Einführung in RDF Das RDF

Transcrição

Einführung in RDF
z
RDF (Resource Description Framework)
- von maschinenlesbar hin zu maschinenverstehbar
z
RDF vereint ein weites Spektrum von Interessenten aus
den Bereichen
- Digitale Bibliotheken, Inhaltsbewertung, E-Commerce,...
- Signifikante (allerdings weniger als für XML) industrielle Unterstützung
unter Leitung des W3C
z
RDF besteht aus zwei Teilen
- RDF Modell (eine Menge von Tripeln)
- RDF Syntax (verschiedene XML Serialisierungssyntaxen)
z
RDF Schema dient zur Definition von Vokabularien (einfache
Ontologien) für RDF (und in RDF)
79
Das RDF-Datenmodell
z
Resourcen
-
z
Eigenschaften (Properties)
-
z
Slots definieren Relationen zu anderen Resourcen oder
atomaren Werten
Statements
-
z
Eine Resource ist ein Objekt, das man referenzieren kann
Resourcen haben URIs
RDF-Definitionen sind selbst Resourcen
„Werte können Resourcen oder atomare XML-Daten sein“
Ähnlichkeit zu Frame-Sprachen in der KI (FRL)
80
Ein einfaches Beispiel
z
Statement
-
z
Struktur
-
z
„Ora Lassila is the creator of the resource
http://www.w3.org/Home/Lassila“
Resource (Subjekt)
Property (Prädikat)
Value
(Objekt)
http://www.w3.org/Home/Lassila
http://www.schema.org/#Creator
“Ora Lassila“
Gerichteter Graph
http://www.w3.org/Home/Lasilla
s:Creator
Ora Lasilla
81
Ein weiteres Beispiel
z
Um weitere Eigenschaften zu Creator hinzuzufügen, wird
eine dazwischenliegende Resource eingefügt.
http://www.w3.org/Home/Lasilla
s:Creator
Person://fi/654654635
Name
Ora Lasilla
Email
[email protected]
82
Behandlung von Kollektionen
z
Mehrfaches Auftreten desselben Property Types stellt
keine Relation zwischen den Werten her
- The Millers own a boat, a bike, and a TV set
- The Millers need (a car or a truck)
- (Sarah and Bob) bought a new car
z
RDF definiert drei spezielle Resources:
- Bag
ungeordnete Werte
rdf:Bag
- Sequence
geordnete Werte
rdf:Seq
- Alternative
Einzelwert
rdf:Alt
z
Der Kern von RDF erzwingt keine mengentheoretische
Semantik für Werte
83
Beispiel: Bag
Die Studenten
von Kurs 6.001
sind Amy, Tim,
John, Mary und
Sue
/courses/6.001
Rdf:Bag
rdf:type
students
/Students/Amy
rdf:_1
rdf:_2
bagid1
/Students/Tim
rdf:_3
/Students/John
rdf:_4
rdf:_5
/Students/Mary
/Students/Sue
84
Beispiel: Alternative
• Den Quellcode für X11 kann man unter ftp.x.org,
ftp.cs.purdue.edu, oder ftp.eu.net finden
http://x.org/package/X11
rdf:type
rdf:Alt
rdf:_1
altid
ftp.x.org
rdf:_2
ftp.cs.purdue.edu
rdf:_3
ftp.eu.net
85
Statements über Statements
• Um statements über statements zu machen, ist deren
Transformation in Resourcen notwendig
– subject
der ursprüngliche Referent
– predicate
der ursprüngliche Property Type
– object
der ursprüngliche Wert
– type
rdf:Statement
86
Beispiel: Reifikation
• Ralph Swick glaubt, daß der Kreator der Resource
http://www.w3.org/Home/Lassila Ora Lassila ist.
s:Creator
rdf:predicate
s:Creator
rdf:subject
genid1
rdf:object
rdf:type
b:believedBy
rdf:Statement
Ora Lassila
Ralph Swick
87
Ein formales Modell von RDF
• RDF ist mathematisch sehr einfach:
– Grundlegende Definitionen
• Resources.
• Properties ⊂ Resources
• Literals
• Statements = Properties × Resources
×{Resources ∪ Literals}
– Typisierung
• rdf:type ∈ Properties
• {RDF:type, sub, obj} ∈ Statements ⇒ obj ∈Resources
88
Ein formales Modell von RDF
Reifikation
z rdf:Statement ∈ Resource-Properties
z{rdf:predicate, rdf:subject, rdf:object } ⊂ Properties
z Reifikation eines Tripels { pred, sub, obj } von Statements ist ein Element r von
Resourcen, die das refizierte Tripel und die Elemente s1, s2, s3, und s4 von
Statements repräsentieren, so daß gilt:
-s1: {RDF:predicate, r, pred}
-s2: {RDF:subject, r, subj}
-s3: {RDF:object, r, obj}
-s4: {RDF:type, r, [RDF:Statement]}
Kollektionen
z{ RDF:Seq, RDF:Bag, and RDF:Alt
} ⊂ Resources-Properties
z Es gibt eine Teilmenge von Properties, die den Ordinalzahlen entspricht (1, 2, 3, ...) und Ord
genannt wird. Wir bezeichnen Elemente von Ord als: RDF:_1, RDF:_2, RDF:_3, ...
89
RDF Syntax I
• Das Datenmodell erzwingt keine spezielle Syntax
• Die Spezifikation schlägt viele verschiedene Syntaxen auf XMLBasis vor
• Allgemeine Form:
Anfang einer RDF-Beschreibung
Subjekt (OID)
<rdf:RDF>
<rdf:Description about="http://www.w3.org/Home/Lassila">
<s:Creator>Ora Lassila</s:Creator>
<s:createdWith rdf:resource=“http://www.w3c.org/amaya”/>
</rdf:Description>
</rdf:RDF>
Literal
Properties
Resource (möglicherweise eine andere RDF-Beschreibung)
90
Ergebnisgraph
s:createdWith
s:Creator
http://www.w3c.org/amaya
Ora Lassila
<rdf:RDF>
<rdf:Description about="http://www.w3.org/Home/Lassila">
<s:Creator>Ora Lassila</s:Creator>
<s:createdWith rdf:resource=“http://www.w3c.org/amaya”/>
</rdf:Description>
</rdf:RDF>
91
Syntaktische Variationen
Typinformation
Subject (OID)
Property
<s:Homepage rdf:about="http://www.w3.org/Home/Lassila”
s:Creator=“Ora Lassila”/>
<s:createdWith>
<s:HTMLEditor rdf:about=“http://www.w3c.org/amaya”/>
</s:createdWith>
</s:Homepage>
Property
s:Creator
Ora Lassila
rdf:type
s:Homepage
s:createdWith
http://www.w3c.org/amaya
rdf:type
HTMLEditor
92
RDF Schema (RDFS)
• RDF definiert lediglich das Datenmodell
• Es besteht also Bedarf für die Definition von
Vokabularien für ein solches Datenmodell
• RDF Schemata sind Web Resourcen
(und haben URIs). Sie können mit Hilfe von RDF
beschrieben werden.
93
Die wichtigsten Modellierungsprimitive
• Kernklassen
– Root-Class rdfs:Resource
– MetaClass rdfs:Class
– Literals rdfs:Literal
• rdfs:subclassOf-property
• von RDF übernommen: properties (slots)
• rdfs:domain & rdfs:range
• rdfs:label, rdfs:comment, etc.
• von RDF übernommen: InstanceOf (rdf:type)
94
RDF-Schema: Ein Beispiel
s = rdfs:subClassOf
t = rdf:type
rdfs:Resource
t
s
rdfs:Class
t
xyz:MotorVehicle
t
t
s
t
t
s
s
s
xyz:Van
xyz:Truck
t
s
xyz:PassengerVehicle
xyz:MiniVan
s
95
Beispiel: RDF-Schema in RDF-Schema
• Namespace-URL:
http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#
<rdfs:Class rdf:ID="Resource">
<rdfs:label xml:lang="en">Resource</rdfs:label>
<rdfs:label xml:lang="fr">Ressource</rdfs:label>
<rdfs:comment>The most general class</rdfs:comment>
</rdfs:Class>
<rdfs:Class rdf:ID="Class">
<rdfs:label xml:lang="en">Class</rdfs:label>
<rdfs:label xml:lang="fr">Classe</rdfs:label>
<rdfs:comment>The concept of Class</rdfs:comment>
<rdfs:subClassOf rdf:resource="#Resource"/>
</rdfs:Class>
<rdf:Property ID="subClassOf">
<rdfs:label xml:lang="en">subClassOf</rdfs:label>
<rdfs:label xml:lang="fr">sousClasseDe</rdfs:label>
<rdfs:comment>Indicates membership of a class</rdfs:comment>
<rdfs:range rdf:resource="#Class"/>
<rdfs:domain rdf:resource="#Class"/>
</rdf:Property>
96
Erweiterbarkeit von RDF
• Definiere eine Ontologie einer Sprache mit RDF
Schemata
• Beschreibe Dateninstanzen unter Verwendung des
neuen Vokabulars
• Vorteil: alle Sprachen verwenden das gleiche
Datenmodell (vereinfacht die Interoperabilität)
97
Das Prinzip von Ontologie-Sprachen auf RDF-Basis
Instanzen
Legende
Definition nutzt
RDF-Datenmodell
Definiert mit
Erweiterung von
OntologieSprache
RDF Schema
RDF
98
OML (Ontology Markup Language)
z OML ist eine Weiterentwicklung von SHOE
z OML basiert auf den Conceptual Graphs von John Sowa, einer Wissens-
repräsentationssprache in der Tradition der Semantischen Netze
z OML unterstützt u.a. Lambda-Ausdrücke
Beispiel: "A cat is on a mat."
Lineare Form eines Conceptual Graph:
[Cat]<-(On)->[Mat]
KIF (Knowledge Interchange Format):
(exists ((?x cat) (?y mat)) (On ?x ?y))
<OML>
<Ontology id="Example" version="1.0">
<comment>A simple example ontology.</comment>
<extends ontology="http://www.oml.org/ontology/" prefix="OML"/>
<Object type="Cat"/>
<Object type="Mat"/>
<Relation type="on">
<comment>The preposition "On"</comment>
<Function type="agent" tgtType="Cat"/>
<Function type="object" tgtType="Mat"/>
</Relation>
<Collection type="Object.Collection" genus="OML:Object"/>
<Collection type="Relation.Collection" genus="OML:Relation"/>
<Collection type="Framed.Collection" genus="OML:Collection"/>
</Ontology>
</OML>
99
<OML>
<Ontology id="Example" version="1.0">
<comment>A simple example ontology.</comment>
<Object type="Cat"/>
<Object type="Mat"/>
<Relation type="on">
<comment>The preposition "On"</comment>
<Function type="agent" tgtType="Cat"/>
<Function type="object" tgtType="Mat"/>
</Relation>
</Ontology>
</OML>
100
Kurzversion mit Inline-Definitionen:
<OML>
<Relation.Collection id="on"
ontology="http://www.cg.org/example/">
<On>
<agent><Cat/></agent>
<object><Mat/></object>
</On>
</Relation.Collection>
</OML>
Langversion mit getrennten Definitionen:
<OML>
<Framed.Collection id="cat-on-mat"
ontology="http://www.cg.org/example/">
<Object.Collection>
<Cat id="x"/>
<Mat id="y"/>
</Object.Collection>
<Relation.Collection>
<On>
<agent tgt="x"/>
<object tgt="y"/>
</On>
</Framed.Collection>
</OML>
101
Beipiel: "John is going to Boston by bus."
Lineare CG-Form:
[Go](Agnt)->[Person: John]
(Dest)->[City: Boston]
(Inst)->[Bus]
KIF (Knowledge Interchange Format)
(exists ((?x Go) (?y Person) (?z City) (?w Bus))
(and (Name ?y John) (Name ?z Boston)
(Agnt ?x ?y) (Dest ?x ?z) (Inst ?x ?w)))
(ontology)
<OML>
<Ontology id="GoJohnBostonBus" version="1.0">
<Object type="Person"/>
<Object type="City"/>
<Object type="Bus"/>
<Relation type="go">
<Function type="agent" tgtType="Person"/>
<Function type="destination" tgtType="City"/>
<Function type="instrument" tgtType="Bus"/>
</Relation>
</Ontology>
</OML>
102
Beipiel: "John is going to Boston by bus."
Kurzversion:
<go>
<agent><Person text="John"/></agent>
<destination><City text="Boston"/></destination>
<instrument><Bus/></instrument>
</go>
Langversion:
<Person id="y" text="John"/>
<City id="z" text="Boston"/>
<Bus id="w"/>
<go>
<agent tgt="y"/>
<destination tgt="z"/>
<instrument tgt="w"/>
</go>
103
OML-Definition des CEO von Intel (Teil1)
"Andrew S. Grove is chairman of Intel Corporation. He was born in
Budapest, Hungary, in 1936. He graduated from the City College of
New York in 1960 with a Bachelor of Chemical Engineering degree and
received his Ph.D. from the University of California, Berkeley in 1963.
Upon graduation, he joined the Research and Development Laboratory
of Fairchild Semiconductor and became Assistant Director of Research
and Development in 1967. In 1979 he was named its President of Intel
Corporation, in 1987 he was named Chief Executive Officer, and in
May 1997, he was named Chairman and CEO. His latest book, `Only
the Paranoid Survive,' was published by Doubleday in September of
1996. In December, 1997, Dr. Grove was named Time Magazine’s
`Man of the Year.' "
(ontology located a WAVE/Ontologies/Intel/Intelontology.html)
<OML>
<Ontology id="Intel Corporation" version="1.0">
<comment>The ontology for Intel Corporation.</comment>
<extends ontology="http://www.bibtex.org/ontology/" prefix="BibTeX"/>
<extends ontology="http://www.univ.org/ontology/" prefix="UNIV"/>
104
OML-Definition des CEO von Intel (Teil 2)
<Object type="ExecutiveOfficer">
<Function type="position" tgtType="data.String"/>
<Function type="birth.date" tgtType="data.Date"/>
<Function type="birth.city" tgtType="City"/>
</Object>
...
<Relation type="award">
<Function type="person" tgtType="Employee"/>
<Function type="organization" tgtType="Corporation"/>
<Function type="title" tgtType="data.String"/>
<Function type="date" tgtType="data.Date"/>
</Relation>
...
...
</Ontology>
</OML>
105
(collections: object & relation)
<OML>
<Framed.Collection id="companyDescription1998"
ontology="http://WAVE/Ontologies/Commerce&Industry/ontology/">
<Object.Collection>
...
<ExecutiveOfficer id="grove"
about="http://www.intel.com/pressroom/kits/bios/grove.htm"
text="Andrew S. Grove"
picture="http://www.intel.com/pressroom/images/bios/grove.gif">
<comment>Andrew S. Grove is chairman of Intel Corporation.
</comment>
<position>Chairman</position>
<birth.year tgt="data.Year#1936"/>
<birth.city tgt="City#Budapest"/>
</ExecutiveOfficer>
...
</Object.Collection>
<Relation.Collection>
...
<birth>
<person tgt="ExecutiveOfficer#grove"/>
<date tgt="data.Date#//1936"/>
<city tgt="City#Budapest"/>
<country tgt="Country#Hungary"/>
</birth>)
106
<degree>
<level tgt="UNIV:Bachelor"/>
<school tgt="UNIV:University#CUNY"/>
<major>Chemical Engineering</major>
<date tgt="data.Year#1960"/>
</degree>
<degree>
<level tgt="UNIV:Doctorate"/>
<school tgt="UNIV:University#UC.Berkeley"/>
</degree>
<BibTeX#author>
<document>
<BibTeX:book>
<key tgt="BibTeX:ISBN#0-553-47783-8"/>
<author tgt="ExecutiveOfficer#grove"/>
<title>Only the Paranoid Survive</title>
<publisher tgt="Corporation#Doubleday"/>
<year tgt="1996"/>
</BibTeX:book>
</document>
</BibTeX:author>
<award>
<organization tgt="Corporation#Time_Magazine"/>
<title>Man of the Year</title>
</award>
...
</Framed.Collection>
</OML>
107

Einführung in RDF Das RDF

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