Semantic Web
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     2. Semantic Web Basisarchitektur
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    20.10.2009 – Vorlesung Nr. 1                      2     3    4     5     6     7    ...
Semantic Web - Einführung
    1.1. Das WWW - Eine historisch orientierte Einführung

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      •Architektur und Stand de...
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     1.3. Die Vision des Semantic Web

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      Was ist das Semantic Web nicht
      •„The Seman...
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     1.3. Die Vision des Semantic Web

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     ...und die praktische Umsetzung?

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     ...und die praktische Umsetzung?

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     Zusammenfassung


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     Literatur

                     • P. Hitzler, S. Roschke, Y. Sure:
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     Literatur

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20.10.2009, 01-Vom WWW zum Semantic Web, Vorlesung Semantic Web

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01 Vom WWW zum Semantic Web
1.Einführung
1.1 Das WWW - eine historisch orientierte Einführung
1.2 Die Grenzen des WWW
1.3 Die Vision des Semantic Web
1.4 Wie das Semantic Web die Welt verändert

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20.10.2009, 01-Vom WWW zum Semantic Web, Vorlesung Semantic Web

  1. 1. Semantic Web Vorlesung Dr. Harald Sack Hasso-Plattner-Institut für Softwaresystemtechnik Universität Potsdam Wintersemester 2009/10 Blog zur Vorlesung: http://sewe0910.blogspot.com/ Die nichtkommerzielle Vervielfältigung, Verbreitung und Bearbeitung dieser Folien ist zulässig (Lizenzbestimmungen CC-BY-NC).
  2. 2. Semantic Web - Vorlesungsinhalt 2 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. Semantic Web Applications Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  3. 3. Semantic Web - Vorlesungsinhalt 3 20.10.2009 – Vorlesung Nr. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1. Einführung 1.1.Das WWW - eine historisch orientierte Einführung 1.2. Die Grenzen des WWW 1.3. Die Vision des Semantic Web 1.4. Wie das Semantic Web die Welt verändert Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  4. 4. Semantic Web - Einführung 1.1. Das WWW - Eine historisch orientierte Einführung 4 Es war einmal....das Internet J.C.R. Licklider Robert Taylor ARPA IPTO Director ARPA IPTO Director (1962-1966) (1966-1969) ARPANET, 29. Oktober 1969 Larry Roberts Director ARPAnet Project (1966-1973) Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  5. 5. Semantic Web - Einführung 1.1. Das WWW - Eine historisch orientierte Einführung 5 Das Internet - Rechnerzentrierte Verarbeitung • Wie gelangte der Benutzer zu Informationen? 1. Terminal öffnen 2. Verbindung zu entfernten Rechner herstellen 3. Dateien des entfernten Rechners durchsuchen 4. Datei von entfernten Rechner auf lokalen Rechner übertragen 5. Datei auf lokalem Rechner lesen Problem: • Expertenwissen zum Informationszugriff notwendig • Informationszugriff sehr aufwändig • Informationsrecherche sehr aufwändig Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  6. 6. Semantic Web - Einführung 1.1. Das WWW - Eine historisch orientierte Einführung 6 Das World Wide Web • Das WWW wurde 1990 am europäischen Kernforschungszentrum CERN geboren Robert Cailliau Sir Tim Berners-Lee Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  7. 7. Semantic Web - Einführung 1.1. Das WWW - Eine historisch orientierte Einführung 7 Das WWW - Dokumentenzentrierte Verarbeitung • Wie gelangt der Benutzer zu Informationen? 1.Browser öffnen 2.Dokument laden 3.Hyperlink zum nächsten Dokument anklicken Vorteile: •Informationszugriff ohne Expertenwissen •Informationszugriff sehr leicht •Informationsrecherche über Suchmaschinen Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  8. 8. Semantic Web - Einführung 1.1. Das WWW - Eine historisch orientierte Einführung 8 • Aber die ursprüngliche Idee hinter dem WWW reicht viel, viel weiter zurück..... Denis Diderot (1713-1784) Agostino Ramelli (1588), Encyclopédie ou Dictionnaire raisonné Le diverse et artificiose machine; des sciences, des arts et des métiers composte in lingua Italiana et Francese (1772) Jean-Baptiste le Rond d'Alembert Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam (1717-1783)
  9. 9. Semantic Web - Einführung 1.1. Das WWW - Eine historisch orientierte Einführung 9 • Aber die ursprüngliche Idee hinter dem WWW reicht viel, viel weiter zurück..... Vannevar Bush schlägt 1945 das erste Hypertext-System „MEMEX“ vor Vannevar Bush (1890-1974) vgl. Vannevar Bush, As we may think , The Atlantic Monthly, 1945, July Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  10. 10. Semantic Web - Einführung 1.1. Das WWW - Eine historisch orientierte Einführung 10 • Warum das WWW so erfolgreich werden konnte... Lynx 1993 Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  11. 11. Semantic Web - Einführung 1.1. Das WWW - Eine historisch orientierte Einführung 11 • Warum das WWW so erfolgreich werden konnte... NCSA Mosaic 1994 Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  12. 12. Semantic Web - Einführung 1.1. Das WWW - Eine historisch orientierte Einführung 12 • Die Grenzen des Wachstums sind noch nicht abzusehen... http://www.isc.org/ (Stand: 10/2008) Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  13. 13. Semantic Web - Einführung 1.1. Das WWW - Eine historisch orientierte Einführung 13 • Die Grenzen des Wachstums sind noch nicht abzusehen... http://www.internetworldstats.com/ (Stand: 10/2008) Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  14. 14. Semantic Web - Einführung 1.1. Das WWW - Eine historisch orientierte Einführung 14 • Die Grenzen des Wachstums sind noch nicht abzusehen... http://www.internetworldstats.com/ (Stand: 10/2008) Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  15. 15. Semantic Web - Einführung 1.1. Das WWW - Eine historisch orientierte Einführung 15 Vom Web 1.0 zum Web 2.0 • Webinhalte und Anwendungen verändern sich Informationskonsumption Informationsproduktion interaktive Partizipation Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  16. 16. Semantic Web - Einführung 1.1. Das WWW - Eine historisch orientierte Einführung 16 • Die Inhalte und die Rollenverteilung verändern sich über die Jahre... Web 2.0 is the business revolution in the computer industry caused by the move to the Internet as platform, and an attempt to understand the rules for success on that new platform " -- Tim O'Reilly, 2003 Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  17. 17. Semantic Web - Einführung 1.1. Das WWW - Eine historisch orientierte Einführung 17 Das WWW ist ,ziemlich groß` •ca. 25 x 109 in Suchmaschinen indizierte Dokumente (TNL Blog: Google has 24 billion items index, considers MSN search nearest competitor, September 2005) •Web Crawler: > 1012 Dokumente (The Official Google Blog: We knew the Web was Big....., Juli 25, 2008) •DeepWeb (Darkweb) schätzungsweise bis zu 550 mal größer als das Surface Web (Bergman, 2001) Probleme: • Aktualität des Suchmaschinenindex • syntaktische / semantische Inkonsistenzen im Suchmaschinenindex • Skalierbarkeit der Suchmaschinenanwendung • Kann man der Information tatsächlich trauen...? Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  18. 18. Semantic Web - Einführung 1.1. Das WWW - Eine historisch orientierte Einführung 18 War das alles? Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  19. 19. Semantic Web - Vorlesungsinhalt 19 20.10.2009 – Vorlesung Nr. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1. Einführung 1.1. Das WWW - eine historisch orientierte Einführung 1.2.Die Grenzen des WWW 1.3. Die Vision des Semantic Web 1.4. Wie das Semantic Web die Welt verändert Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  20. 20. Semantic Web - Einführung 1.2. Die Grenzen des WWW 20 Noch mehr Probleme... •Informationskonsument •Wie finde ich die richtigen Informationen? •Was ist wichtig, was nicht? •Ist die Information vollständig? •Informationsproduzent •Wie sorge ich dafür, dass jemand die von mir angebotenen Informationen tatsächlich findet? •Kann die Informationssuche (zuverlässig) automatisiert werden? •Kann ich der angebotenen Information auch tatsächlich vertrauen? Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  21. 21. Semantic Web - Einführung 1.2. Die Grenzen des WWW 21 Information im WWW • was ist wichtig, was nicht? • was ist Information, was ist Werbung? • was bedeutet die Information? • wie glaubhaft ist die Information? • was gehört zusammen? • was ist redundant? Mensch verfügt über Kontextwissen / Weltwissen und kann daher Information (meist) richtig deuten… Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  22. 22. Semantic Web - Einführung 1.2. Die Grenzen des WWW 22 Information im WWW •Das WWW ist für die Nutzung durch den Menschen bestimmt •Das WWW basiert auf der Markupsprache HTML •HTML beschreibt •wie Informationen dargestellt werden sollen (XHMLT + CSS), •wie Informationen miteinander verknüpft werden können, •aber nicht, was diese Informationen bedeuten…. Semantik Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  23. 23. Semantic Web - Einführung 1.2. Die Grenzen des WWW 23 Semantik Die Semantik (griech. σεµαντικος = zum Zeichen gehörend, Bedeutungslehre) ist das Teilgebiet der Sprachwissenschaft (Linguistik), das sich mit •Sinn und •Bedeutung von Sprache beziehungsweise sprachlichen Zeichen befasst. Die Semantik kümmert sich um die Frage, wie Sinn und Bedeutung von komplexen Begriffen aus denen von einfachen Begriffen abgeleitet werden können und stützt sich dabei in der Regel auf die Syntax (griech. σψνταξις = Zusammenstellung, Satzbau, steht für die normative Struktur von Daten). Bsp.: 3+ü=% 3+8=23 3+8=11 syntaktisch falsch syntaktisch richtig syntaktisch richtig -- semantisch falsch semantisch richtig Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  24. 24. Semantic Web - Einführung 1.2. Die Grenzen des WWW 24 Das Ende des WWW...? • Das WWW ist spezialisiert auf dokumentenzentrierte Verarbeitung und für die Nutzung durch den Menschen bestimmt •Problemfelder: (1) Informationssuche „wo finde ich…?“ (2) Informationsextraktion „was ist wichtig?“ (3) Wartung „sind meine Daten (noch) konsistent?“ (4) Personalisierung „was mich interessiert…“ Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  25. 25. Semantic Web - Einführung 1.2. Die Grenzen des WWW 25 Problemfeld 1: Informationssuche • Keyword-Suche führt zu vielen nicht relevanten Ergebnissen • Bedeutungsunterschiede • Homonyme • unterschiedlicher Kontext • Keyword-Suche findet nicht alle relevanten Ergebnisse • Synonyme • fehlende Kontextpräzisierung Suchbegriff: „Golf“ Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  26. 26. Semantic Web - Einführung 1.2. Die Grenzen des WWW 26 Problemfeld 2: Informationsextraktion bild.de •kann nur von menschlichem “Agenten“ korrekt durch- geführt und bewertet werden •heterogene Anordnung von Information •Software-Agent verfügt nicht über • Kontextwissen • Weltwissen um Informationen aus der Text-/Bilddarstellung zu lösen Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  27. 27. Semantic Web - Einführung 1.2. Die Grenzen des WWW 27 Problemfeld 2: Informationsextraktion • implizites Wissen, d.h. Informationen, die nicht explizit spezifiziert werden, müssen durch logische Schlussfolgerungen aus der Kombination vorhandener Informationen ermittelt werden Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  28. 28. Semantic Web - Einführung 1.2. Die Grenzen des WWW 28 Problemfeld 3: Wartung • je komplexer und größer die WebSite, desto aufwändiger die Wartung der oft nur schwach- strukturierten Daten • Problem: • Konsistenz • Korrektheit • Aktualität Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  29. 29. Semantic Web - Einführung 1.2. Die Grenzen des WWW 29 Problemfeld 4: Personalisierung •Anpassung des dargestellten Informations- inhalts an die persönlichen Bedürfnisse und Anforderungen •Problem: •„woher kommen die benötigten Informationen?“ Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  30. 30. Semantic Web - Einführung 1.2. Die Grenzen des WWW 30 Zusammenfassung •Das WWW ist (heute) zur Nutzung durch den Menschen bestimmt •Lösungsansatz: •Beschreibung der Bedeutung der dargestellten Information mit Hilfe standardisierter Formalismen • Formalismus = maschinenlesbar • Standard = interoperabel •Metadaten •= "Daten über Daten“ •strukturierte Daten, mit deren Hilfe eine Informationsressource beschrieben und dadurch besser auffindbar gemacht wird Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  31. 31. Semantic Web - Vorlesungsinhalt 31 20.10.2009 – Vorlesung Nr. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1. Einführung 1.1. Das WWW - eine historisch orientierte Einführung 1.2. Die Grenzen des WWW 1.3.Die Vision des Semantic Web 1.4. Wie das Semantic Web die Welt verändert Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  32. 32. Semantic Web - Einführung 1.3. Die Vision des Semantic Web 32 Die ursprüngliche Vision des World Wide Web I know Tim Berners-Lee, Semantic Web Roadmap, Sept 1998 what you „The Web was designed as an information space, with the goal mean… that it should be useful not only for human-human communication, but also that machines would be able to participate and help… “ Voraussetzung: • Inhalte können maschinell gelesen und korrekt interpretiert (= verstanden) werden Wie kann das funktionieren? Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  33. 33. Semantic Web - Einführung 1.3. Die Vision des Semantic Web 33 Die ursprüngliche Vision des World Wide Web •ursprüngliche Beschreibung des WWW beschreibt unterschiedliche Beziehungen zwischen Dokumenten • describes • includes • refers to •… •diese Beziehungen werden heute im WWW als nichtattributiertes Hyperlink ausgedrückt •Semantik ging verloren! Tim Berners-Lee: Information Management - A Proposal, CERN, March 1989. Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  34. 34. Semantic Web - Einführung 1.3. Die Vision des Semantic Web 34 Inhalte im Web maschinell „verstehen“ •um Inhalte im Web maschinell „verstehen“ zu können werden zwei unterschiedliche Ansätze verfolgt Natural Language Processing Semantic Web • Natürliche Sprache soll mit • (Natürlichsprachliche) Web- Techniken der Linguistik und Inhalte werden explizit mit Hilfe Statistik analysiert werden von semantischen Metadaten • Die Bedeutung (Semantik) soll annotiert implizit (oder auch explizit) • semantische Metadaten tragen daraus erschlossen werden die Bedeutung (Semantik) der • Techniken kommen im Web-Inhalte und lassen sich klassischen Information maschinell lesen und korrekt Retrieval (WWW-Such- interpretieren maschinen) zum Einsatz Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  35. 35. Semantic Web - Einführung 1.3. Die Vision des Semantic Web 35 Inhalte im Web maschinell „verstehen“ Text: „Diego zu Bayern?“ Entitäten- zuweisung Diego Ribas da Cunha (Instanz) Klassen- ist ein zugehörigkeit Fußballspieler (Klasse) Subklasse ist eine ist eine • Die Bedeutung (Semantik) der Klassen Superklasse muss ebenfalls explizit definiert werden. • Bedeutung wird über geeignete Wissens- Person (Klasse) repräsentationen (Ontologien) kodiert Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  36. 36. Semantic Web - Einführung 1.3. Die Vision des Semantic Web 36 Die Vision des Semantic Web • 1997, WWW7 in Brisbane, Australien • TBL stellt seine Vision eines „Global Reasoning Web“ vor • 1998, WWW8 in Toronto, Kanada • TBL präsentiert seine „Semantic Web Roadmap“ Tim Berners-Lee • Was ist das Semantic Web? • Was kann das Semantic Web? • Was ist das Semantic Web nicht? • Wird das Semantic Web unser Leben verändern? Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  37. 37. Semantic Web - Einführung 1.3. Die Vision des Semantic Web 37 Was ist das Semantic Web? „The Semantic Web is an extension of the current web in which information is given well-defined meaning, better enabling computers and people to work in cooperation" Tim Berners-Lee, James Hendler, Ora Lassila: The Semantic Web, Scientific American, 284(5), pp. 34-43(2001) Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  38. 38. Semantic Web - Einführung 1.3. Die Vision des Semantic Web 38 Was ist das Semantic Web? • Das Semantic Web ist eine Art globaler Datenbank, das ein universales Netz semantischer Aussagen bereit hält • Das Semantic Web kann sein Potenzial nur dann ausschöpfen, wenn Daten sowohl von Programmen als auch von Menschen ausgetauscht und verarbeitet werden können • Programme müssen heterogene Daten austauschen und gemeinsam verarbeiten können, auch wenn diese Programme völlig unabhängig voneinander entwickelt wurden. Tim Berners-Lee: Semantic Web Roadmap, W3C, 1998 Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  39. 39. Semantic Web - Einführung 1.3. Die Vision des Semantic Web 39 Das Semantic Web - Datenzentrierte Verarbeitung •Die Bedeutung der Informationen (Semantik) wird durch standardisierte Wissensrepräsentationen (Ontologien) explizit formalisiert (strukturiert) • Damit wird es möglich, •die Bedeutung der Informationen maschinell zu verarbeiten •unterschiedliche (heterogene) Daten miteinander in Beziehung zu setzen •implizite (nicht offensichtliche) Information aus der vorhandenen (offensichtlichen) Information automatisch zu folgern Das Semantic Web ist eine Art globaler Datenbank, die ein universales Netz semantischer Aussagen bereit hält Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  40. 40. Semantic Web - Einführung 1.3. Die Vision des Semantic Web 40 Semantic Web Roadmap Stufe 4: OWL-Ontologien und automatisches Schlussfolgern Stufe 3: RDF-Taxonomien und Dokumente mit unterschied- lichem Vokabular Stufe 2: XML-Dokumente mit einheitlichem Vokabular Stufe 1: Textdokumente und Datenbankeinträge Tim Berners-Lee: Semantic Web Roadmap, W3C, 1998 Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  41. 41. Semantic Web - Einführung 1.3. Die Vision des Semantic Web 41 Semantic Web Roadmap •Stufe 1: Textdokumente und Datenbankeinträge • Daten sind anwendungsbezogen (proprietär), die Semantik steckt in den jeweiligen Anwendungen, nicht in den Daten • z.B. Warenkatalog bei Amazon, • Index von Google, • Datenbestand bei Ebay, … Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  42. 42. Semantic Web - Einführung 1.3. Die Vision des Semantic Web 42 Semantic Web Roadmap •Stufe 2: XML-Dokumente mit einheitlichem Vokabular • Innerhalb bestimmter vorgegebener Domäne erreichen Daten Unabhängigkeit von der Anwendung und können so zwischen Anwendungen ausgetauscht werden • z.B. Dublin-Core Bibliografien zur unabhängigen Beschreibung von Dokumenten • Google API WebService,… Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  43. 43. Semantic Web - Einführung 1.3. Die Vision des Semantic Web 43 Semantic Web Roadmap •Stufe 3: RDF-Taxonomien und Dokumente mit unterschiedlichem Vokabular • Daten stammen aus unterschiedlichen Domänen und werden durch hierarchisch strukturierte Taxonomien/ Partonomien klassifiziert. Einfache Beziehungen zwischen den einzelnen Kategorien dienen der Kombination von Daten. • z.B. „Semantic Web“ ist eine „Vorlesung“ ist eine „Lehrveranstaltung“ • z.B. „Hans Mustermann“ gehört zum „Hasso-Plattner-Institut“ gehört zur „Universität Potsdam“ Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  44. 44. Semantic Web - Einführung 1.3. Die Vision des Semantic Web 44 Semantic Web Roadmap •Stufe 4: OWL-Ontologien und automatisches Schlussfolgern • Neue Daten können aus bestehenden Daten gewonnen werden durch die Anwendung von Schlussfolgerungsregeln. Daten, Eigenschaften von Daten und Beziehungen zwischen Daten lassen sich semantisch beschreiben. • z.B. automatisches Übersetzen eines Dokuments von einer Domäne in eine andere • z.B. Formulieren komplexer Abhängigkeiten und Bedingungen • d.h. die Anwendung „versteht“ Daten Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  45. 45. Semantic Web - Einführung 1.3. Die Vision des Semantic Web 45 Semantic Web Roadmap •Kann man den semantischen Daten auch trauen? • Authentizität Ist der mutmaßliche Urheber (Autor) auch der Tatsächliche? • Integrität Wurden die Daten manipuliert? • Public Key Kryptografie und digitale Signaturen • Semantische Daten müssen signiert werden, damit Inferenzsysteme deren Zuverlässigkeit mit in Betracht ziehen können • Semantisches Dokument = Sammlung von Aussagen + zugehörige Signaturen Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  46. 46. Semantic Web - Einführung 1.3. Die Vision des Semantic Web 46 Werkzeugkasten für das Semantic Web • Sprachstandards, mit denen Semantik der Information im Web ausgedrückt werden kann • Werkzeuge, um die Semantikinformation im Web nutzen zu können • Beteiligung vieler unterschiedlicher Disziplinen der Informatik: • Künstliche Intelligenz • Rechnerarchitektur • Computer Linguistik • Software Engineering • Kryptografie • Systemtheorie • Datenbanktechnik • Computernetzwerke • Theoretische Informatik Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  47. 47. Semantic Web - Einführung 1.3. Die Vision des Semantic Web 47 Das Semantic Web •Architektur und Stand der Standardisierung Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  48. 48. Semantic Web - Einführung 1.3. Die Vision des Semantic Web 48 Semantic Web Architektur Interface & Application Trust Proof Unifying Logic Query: Ontology: OWL Rule: RIF Crypto SPARQL RDFS Data Interchange: RDF XML / XSD URI / IRI Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  49. 49. Semantic Web - Einführung 1.3. Die Vision des Semantic Web 49 Das Semantic Web • Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  50. 50. Semantic Web - Einführung 1.3. Die Vision des Semantic Web 50 Was ist das Semantic Web nicht •„The Semantic Web is not AI“ •RDF und OWL sind (im Vergleich zur Künstlichen Intelligenz) relativ simple Beschreibungssprachen •einfache Art untereinander austauschbare Daten zu formulieren und zu beschreiben •eine Möglichkeit, einfache Aussagen zu treffen •bieten primitive Möglichkeit der Inferenz innerhalb eines beschränkten Rahmens •….and that is it! •„One goal in SW is to keep things relatively simple and not necessarily seek absolute completeness“ Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  51. 51. Semantic Web - Einführung 1.3. Die Vision des Semantic Web 51 Was ist das Semantic Web nicht •Nicht Teil des Semantic Webs sind (jetzt und in naher Zukunft) •assoziatives Schlussfolgern •räumliches Denken •Erkennung von Text, Bildern, Gesten, etc… •Komplexe Entscheidungsprozeduren •Schlussfolgern aus unvollständigen oder kontextabhängigen Informationen •„Strong AI“ Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  52. 52. Semantic Web - Vorlesungsinhalt 52 20.10.2009 – Vorlesung Nr. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1. Einführung 1.1. Das WWW - eine historisch orientierte Einführung 1.2. Die Grenzen des WWW 1.3. Die Vision des Semantic Web 1.4.Wie das Semantic Web die Welt verändert Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  53. 53. Semantic Web - Einführung 1.4. Wie das Semantic Web die Welt verändert... 53 Suchmaschinen - Document Retrieval •Eingabe in Suchmaschine: “GOLF von 2000“ • Nachfrage zu “GOLF“: PKW oder SPORTART oder SONSTIGES ? Verfeinerung: PKW Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  54. 54. Semantic Web - Einführung 1.4. Wie das Semantic Web die Welt verändert... 54 Suchmaschinen - Document Retrieval •Eingabe in Suchmaschine: “GOLF von 2000“ • Name: Volkswagen Golf • Kategorie: Auto • ... • Baujahr <Integer> • technischer Parameter • Hubraum <Integer> • Leistung <Integer> • ... • ... • Nachfrage zu “2000“: Baujahr oder technische Parameter? Verfeinerung: Baujahr Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  55. 55. Semantic Web - Einführung 1.4. Wie das Semantic Web die Welt verändert... 55 Suchmaschinen - Document Retrieval •Eingabe in Suchmaschine: “GOLF von 2000“ • Name: Volkswagen Golf • Kategorie: Auto • ... • Baujahr <2000> • technischer Parameter • Hubraum <Integer> • Leistung <Integer> • ... • ... • Nachfrage zu “GOLF von 2000“: Verkaufsangebote, Dokumentation oder sonstige Artikel ? Verfeinerung: Dokumentationen ... Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  56. 56. Semantic Web - Einführung 1.4. Wie das Semantic Web die Welt verändert... 56 Suchmaschinen - Document Retrieval •Eingabe in Suchmaschine: “GOLF von 2000“ •Generelle Probleme: • Korrekte Interpretation der Suchphrase • Korrekte Identifikation von Entitäten • Automatische Disambiguierung • Usability • Personalisierung Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  57. 57. Semantic Web - Einführung 1.4. Wie das Semantic Web die Welt verändert... 57 Suchmaschinen II - Personalisierung •Eingabe in Suchmaschine: “GOLF von 2000“ •Nutze verfügbare (persönliche) Informationen, z.B: • Benutzer hat in den vergangenen Monaten regelmäßig die Ergebnisse von Profi-Golfturnieren abgerufen • Benutzer hat im vergangenen Jahr eine Garnitur Golfschläger (via Online-Shopping) gekauft • Benutzer hat die RSS-Feeds zu Golf-Fachpublikationen im Web abonniert • Benutzer hat den Bildschirm-Hintergrund „Pebble-Beach“ gewählt • Benutzer besitzt die Rechte an der Domain www.playing-golf.de •… Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  58. 58. Semantic Web - Einführung 1.4. Wie das Semantic Web die Welt verändert... 58 Suchmaschinen III - Fact Retrieval •Eingabe in Suchmaschine: “Wo kann ich hier am günstigsten tanken?“ Antwort: - Hohenfelden, xy-Str. 32 -> Super verbleit, 1,99 € - Route wird an das Navigationssystem weitergegeben - Leistung wird gedrosselt, damit das Benzin ausreicht… Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  59. 59. Semantic Web - Einführung 1.4. Wie das Semantic Web die Welt verändert... 59 Suchmaschinen IV - Explorative Suche •Oft weiß der Benutzer gar nicht exakt, was er eigentlich sucht •Bsp. „Suche Texte ähnlich den Texten von Ernest Hemingway“ dbpedia:ontology/influences dbpedia:ontology/influences Ezra Pound Ernest Hemingway J.D. Salinger Suchmaschine nutzt externes Wissen, um Vorschläge (Recommendations) Zu generieren und um mögliche Suchpfade aufzuzeigen... Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  60. 60. Semantic Web - Einführung 1.4. Wie das Semantic Web die Welt verändert... 60 Intelligente Agenten im Semantic Web WWW Semantic heute Anwender Anwender Web persönlicher Assistent intelligente Infrastrukturdienste Präsentationsdienst Suchdienst (z.B. Firefox) (z.B. Google) WWW-Dokumente WWW - Dokumente Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  61. 61. Semantic Web - Einführung 1.4. Wie das Semantic Web die Welt verändert... 61 Integration heterogener Daten im Semantic Web •Das WWW ist für die Nutzung durch den Menschen bestimmt •Das Problem mit der Vielfalt: • Informationen sind verstreut, liegen in unterschiedlichen Formaten vor und müssen vom Menschen verstanden und zusammengeführt werden • Ein Beispiel: Reiseplanung Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  62. 62. Semantic Web - Einführung 1.4. Wie das Semantic Web die Welt verändert... 62 Drei Generationen von Web-Dokumenten interaktive virtuelle Web-Seiten Web-Seiten statische Netbots Web-Seiten JavaScript / Applets Informationsextraktion Präsentationsplaner Datenbankzugriff HTML / CSS Benutzermodelle Template-basierte Machine Learning Generierung Online Layout dynamische adaptive Web-Seiten Web-Seiten 1. Generation 2. Generation 3. Generation Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  63. 63. Semantic Web - Einführung 1.4. Wie das Semantic Web die Welt verändert... 63 ...und die praktische Umsetzung? • Jede Information im Semantic Web muss eindeutig identifiziert und kodiert werden können URI / IRI und Unicode • Informationen im Semantic Web müssen so formuliert werden, dass Sie von Agenten verstanden werden können. Dies erfordert eine einheitliche Syntax XML und XSD • Einfache Beziehungen zwischen Informationen müssen semantisch ausgedrückt werden können RDF mit RDFS Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  64. 64. Semantic Web - Einführung 1.4. Wie das Semantic Web die Welt verändert... 64 ...und die praktische Umsetzung? • Unterschiedliche Semantik muss erklärt werden, damit scheinbar nicht vereinbare Informationen miteinander vereint werden können Ontologien/Regeln mit OWL / RIF • Aus vorhandener Information soll neue Information geschlussfolgert werden Inferenzmechanismen • Zugriffsrestriktionen und Vertrauenswürdigkeit müssen gewährleistet sein XMLEncryption und XMLSignature Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  65. 65. Semantic Web - Einführung 1.4. Wie das Semantic Web die Welt verändert... 65 Zusammenfassung • Das Semantic Web soll es (autonom agierenden) Anwendungs- programmen ermöglichen • heterogene, über das Web zugreifbare Daten (Web of Data + Web of Services) miteinander in Beziehung zu setzen, • diese Daten gemeinsam zu nutzen (Synergieeffekte), • und aus diesen neue Informationen zu gewinnen (Inferenzmechanismen). • Semantic Web und WWW ergänzen sich wechselseitig Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  66. 66. Semantic Web - Vorlesungsinhalt 66 20.10.2009 – Vorlesung Nr. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1. Einführung 1.1. Das WWW - eine historisch orientierte Einführung 1.2. Die Grenzen des WWW 1.3. Die Vision des Semantic Web 1.4. Wie das Semantic Web die Welt verändert Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  67. 67. Semantic Web - Einführung 67 Literatur • P. Hitzler, S. Roschke, Y. Sure: Semantic Web Grundlagen, Springer, 2007. • A. Gomez-Perez et al. Ontological Engineering, Springer, 2004. Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam
  68. 68. Semantic Web - Einführung 68 Literatur □Blog http://sewe0910.blogspot.com/ □Materialien-Webseite http://www.hpi.uni-potsdam.de/meinel/teaching/lectures_classes/semanticweb_ws0910.html □bibsonomy - Bookmarks http://www.bibsonomy.org/user/lysander07/sw0910_01 Vorlesung Semantic Web, Dr. Harald Sack, Hasso-Plattner-Institut, Universität Potsdam

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