Sitzung 6

Semantic TechnologiesÜbung, Wintersemester 2011/12

16. November 2011 - RDF Schema und Inferenz

Aufgabe 1

• Gegeben sind die folgenden Datenbanktabellen. Erstellen Sie für diese Daten ein RDF-Schema in RDF/XML.

• Das Schema soll mindestens unterscheiden zwischen „einfachen Dozenten“ und Professoren und zwischen Proseminaren, Übungen und Hauptseminaren.

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

Tabelle 1Veranstaltungen

id titel tag uhrzeit art dozent_id

1Projektplanung für

Softwareprojekte: KLIPS 2.0

Donnerstag 16:00 Hauptseminar 1

2 Softwaretechnologie I Dienstag 10:00 Proseminar 1

3 Basisinformations-technologie I Mittwoch 10:00 Proseminar 2

4 Semantic Technologies Mittwoch 12:00 Übung 3

5 Programmierpraktikum Montag 17:45 Übung 4

http://www.hki.uni-koeln.de/display_course/129
















Tabelle 2Dozenten

id vorname nachname titel eMail

1 Manfred Thaller Prof. Dr. [email protected]

2 Jan Gerrit Wieners M.A. [email protected]

3 Sebastian Cuy M.A. [email protected]

4 Daniel de Oliveira M.A. [email protected]









http://hki.uni-koeln.de/[email protected]




Aufgabe 2

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

Nachtrag RDF Schema

Nichtontologische Eigenschaften

• rdfs:label

• Zeichenkette, die Ressourcen in Darstellungen repräsentiert.

• rdfs:seeAlso

• Gibt eine Ressource an, die weitere Informationen über das Subjekt enthält.

• rdfs:isDefinedBy

• Gibt eine Ressource an, unter der das Subjekt definiert wird.

• rdfs:comment

• Erlaubt ergänzende Kommentare zu Ressourcen in natürlicher Sprache.

Best practices

• Bestehende Ontologien erweitern

• mit subClassOf und subPropertyOf

• Äquivalente Klassen können mit gegenseitigem subClassOf bzw. subPropertyOf gekennzeichnet werden.

• Auch sinnvoll bei Datenintegration!

• Eigenschaften, die zur Anzeige bestimmt sind sollten als Sub-Properties von rdf:label definiert werden.

Inferenz mit Hilfe von RDF Schema

Rückblick

• RDF Schema legt bestimmte Ressourcen fest, die eine spezielle Bedeutung besitzen.

• Wie können wir diese Bedeutung definieren?

• Dadurch, dass wir Regeln für logische Schlussfolgerungen festlegen, die gezogen werden können, wenn diese Ressourcen verwendet werden.

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

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

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

• Aufgabe: Finde alle Dozenten

• Antwort: „Jan Wieners“ & „Manfred Thaller“

• Implizite Regel:

• „Wenn eine Klasse A eine Unterklasse der Klasse B ist, sind alle Instanzen von A gleichzeitig auch Instanzen von B.“

• IF ?A rdfs:subClassOf ?B. AND ?x rdf:type ?A.! THEN ?x rdf:type ?B.

• ∀x(A(x) ⋀ subClass(A,B) ⇒ B(x))

Inferenz

• Inferenzmaschinen können mit Hilfe von Regeln neue Aussagen aus einer bestehenden Wissenbasis ableiten.

• Im Kontext des Semantic Web:

• Aus vorhandenen Tripeln können neue Tripel abgeleitet werden.

Inferenzmuster fürrdfs:subClassOf

@prefix rdf: <http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#>.@prefix rdfs: <http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#>.@prefix uni: <http://example.org/uni-vokabular#>.@prefix staff: <http://hki.uni-koeln.de/staff/>.

staff:thaller rdf:type uni:Professor.

uni:Professor rdfs:subClassOf uni:Dozent.

# abgeleitete Tripelstaff:thaller rdf:type uni:Dozent;

• IF ?A rdfs:subClassOf ?B.AND ?x rdf:type ?A.THEN ?x rdf:type ?B.

Inferenzmuster fürrdfs:range


course:42 uni:wirdGehaltenVon staff:oliveira.

uni:wirdGehaltenVon rdfs:range uni:Dozent.

# abgeleitete Tripelstaff:oliveira rdf:type uni:Dozent;

• IF ?P rdfs:range ?R.AND ?x ?P ?y.THEN ?y rdf:type ?R.

Inferenzmuster fürrdfs:domain



uni:wirdGehaltenVon rdfs:domain uni:Veranstaltung.

# abgeleitete Tripelcourse:42 rdf:type uni:Veranstaltung;

• IF ?P rdfs:domain ?D.AND ?x ?P ?y.THEN ?x rdf:type ?D.

Kombinierte Inferenzmuster



uni:wirdGehaltenVon rdfs:range uni:Dozent.uni:Dozent rdfs:subClassOf uni:Mitarbeiter.

# abgeleitete Tripelstaff:oliveira rdf:type uni:Dozent;staff:oliveira rdf:type uni:Mitarbeiter;uni:wirdGehaltenVon rdfs:range uni:Mitarbeiter;

• IF ?P rdfs:range ?D.AND ?D rdfs:subClass ?C.THEN ?P rdfs:range ?C.

XML Schema vs. RDF Schema

XML RDF

XMLSchema

RDFSchema

• Ein XML Schema beschränkt die Struktur von XML-Dateien.

• Ein RDF Schema definiert die Bedeutung des in RDF verwendeten Vokabulars über Schlüsse, die gezogen werden können, wenn dieses Vokabular verwendet wird.

Aufgaben

Aufgabe 1

• Gegeben seien die folgenden RDF-Daten.

• Notieren sie alle Tripel, die daraus durch Anwendung der zu RDF Schema gehörenden Regeln abgeleitet werden können.

@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#>.@prefix lib: <http://example.org/library#>.@prefix ub: <http://ub.uni-koeln.de/inventar/>.

# Klassenlib:Document a rdfs:Class.

lib:Book a rdfs:Class;! rdfs:subClassOf lib:Document.

lib:Article a rdfs:Class;! rdfs:subClassOf lib:Document.!lib:EDocument a rdfs:Class;! rdfs:subClassOf lib:Document.

lib:EArticle a rdfs:Class;! rdfs:subClassOf lib:Article, lib:EDocument.!lib:Author a rdfs:Class.

lib:author a rdfs:Property;! rdfs:domain lib:Document;! rdfs:range lib:Author.

lib:title a rdfs:Property;! rdfs:domain lib:Document;! rdfs:range xsd:string.!lib:isbn a rdfs:Property;! rdfs:domain lib:Book;! rdfs:range xsd:string.!lib:webVersion a rdfs:Property;! rdfs:domain lib:EArticle.

# Instanzenub:42 lib:title "The Semantic Web";! lib:author <http://www.w3.org/People/Berners-Lee/card#i>;! lib:webVersion <http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=the-semantic-web>.

ub:23 lib:title "The Art of Computer Programming";! lib:isbn "978-0321751041";! lib:author <http://dbpedia.org/resource/Donald_Ervin_Knuth>.

Aufgabe 2

• Welche Tripel können zusätzlich abgeleitet werden, wenn folgende Aussagen hinzugefügt werden?

lib:Document rdfs:subClassOf <http://xmlns.com/foaf/0.1/Document>.<http://xmlns.com/foaf/0.1/Document> rdfs:subClassOf lib:Document.lib:title rdfs:subPropertyOf <http://purl.org/dc/elements/1.1/title>.lib:author rdfs:subPropertyOf <http://xmlns.com/foaf/0.1/maker>.

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