranstaltung“/> </rdfs:Class> <rdfs:Class rdf:ID=“Person“> <rdfs:SubClassOf rdf:resource="http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#Resource“/> </rdfs:Class> <rdfs:Class rdf:ID=“Mitarbeiter“> <rdfs:SubClassOf rdf:resource=“#Person“/> </rdfs:Class> <rdfs:Class rdf:ID=“SeniorResearcher“> <rdfs:SubClassOf rdf:resource=“#Mitarbeiter“/> </rdfs:Class> … 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.4 RDF Schema Montag, 22. November 2010
  25. 25. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 20 <rdf:Property rdf:ID=“wirdBetreutVon“> <rdfs:SubPropertyOf rdf:resource="http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#Property/> <rdfs:domain rdf:resource="#Lehrveranstaltung“/> <rdfs:range rdf:resource=“#Mitarbeiter“/> </rdf:Property> <rdf:Description rdf:ID=“semanticweb“> <rdf:type rdf:resource=“#Vorlesung“/> </rdf:Description> <rdf:Description rdf:about=“http://hpi-web.de/ws1011#HaraldSack“> <rdf:type rdf:resource=“#SeniorResearcher“/> </rdf:Description> <rdf:Description rdf:about=“#semanticweb“> <wirdBetreutVon rdf:resource=“http://hpi-web.de/ws1011#HaraldSack“/> </rdf:Description> … </rdf:RDF> RDFS – Teil2 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.4 RDF Schema Montag, 22. November 2010
  26. 26. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 21 @prefix rdf: <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#> @prefix rdfs: <http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#> @prefix xsd: <http://www.w3.org/2001/XMLSchema#>. @base <http://hpi-web.de/ws1011> :Lehrveranstaltung a rdfs:Class . :Vorlesung a rdfs:Class; rdfs:subClassOf :Lehrveranstaltung. :Seminar a rdfs:Class ; rdfs:subClassOf :Lehrveranstaltung. :Person a rdfs:Class . :Mitarbeiter a rdfs:Class ; rdfs:subClassOf :Person . :SeniorResearcher a rdfs:Class ; rdfs:subClassOf :Mitarbeiter . :wirdBetreutVon a rdf:Property; rdfs:domain :Lehrveranstaltung ; rdfs:range :Mitarbeiter . :semanticweb a :Vorlesung . :HaraldSack a :SeniorResearcher . :semanticweb :wirdBetreutVon :HaraldSack . Turtle 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.4 RDF Schema Montag, 22. November 2010
  27. 27. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 22 RDFS Zusammenfassung: • RDFSchema spezifiziert ein Datenmodell, über das RDF-Statements entworfen werden können • Mehr als XML: • (kleine) ontologische Einigung auf Modellierungs- primitive • Möglichkeit eigene Vokabulare zu definieren • Nächste Schritte: • mehr Logik • Regeln, Einschränkungen und Abhängigkeitsbeziehungen 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.4 RDF Schema Montag, 22. November 2010
  28. 28. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 23 2. Semantic Web Basisarchitektur Die Sprachen des Semantic Web - Teil 1 2.1. Uniform Resource Identifier - URI 2.2. XML und XMLSchema 2.3. Resource Description Framework - RDF 2.4. RDF Schema 2.5. Wie kommt die Semantik ins WWW? 2.6. Abfragesprache SPARQL 2.7. Warum reicht RDF(S) noch nicht aus? Semantic Web Technologien Vorlesungsinhalt Montag, 22. November 2010
  29. 29. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 24 2. Semantic Web Basisarchitektur Die Sprachen des Semantic Web - Teil 1 Montag, 22. November 2010
  30. 30. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 25 Semantische Annotation im WWW • Eigentlich kann RDF/XML direkt in ein HTML-Dokument via <head> und <script>-Element eingebettet werden • In RFC 3870 wurde der Mime-Type application/rdf+xml definiert <head> <title>My Document</title> <script type="application/rdf+xml"> <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/"> <rdf:Description rdf:about="http://www.w3.org/" dc:title="W3C Homepage"/> </rdf:RDF> </script> </head> 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.5 Wie kommt die Semantik ins WWW? Montag, 22. November 2010
  31. 31. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 26 Semantische Annotation im WWW • Das W3C empfiehlt die Einbettung von externen RDF-Dokumenten via HTML <link>-Element • Daneben können RDF-Dokumente auch via <a href=...> und einer entsprechenden Kennzeichnung (z.B. RDF-Logo) im <body> des HTML- Dokuments verlinkt werden <link rel="meta" type="application/rdf+xml" href="Meta-Data-for-Web-Page.rdf"/> 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.5 Wie kommt die Semantik ins WWW? Montag, 22. November 2010
  32. 32. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 27 Semantische Annotation im WWW • Prinzipiell existieren heute zwei Möglichkeiten, strukturierte Daten mit semantischen Annotationen im WWW-Dokumente explizit einzubetten • Domain-spezifische Microformate • Generisches RDFa und embedded RDF 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.5 Wie kommt die Semantik ins WWW? Montag, 22. November 2010
  33. 33. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 28 µformats -- Microformate • XHTML Markup, mit dem es möglich ist, (in einem begrenzten Umfang) Semantik in einem HTML-Dokument auszudrücken • Anwendungen können leichter Daten aus HTML-Dokumenten extrahieren • Verwendung in folgenden XHTML-Tag Attributen: • class • rel • rev • Vordefinierte Standard-Microformate: • hCard - Personendaten (vCard, RFC2426) • hCalender – Events • rel-Tag – social tagging • XFN – XHTML Friends Network 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.5 Wie kommt die Semantik ins WWW? Montag, 22. November 2010
  34. 34. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 29 µFormats -- Microformate • Beispiel: <span class="vcard"> <span class="fn">Joe Blow</span> <span class="org">The Example Company</span> <span class="tel">604-555-1234</span> <a class="url" href="http://example.com/"> http://example.com/</a> </span> 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.5 Wie kommt die Semantik ins WWW? Montag, 22. November 2010
  35. 35. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 30 µFormats -- Einsatz • Last.fm Nutzerprofile und Geodaten, Veranstaltungen und CD-Bewertungen • Mac webmail Kontaktdaten • LinkedIn Lebensläufe • Flickr Kontaktdaten, Geodaten • WordPress Social Networking • Serendipity Bookmarks 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.5 Wie kommt die Semantik ins WWW? Montag, 22. November 2010
  36. 36. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 31 µFormats -- Bewertung • Microformate nutzen vorhandene XHTML-Attribute um strukturierte Daten zu kodieren • Mit passenden XSLT Transformationen kann Microformat/XHTML in RDF umgewandelt werden • Neues Microformat-Vokabular muss erst externe Konsolidierungsprozedur durchlaufen, bei der jedesmal auch ein neues XSLT Stylesheet entwickelt werden muss • Wird mehr als ein Microformat-Vokabular in einer XHMTL-Seite genutzt, steigt die Komplexität rapide • Es können Konflikte mit genutzten XHTML-Attributen auftreten 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.5 Wie kommt die Semantik ins WWW? Montag, 22. November 2010
  37. 37. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 32 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.5 Wie kommt die Semantik ins WWW? Montag, 22. November 2010
  38. 38. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 33 RDFa •RDFa = RDF in HTML attributes •bringt generische RDF-Annotationen in XHTML-Dokumente •RDFa nutzt •bereits vorhandene XHTML-Attribute •href, content, rel, rev und src •neue XHTML-Attribute •about, datatype, property, resource und typeof (aus XHTML2 Metainformation Attributes) 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.5 Wie kommt die Semantik ins WWW? Montag, 22. November 2010
  39. 39. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 34 RDFa • Unterscheidet grundsätzlich 2 Varianten von RDF-Triples •Triple mit URI als Objekt •Triple mit Literal als Objekt Subjekt Property Objekt Object ist Literal about property content oder #PCDATA Objekt ist Ressource (URI) about rel href 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.5 Wie kommt die Semantik ins WWW? Montag, 22. November 2010
  40. 40. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 35 RDFa • <span about=”subject”>...</span> ...erzeugt ein temporäres Subjekt für ein/mehrere Triples • <a href=”object” rel=”propety”>...</a> ...definiert ein verlinktes Triple • <span property=”propety”>object</span> ...definiert ein unverlinktes Triple 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.5 Wie kommt die Semantik ins WWW? Montag, 22. November 2010
  41. 41. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 36 RDFa -- einfaches Beispiel ... <div xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/"> I'm currently reading <span about=”urn:ISBN:0-596-00027-8”> <span property="dc:title">Programming Perl</span> by <span property="dc:creator">Larry Wall</span> </span>. </div> ... 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.5 Wie kommt die Semantik ins WWW? Montag, 22. November 2010
  42. 42. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 37 RDFa -- einfaches Beispiel ... <div typeof="foaf:Person" xmlns:foaf="http://xmlns.com/foaf/0.1/"> <p property="foaf:name"> Alice Birpemswick </p> <p> Email: <a rel="foaf:mbox" href="mailto:alice@example.com"> alice@example.com</a> </p> <p> Phone: <a rel="foaf:phone" href="tel:+1-617-555-7332"> +1 617.555.7332</a> </p> <p> <img src="photo1.jpg" rel="dc:creator" rev="foaf:depicts" href="http://www.blogger.com/profile/1109404" /> </p> </div> ... 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.5 Wie kommt die Semantik ins WWW? Montag, 22. November 2010
  43. 43. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 38 RDFa -- einfaches Beispiel <div typeof="foaf:Person" xmlns:foaf="http://xmlns.com/foaf/0.1/"> <p property="foaf:name"> Alice Birpemswick </p> <p> Email: <a rel="foaf:mbox" href="mailto:alice@example.com"> alice@example.com</a> </p> <p> Phone: <a rel="foaf:phone" href="tel:+1-617-555-7332"> +1 617.555.7332</a> </p> <p> <img src="photo1.jpg" rel="dc:creator" rev="foaf:depicts" href="http://www.blogger.com/profile/1109404" /> </p> </div> 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.5 Wie kommt die Semantik ins WWW? Montag, 22. November 2010
  44. 44. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 39 RDFa -- einfaches Beispiel <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" version="XHTML+RDFa 1.0" xml:lang="en"> <head>...</head> <body>...</body> </html> </xml> ...und wie wird aus XHTML+RDFa dann RDF? 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.5 Wie kommt die Semantik ins WWW? Montag, 22. November 2010
  45. 45. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 40 GRDDL • Gleaning Resource Descriptions from Dialects of Languages • Gleaning (...bedeutet soviel wie „ernten, sammeln, lesen“) • Resource Descriptions (...von Resource Description Framework) • from Dialects of Languages (...betrifft XML Dokumentenfamilie, z.B. XHTML) (c) http://www.flickr.com/photos/cho45/1402634073/ 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.5 Wie kommt die Semantik ins WWW? Montag, 22. November 2010
  46. 46. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 41 GRDDL • Gleaning Resource Descriptions from Dialects of Languages • GRDDL bietet einen einfachen Weg, um RDF-Daten aus XML-Dokumenten (insbesondere XHTML) zu gewinnen • GRDDL verbindet Transformationen (XSLT Stylesheets), um •RDFa •Mircoformats •RSS • aus XHTML-Dokumenten herauszulösen http://www.flickr.com/photos/cho45/1402634073/ 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.5 Wie kommt die Semantik ins WWW? Montag, 22. November 2010
  47. 47. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 42 GRDDL • Um eine Semantische Annotationen aus einem Dokument zu extrahieren und in das RDF Format zu bringen, nutzt GRDDL folgende Schritte: 1.Deklaration/Erkennung der GRDDL Profil Metadaten 2.Link/Fetch der passenden Transformationsdaten (Extraktoren) 3.Anwenden der Transformationen zum Konvertieren in das RDF Format 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.5 Wie kommt die Semantik ins WWW? Montag, 22. November 2010
  48. 48. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 43 GRDDL <html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" xml:lang="en" lang="en"> <head profile="http://www.w3.org/2003/g/data-view"> ... <title>Digitale Kommunikation: Vernetzung, Multimedia, Sicherheit</title> <link rel="transformation"  href="http://www.w3.org/2000/06/ dc-extract/dc-extract.xsl" /> <meta name="DC.Subject" content="Fachbuch Informatik" /> ... </head> ... </html> GRDDL Profildaten GRDDL Transformation 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.5 Wie kommt die Semantik ins WWW? Montag, 22. November 2010
  49. 49. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 44 GRDDL <html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" xml:lang="en" lang="en"> <head profile="http://www.w3.org/2003/g/data-view"> ... <title>Digitale Kommunikation: Vernetzung, Multimedia, Sicherheit</title> <link rel="transformation"  href="http://www.w3.org/2000/06/ dc-extract/dc-extract.xsl" /> <meta name="DC.Subject" content="Informatik" /> ... </head> ... </html> 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.5 Wie kommt die Semantik ins WWW? Montag, 22. November 2010
  50. 50. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 44 GRDDL <html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" xml:lang="en" lang="en"> <head profile="http://www.w3.org/2003/g/data-view"> ... <title>Digitale Kommunikation: Vernetzung, Multimedia, Sicherheit</title> <link rel="transformation"  href="http://www.w3.org/2000/06/ dc-extract/dc-extract.xsl" /> <meta name="DC.Subject" content="Informatik" /> ... </head> ... </html> 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.5 Wie kommt die Semantik ins WWW? <rdf:RDF xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/" xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"> <rdf:Description rdf:about=""> <dc:subject>Informatik</dc:subject> <dc:title>Digitale Kommunikation: Vernetzung, Multimedia, Sicherheit</dc:title> </rdf:Description> </rdf:RDF> Montag, 22. November 2010
  51. 51. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 45 2. Semantic Web Basisarchitektur Die Sprachen des Semantic Web - Teil 1 2.1. Uniform Resource Identifier - URI 2.2. XML und XMLSchema 2.3. Resource Description Framework - RDF 2.4. RDF Schema 2.5. Wie kommt die Semantik ins WWW? 2.6. Abfragesprache SPARQL 2.7. Warum reicht RDF(S) noch nicht aus? Semantic Web Technologien Vorlesungsinhalt Montag, 22. November 2010
  52. 52. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam Semantic Web Architektur46 URI / IRI XML / XSD Data Interchange: RDF RDFS Ontology: OWL Rule: RIF Query: SPARQL Proof Unifying Logic Crypto Trust Interface & Application 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.6 Abfragesprache SPARQL Montag, 22. November 2010
  53. 53. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 47 2. Semantic Web Basisarchitektur Die Sprachen des Semantic Web - Teil 1 Montag, 22. November 2010
  54. 54. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 48 Eine Abfragesprache für RDF •Wie gelangt man an das Wissen aus RDF/RDFS Wissensbasen? •Manuelles Parsen/Auslesen und Kombinieren der RDF-Triple sehr aufwändig •Können Sie sich eine relationale Datenbank ohne SQL vorstellen? •SPARQL Protocol and RDF Query Language ist •eine Abfragesprache zur Traversierung von RDF-Graphen •ein Protokoll-Layer, um SPARQL, z.B. via http zu nutzen •ein XML-Rückgabeformat für SPARQL-Anfragen •ein W3C Standard (seit Januar 2008) • angelehnt an die Abfragesprache SQL 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.6 Abfragesprache SPARQL Montag, 22. November 2010
  55. 55. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 49 SPARQL •SPARQL erlaubt •die Extraktion von Werten aus strukturierten und semi-strukturierten Daten als •URIs, leere Knoten (Blank Nodes), typisierte und nicht-typisierte Literale. •RDF Subgraphen •die Erkundung von Daten über die Abfrage unbekannter Beziehungsstrukturen •die Durchführung komplexer Join-Operationen über heterogene, verteilte Datenbanken in einer einzigen, einfachen Abfrage •die Transformation von RDF-Daten von einem Vokabular in ein anderes •die Konstruktion neuer RDF Graphen basierend auf RDF Abfragegraphen 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.6 Abfragesprache SPARQL Montag, 22. November 2010
  56. 56. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 50 SPARQL • SPARQL Variablen werden an RDF-Terme gebunden • z.B. ?journal, ?disease, ?price • Wie in SQL erfolgt die Abfrage von Variablen über ein SELECT Statement • z.B. SELECT ?title ?author ?published • Ein SELECT-Statement liefert Abfrageergebnisse in Form einer Tabelle ?title ?author ?published 1984 George Orwell 1948 Brave New World Aldous Huxley 1932 Fahrenheid 451 Ray Bradbury 1953 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.6 Abfragesprache SPARQL Montag, 22. November 2010
  57. 57. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 51 Triple Pattern • SPARQL basiert auf Turtle Serialisierung. • Ein Triple Pattern ist ein RDF-Triple, das an beliebiger Stelle (Subject, Predicate, Object) Variablen beinhalten kann. • Triple Pattern = Turtle + Variables • Beispiele: • Finde Länder und ihre Hauptstädte: •?country geo:capital ?capital . • Ausgehend von einem FOAF URI, finde Namen einer Person: •<http://hpi-web.de/id#haraldsack> foaf:name ?surname . • Welche Personen tragen den Nachnamen „Schmidt“? •?person pers:nachname “Schmidt“ . 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.6 Abfragesprache SPARQL Montag, 22. November 2010
  58. 58. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 52 Einfache Abfrage Pattern • Triple Pattern können zu komplexen Suchabfragen kombiniert werden, mit denen ein RDF-Graph auf einfache Weise traversiert werden kann. • Finde Länder, ihre Hauptstädte und die Bevölkerungszahl: •?country geo:capital ?capital . ?country geo:population ?population . • Ausgehend von einem FOAF URI, finde den Namen einer Person und ihrer Freunde: •<http://hpi-web.de/id#haraldsack> foaf:name ?surname . <http://hpi-web.de/id#haraldsack> foaf:knows ?friend . ?friend foaf:name ?friend_surname . • Finde alle Vorgesetzten, der 3. Managementebene •?emp hr:managedBy ?first_line . ?first_line hr:managedBy ?second_line . ?second_line hr:managedBy ?third_line . 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.6 Abfragesprache SPARQL Montag, 22. November 2010
  59. 59. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 53 SPARQL Abfrageformat • angelehnt an SQL • Triple im „WHERE“-Teil definieren Graph-Abfrage mit ?p und ?o als Variablen • Abfrage liefert Tabelle mit passenden ?p, ?o Paaren SELECT ?p, ?o WHERE { subject ?p ?o. } subject ?o ?o ?o ?o ?p ?o ?p ?p ?p 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.6 Abfragesprache SPARQL Montag, 22. November 2010
  60. 60. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 54 SPARQL Abfrageformat • Gebe alle Lehrveranstaltungen mit den zugehörigen Dozenten aus • PREFIX - Legt einen oder mehrere Namespaces fest • FROM - gibt ein oder mehrere RDF-Quellgraphen an • BASE - legt Basis-URI fest, um relative URIs zu absoluten URIs zu ergänzen PREFIX hpi: <http://hpi-web.de/ws1011#> SELECT ?vorlesung ?dozent FROM <http://hpi-web.de/ws1011.rdf> WHERE { ?x hpi:lehrveranstaltung ?vorlesung . ?y hpi:mitarbeiter ?dozent . ?x hpi:wirdBetreutVon ?y . } 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.6 Abfragesprache SPARQL Montag, 22. November 2010
  61. 61. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 55 SPARQL Abfrageformat • Gebe alle Lehrveranstaltungen mit den zugehörigen Dozenten aus, absteigend nach Dozenten geordnet, und zwar nur die Ergebnisse Nummer 11 bis 20 PREFIX hpi: <http://hpi-web.de/ws1011#> SELECT ?vorlesung ?dozent FROM <http://hpi-web.de/ws1011.rdf> WHERE { ?x hpi:lehrveranstaltung ?vorlesung . ?y hpi:mitarbeiter ?dozent . ?x hpi:wirdBetreutVon ?y . } ORDER BY DESC (?dozent) LIMIT 10 OFFSET 10 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.6 Abfragesprache SPARQL Montag, 22. November 2010
  62. 62. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 56 SPARQL Abfrageformat • Über das Schlüsselwort FILTER kann die Ergebnismenge eingeschränkt werden @prefix dc: <http://purl.org/dc/elements/1.1/> . @prefix : <http://example.org/book/> . @prefix ns: <http://example.org/ns#> . :book1 dc:title "SPARQL Tutorial" . :book1 ns:price 42 . :book2 dc:title "The Semantic Web" . :book2 ns:price 23 . PREFIX dc: <http://purl.org/dc/elements/1.1/> PREFIX ns: <http://example.org/ns#> SELECT ?title ?price FROM <http://example.org/book.rdf> WHERE { ?x ns:price ?price . FILTER (?price < 30.5) ?x dc:title ?title . } http://example.org/book.rdf 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.6 Abfragesprache SPARQL Montag, 22. November 2010
  63. 63. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 57 SPARQL Abfrageformat • Über das Schlüsselwort OPTIONAL können optionale Elemente aus dem RDF- Graphen selektiert werden @prefix foaf: <http://xmlns.com/foaf/0.1/> . @prefix rdf: <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#> . _:a rdf:type foaf:Person . _:a foaf:name "Alice" . _:a foaf:mbox <mailto:alice@example.com> . _:a foaf:mbox <mailto:alice@work.example> . _:b rdf:type foaf:Person . _:b foaf:name "Bob" . PREFIX foaf: <http://xmlns.com/foaf/0.1/> SELECT ?name ?mbox FROM <http://example.org/adressen.rdf> WHERE { ?x foaf:name ?name . OPTIONAL { ?x foaf:mbox ?mbox } } http://example.org/adressen.rdf 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.6 Abfragesprache SPARQL Montag, 22. November 2010
  64. 64. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 58 SPARQL Abfrageformat • Über das Schlüsselwort UNION können Abfragen aus mehreren Graph-Pattern kombiniert werden (ODER-Verknüpfung) @prefix dc10: <http://purl.org/dc/elements/1.0/> . @prefix dc11: <http://purl.org/dc/elements/1.1/> . _:a dc10:title "SPARQL Query Language Tutorial" . _:a dc10:creator "Alice" . _:b dc11:title "SPARQL Protocol Tutorial" . _:b dc11:creator "Bob" . _:c dc10:title "SPARQL" . _:c dc11:title "SPARQL (updated)" . PREFIX dc10: <http://purl.org/dc/elements/1.0/> PREFIX dc11: <http://purl.org/dc/elements/1.1/> SELECT ?title FROM <http://example.org/books.rdf> WHERE { { ?book dc10:title ?title } UNION { ?book dc11:title ?title } } http://example.org/books/ 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.6 Abfragesprache SPARQL Montag, 22. November 2010
  65. 65. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 59 SPARQL Abfrageformat •Kombination mehrerer Datenquellen: •Default RDF-Graph •Named RDF-Graph •Named Graph kann explizit über das Schlüsselwort GRAPH angesprochen werden GRAPH <http://example.org/graph1.rdf> { ?x foaf:mbox ?mbox } 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.6 Abfragesprache SPARQL Montag, 22. November 2010
  66. 66. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 60 SPARQL Abfrageformat • Verwendung von Named Graphs @prefix dc: <http://purl.org/dc/elements/1.1/> . <http://example.org/bob> dc:publisher "Bob Hacker" . <http://example.org/alice> dc:publisher "Alice Hacker" . Default Graph (stored at http://example.org/dft.ttl) @prefix foaf: <http://xmlns.com/foaf/0.1/> . _:a foaf:name "Bob" . _:a foaf:mbox <mailto:bob@oldcorp.example.org> . Named Graph: http://example.org/bob @prefix foaf: <http://xmlns.com/foaf/0.1/> . _:a foaf:name "Alice" . _:a foaf:mbox <mailto:alice@work.example.org> . Named Graph: http://example.org/alice 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.6 Abfragesprache SPARQL Montag, 22. November 2010
  67. 67. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 61 SPARQL Abfrageformat • Verwendung von Named Graphs PREFIX foaf: <http://xmlns.com/foaf/0.1/> PREFIX dc: <http://purl.org/dc/elements/1.1/> SELECT ?who ?g ?mbox FROM <http://example.org/dft.ttl> FROM NAMED <http://example.org/alice> FROM NAMED <http://example.org/bob> WHERE { ?g dc:publisher ?who . GRAPH ?g { ?x foaf:mbox ?mbox } } Default Graph Named Graph 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.6 Abfragesprache SPARQL Montag, 22. November 2010
  68. 68. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 62 SPARQL Antwortformat • SPARQL Ergebnisse werden in Form wohlgeformter und valider XML-Dokumente erbracht • In einem <head>-Element werden alle Variablen der SPARQL-Query aufgelistet <?xml version="1.0"?> <sparql xmlns="http://www.w3.org/2005/sparql-results#"> ... </sparql> <head> <variable name="x"/> <variable name="hpage"/> <variable name="name"/> <variable name="mbox"/> <variable name="blurb"/> </head> 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.6 Abfragesprache SPARQL Montag, 22. November 2010
  69. 69. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 63 SPARQL Antwortformat • Für jedes SPARQL-Query Ergebnis steht ein <result>-Element <?xml version="1.0"?> <sparql xmlns="http://www.w3.org/2005/sparql-results#"> <head> <variable name="x"/> ... </head> <results> <result> <binding name="x"> ... </binding> <binding name="hpage"> ... </binding> </result> <result> ... </result> ... </results> </sparql> 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.6 Abfragesprache SPARQL Montag, 22. November 2010
  70. 70. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 64 SPARQL Antwortformat • Im <binding>-Element erfolgt die Bindung einer <head>-Variablen an einen Ergebniswert <result> <binding name="x"> <bnode>r2</bnode> </binding> <binding name="hpage"> <uri>http://work.example.org/bob/</uri> </binding> <binding name="name"> <literal xml:lang="en">Bob</literal> </binding> <binding name="age"> <literal datatype="http://www.w3.org/2001/XMLSchema#integer">30</literal> </binding> <binding name="mbox"> <uri>mailto:bob@work.example.org</uri> </binding> </result> 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.6 Abfragesprache SPARQL Montag, 22. November 2010
  71. 71. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 65 SPARQL Abfrageformat •Neben der SELECT-Abfrage erlaubt SPARQL noch folgende Abfrageformate: •ASK •liefert Boolesche Antwort („hat die Abfrage ein Ergebnis?“) •Antwort wie bei SELECT als XML oder JSON •CONSTRUCT •nutzt Variablenbindung, um neue RDF-Triple zurückzuliefern gemäß vorgegebenem Triple-Pattern •Antwort als RDF/XML oder Turtle •DESCRIBE •liefert Server-generiertes RDF zur Beschreibung der angefragten Ressourcen •Antwort als RDF/XML oder Turtle 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.6 Abfragesprache SPARQL Montag, 22. November 2010
  72. 72. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 66 SPARQL Konstruktion von RDF-Graphen • CONSTRUCT definiert ein Template zur Konstruktion neuer RDF-Graphen @prefix org: <http://example.com/ns#> . _:a org:employeeName "Alice" . _:a org:employeeId 12345 . _:b org:employeeName "Bob" . _:b org:employeeId 67890 . data PREFIX foaf: <http://xmlns.com/foaf/0.1/> PREFIX org: <http://example.com/ns#> CONSTRUCT { ?x foaf:name ?name } WHERE { ?x org:employeeName ?name } 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.6 Abfragesprache SPARQL Montag, 22. November 2010
  73. 73. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 67 SPARQL Konstrution von RDF-Graphen • Ergebnis einer CONSTRUCT-Query als serialisiertes RDF/XML <rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:foaf="http://xmlns.com/foaf/0.1/"> <rdf:Description> <foaf:name>Alice</foaf:name> </rdf:Description> <rdf:Description> <foaf:name>Bob</foaf:name> </rdf:Description> </rdf:RDF> 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.6 Abfragesprache SPARQL Montag, 22. November 2010
  74. 74. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 68 SPARQL Protokoll • Methode zur Anfrage/Antwort von SPARQL Queries über http • Eine SPARQL URI besteht aus drei Teilen: 1.Die URL eines SPARQL Endpoints (z.B. http://example.org/sparql) 2.Die abzufragenden RDF-Graphen (Optional, als Teil des Query-Strings, z.B. named-graph-uri=http://example.org/testrdf.rdf) 3.Der Query-String selbst (Als Teil des Query-Strings, z.B. query=SELECT...) http://example.org/sparql?named-graph-uri=http%3A%2F%2Fexample.org%2Ftestrdf& query=SELECT+%3Freview_graph+WHERE+%7B%0D%0A++GRAPH+%3Frev iew_graph+%7B%0D%0A+++++%3Freview+rev%3Arating+10+.%0D%0A++%7D%0D%0A%7D 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.6 Abfragesprache SPARQL Montag, 22. November 2010
  75. 75. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 69 SPARQL Protokoll -- Beispiel • Einfache SPARQL Query • HTTP Trace der SPARQL Query PREFIX dc: <http://purl.org/dc/elements/1.1/> SELECT ?book ?who WHERE { ?book dc:creator ?who } GET /sparql/?query=EncodedQuery&default-graph-uri=http://www.other.example/books HTTP/1.1 Host: www.other.example User-agent: my-sparql-client/0.1 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.6 Abfragesprache SPARQL Montag, 22. November 2010
  76. 76. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 70 • HTTP Trace der SPARQL Antwort HTTP/1.1 200 OK Date: Fri, 06 May 2008 20:55:12 GMT Server: Apache/1.3.29 (Unix) PHP/4.3.4 DAV/1.0.3 Connection: close Content-Type: application/sparql-results+xml <?xml version="1.0"?> <sparql xmlns="http://www.w3.org/2005/sparql-results#"> <head> <variable name="book"/> <variable name="who"/> </head> <results ordered="false" distinct="false"> <result> <binding name="who"> <literal>Bob Hacker</literal> </binding> <binding name=“book"> <literal>The Art of Hacking</literal> </binding> ... </sparql> 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.6 Abfragesprache SPARQL Montag, 22. November 2010
  77. 77. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 71 2. Semantic Web Basisarchitektur Die Sprachen des Semantic Web - Teil 1 2.1. Uniform Resource Identifier - URI 2.2. XML und XMLSchema 2.3. Resource Description Framework - RDF 2.4. RDF Schema 2.5. Wie kommt die Semantik ins WWW? 2.6. Abfragesprache SPARQL 2.7. Warum reicht RDF(S) noch nicht aus? Semantic Web Technologien Vorlesungsinhalt Kurze Exkursion: Triple Stores Montag, 22. November 2010
  78. 78. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 72 Kurze Exkursion: Triple Stores • Ein RDF Graph kann durch eine Menge von Triple (s,p,o) repräsentiert werden • Oft werden Triple in einem relationalen Datenbanksystem gespeichert • Problem: • Wie soll man die Triple speichern, damit Anfragen effizient durchgeführt werden können? Montag, 22. November 2010
  79. 79. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 73 Kurze Exkursion: Triple Stores • Wie soll man die Triple speichern, damit Anfragen effizient durchgeführt werden können? • 4 unterschiedliche Ansätze: • Giant Triple Storage • Property Tables • Vertically Partitioned Tables • Hexastore Montag, 22. November 2010
  80. 80. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 74 Kurze Exkursion: Triple Stores Giant Triple Storage • Grundidee: • Alle Triple in einer einzigen Tabelle abspeichern • Performance abhängig von der geschickten Wahl des richtigen Index Vorteile: • einfach zu implementieren • Funktioniert für große Mengen an Properties, Wenn die richtigen Indices gewählt werden Nachteile • Es fallen zahlreiche Self-Joins an... Montag, 22. November 2010
  81. 81. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 75 Kurze Exkursion: Triple Stores Property Tables • Grundidee: • entwickle relationales Datenbankschema aus RDF-Daten • sammle dazu mehrere Properties in einer Tabelle Vorteile: • Gute relationale Tabellen, wenn die RDF-Daten strukturiert sind Nachteile • Setzt Struktur auf semi-strukturierte Daten • Enthält zahlreiche „NULL“ Einträge • Korrekte Auswahl der Properties für Tabelle ist nicht trivial Montag, 22. November 2010
  82. 82. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 76 Kurze Exkursion: Triple Stores Vertically Partitioned Tables • Grundidee: • Erzeuge für jedes Property eine 2-spaltige Tabelle Vorteile: • Sehr performant, • wenn nur wenige Properties • wenn Abfragen jeweils nur auf wenigen Properties beruhen Nachteile • Ineffizient, • wenn Property in Abfrage nicht gebunden • wenn Property erst zur Laufzeit gebunden wird • wenn es sehr viele Properties gibt Montag, 22. November 2010
  83. 83. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 77 Kurze Exkursion: Triple Stores Hexastore • Grundidee: • Erzeuge Index für jede mögliche Permutation, um schnelle Verarbeitung zu ermöglichen: • spo, pos, osp, sop, pso, ops Montag, 22. November 2010
  84. 84. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 78 Kurze Exkursion: Triple Stores Hexastore • Grundidee: • Erzeuge Index für jede mögliche Permutation, um schnelle Verarbeitung zu ermöglichen: • spo, pos, osp, sop, pso, ops Vorteile: • Schnelle Joins (anfänglich) möglich Nachteile • Bis zu 5-facher Speicherplatz • Performanceprobleme, wenn auf Diskspace zurückgegriffen werden muss Montag, 22. November 2010
  85. 85. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 79 2. Semantic Web Basisarchitektur Die Sprachen des Semantic Web - Teil 1 2.1. Uniform Resource Identifier - URI 2.2. XML und XMLSchema 2.3. Resource Description Framework - RDF 2.4. RDF Schema 2.5. Wie kommt die Semantik ins WWW? 2.6. Abfragesprache SPARQL 2.7. Warum reicht RDF(S) noch nicht aus? Semantic Web Technologien Vorlesungsinhalt Montag, 22. November 2010
  86. 86. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 79 2. Semantic Web Basisarchitektur Die Sprachen des Semantic Web - Teil 1 2.1. Uniform Resource Identifier - URI 2.2. XML und XMLSchema 2.3. Resource Description Framework - RDF 2.4. RDF Schema 2.5. Wie kommt die Semantik ins WWW? 2.6. Abfragesprache SPARQL 2.7. Warum reicht RDF(S) noch nicht aus? Semantic Web Technologien Vorlesungsinhalt ...Übung bzw. zur Einstimmung auf OWL Montag, 22. November 2010
  87. 87. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 80 1. Einführung 2. Semantic Web Basisarchitektur Die Sprachen des Semantic Web - Teil 1 3. Wissensrepräsentation und Logik Die Sprachen des Semantic Web - Teil 2 4. Ontology Engineering 5. Linked Data und Semantic Web Anwendungen Semantic Web Technologien Vorlesungsinhalt Montag, 22. November 2010
  88. 88. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 81 Ontologien Wie geht‘s weiter...? Montag, 22. November 2010
  89. 89. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 82 Literatur • P. Hitzler, M. Krötzsch, S. Rudolph, Y. Sure: Semantic Web Grundlagen, Springer, 2008. • P. Hitzler, M. Krötzsch, S. Rudolph: Foundations of Semantic Web Technologies, CRC Press, 2009. 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.4 - 2.8 RFDS, RDFa, SPARQL Montag, 22. November 2010
  90. 90. Vorlesung Semantic Web Technologien, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam 83 Materialien □Blog http://web-flakes.blogspot.com/ □Materialien-Webseite http://www.hpi.uni-potsdam.de/meinel/lehre/lectures_classes/ semanticweb_ws1011.html □bibsonomy - Bookmarks http://www.bibsonomy.org/user/lysander07/swt1011_04 2. Semantic Web Basisarchitektur 2.4 - 2.8 RFDS, RDFa, SPARQL Montag, 22. November 2010
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