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Orientation in Objects GmbH

Weinheimer Str. 6868309 Mannheim

[email protected]

Version: 1.0

Semantic Web... zum Anfassen

Felix Kugel (OIO)

&

Heiko Heller (FZI)

© 2008 Orientation in Objects GmbHSemantic Web

Definition

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Übersicht

• Hintergrund: Metadaten und Ontologien• Beispiel: Reuters Calais Web Service• Semantic Web mit Java

• Semantic Wave 2008 Report (Project10X)?


Semantic Web - Definition 2001

• „The Semantic Web is an extension of the current web in whichinformation is given well-defined meaning, better enablingcomputers and people to work in cooperation.“

• Scientific American, 2001

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Semantic Web - Definition 2007

• „A set of formats and languages that find and analyze data on theWorld Wide Web, allowing consumers and businesses to understandall kinds of useful online information.“

• Scientific American, 2007


Web 3.0

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Die Entwicklung des Internets bis 2020?


Beispiel: Kontaktadresse

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Adresse in HTML

FZI Forschungszentrum Informatik Haid-und-Neu-Straße 10-14 76131 Karlsruhe Tel.: +49 721 9654-0 Fax: +49 721 9654-909

Orientation in Objects GmbH Weinheimer Str. 68 68309 Mannheim 


Adresse mit hCard - Microformat

<div class="adr">FZI Forschungszentrum Informatik <div class="street-address">

Haid-und-Neu-Straße 10-14</div>

76131Karlsruhe

+49 721 9654-0



</div>

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Metadaten

• Metadaten sagen etwas aus über die Bedeutung bestimmter Daten• Microformats

– Konventionen für HTML• RDF

– Basis des Semantic Web


GRDDL: Microformats & RDF

Quelle: W3C

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RDF – Resource Description Framework

• Datenformat für Metadaten– z.B. im RDF-XML Serialisierungsformat

• RDFS (RDF Schema) ‏– Metamodell für RDF- Metadaten– Analog zu XML und XML Schema


RDF: Tripel und Graphen

• Statements / Tripel• Resourcen• Literale

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Version:

Basic semantictechnologies

© 2008 Orientation in Objects GmbH

Angola Africalocated in

Zambia

located in

bordersCountry Continent

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http://wiki.ontoworld.org/index.php/_Angolahttp://wiki.ontoworld.org/index.php/_Africa

http://wiki.ontoworld.org/index.php/_Relation-3ALocated_in

http://wiki.ontoworld.org/index.php/_Zambia

http://w

iki.ontoworld

.org/index.php/_Relation-

3ALocated_in

http://wiki.ontow

orld.org/index.php/_Relation-3ABorders

http://wiki.ontoworld.org/index.php/_Category-3ACountry

http://wiki.ontoworld.org/index.php/_Category-3AContinent


http://wiki.ontoworld.org/index.php/_Angolahttp://wiki.ontoworld.org/index.php/_Africa

http://wiki.ontoworld.org/index.php/_Relation-3ALocated_in

http://wiki.ontoworld.org/index.php/_Zambia

http://w

iki.ontoworld

.org/index.php/_Relation-3ALocated_in

http://wiki.ontow

orld.org/index.php/_Relation-3ABorders

http://wiki.ontoworld.org/index.php/_Category-3ACountry

http://wiki.ontoworld.org/index.php/_Category-3AContinent

Angola

http://www.w3.org/2000/01/rdf-schema#label

Africalocated in

Zambia

Country

borders

Continent

10


Angola Africalocated in

Zambia

located in

borders

Country Continent


RDF und XHTML

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?><!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN""http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-strict.dtd"><html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" xml:lang="en"lang="en"> <head> <title>Semantic Web zum Anfassen</title> <meta http-equiv="Content-type" content='text/html;charset="utf-8"' /> <link rel="alternate" type="application/rdf+xml"title="RDF Version" href="example.rdf" /> </head> <body> ...

• XHTML:

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RDF und XHTML

<?xml version="1.0"?><rdf:RDF xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:dc="http://purl.org/dc/elements/1.1/"> <rdf:Descriptionrdf:about="http://example.org/document.html"> <dc:title>Example document</dc:title> <dc:description>An example document aboutnothing.</dc:description> <dc:creator>The author</dc:creator> </rdf:Description></rdf:RDF>

• RDF:


Wo kommen die Metadaten her?

• Manuell:– Microformats in Webseiten– RDF-Dateien, die passend zu HTTP Ressourcen im Web publiziert

werden– Web 2.0 style (social tagging etc.) ‏

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Wo kommen die Metadaten her?

• Automatisch:– Annotations- Dienste (z.B. Calais) ‏– D2R (FU Berlin)‏– semanticdesktop.org


Beispiel: Calais Web Service

• Service der Nachrichtenagentur Reuters• Für jedermann (40.000 Aufrufe pro Tag)‏• Extrahiert RDF- Metadaten aus Texten

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SPARQL - RDF queries

• Abfragesprache für RDF- Graphen• Ähnlich SQL


Beispiel: SPARQL mit Jena

• Jena Semantic Web Toolkit• Ursprünglich HP, jetzt Sourceforge• API für RDF, RDFS, OWL, SPARQL• Inferenzmaschine• Persistenz

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Reasoning

• „Schlussfolgern“• „Sehr mächtige“ Queries:

– „Um die Ecke“ fragen– Finden von Subgraphen– Konstruktion neuer Graphen

• Reasoner / Inferenzmaschine


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Ontologien

• „Gemeinsam genutzte Konzeptualisierung von Wissen über eineFachdomäne“

• Bausteine:– Klassen– Eigenschaften (Properties) ‏– Instanzen


Ontologien: Sprachstandards

• Alte:– XML Schema– DAML

• Neue:– RDFS– OWL

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OWL (Ontology Web Language)‏

• Die Mächtigkeit einer Wissensrepräsentationssprache hatKonsequenzen für die algorithmische Komplexität des Reasoning

• Deshalb:– OWL DL (Description Logic) ‏– OWL Full


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Ontologien: Werkzeuge


Ontologien: Methoden

• Ontology Design• Ontology Alignment• Ontology Merging• Ontology Lifecycle Management• Ontology Evolution

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Ontologien: Marktübersicht

• Dublin Core• WordNet• Cyc• ...


semanticdesktop.org

• Semantisches Personal Information Management• Ontologie- Framework für Desktop Artefakte

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colleague

friend

acquaintance

e-mail

person

Topic

website document

image

event

person

Desktop: Help to manage personal knowledge/information(documents, files, e-mail, bookmarks, notes)?

Semantic: Make content available to automated processing Social: Enable exchange across individual boundaries

Social Semantic Desktop

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colleague

friend

acquaintance

e-mail

person

Topic

website document

image

event

person

Semantic search over the whole knowledge repositoryWhich documents are authored by people working for X?Show me pictures of these authors

Connect Outlook-contacts with Word-filesPerson X has written document Z as a response to email Y

Social Semantic Desktop


16 Partners

• Unites industry, research, and users

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Nepomuk means…

NetworkedP2P-technology for efficient on-the-fly exchange

Environment forexisting applications can be interlinked

Personal Ontology-basedevery user maintains own structuresshared semantics emerge, like folksonomies

Management of Unified Knowledgeknowledge is connected across desktop borderssemantically enhanced browsing and searching


Serviceregistry andmiddleware

Peer-to-Peer storage

Services(search,

text analysis,adaptors)

Local storage(RDF know-

ledge base)

User Interfacecomponents

(mapping, wiki, search interface,

ontology browser)

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[email protected]

Version: 1.0

Semantic MediaWikiSemantische Technologien mit Wikisverheiraten


Semantic MediaWiki

Grundidee: Wissen in Wikis maschinenverarbeitbar machen

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Karlsruhe ist eine Stadtin [[Deutschland]]mit einer Bevölkerung von286.327.

Karlsruhe ist ein Stadtin [[liegt in::Deutschland]]mit einer Bevölkerung von[[Einwohner::286.327]].

Semantic MediaWiki

• Neu: Typisierte Links und Attribute

Karlsruhe Deutschland

liegt in286327 Einwohner


Das Wissen abfragen

• Typische Wiki-Seiten mit manuell gewarteten Informationen

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Das Wissen abfragen

• Alle diese Listen sind automatisierbar– Weniger Wartung– Höhere Konsistenz

• Beispiel: Deutsche Großstädte

{{#ask:[[Kategorie:Stadt]][[liegt in::Deutschland]][[Einwohner::>100.000]]

}}

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Die Wiki-User-Pyramide

Leser

Autoren

Gärtner

Admins


Semantic Wikis vereinen Vorteile

• Nutzer-getriebenniedere Partizipations-Schwellelight-weight content generationemergente Strukturen

crowd-intelligence• Formale Strukturen

formale schemata (datenbanken)strukturierte Abfragen

Semantik• Vordefinierte Schemata möglich

Formulare (formal aber einfach) Konsistenz

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Beispiele

• semanticweb.org – SW Community• WikiMaas – Stadtwiki Maastricht• Stadtwiki Pforzheim-Enz• LIOWiki – Internes WM bei uns• Wikicompany – Firmendaten• SpieleWiki – Deutsch• ArchiPlanet• Bionik-Wiki• Bible Wiki• BO Wiki (Medizin)• CASE Wiki• Centiare• Chemistry SW• Creative Commons• D-Grid Ontology• Discourse DB• Eureka Science Journal Watch

• Frema2Wiki• Gothic Almanach• Human Cell• iNature• JurisPedia• MathWeb• Meta Math• NeOn Project Wiki• Nomicapolis• Northern Ireland Gov’t Wiki• PhiloWiki• Placeography• Reformed Word• ScubaWiki• Simile• TechPresentations

http://semantic-mediawiki.org/wiki/Sites_using_Semantic_MediaWiki


Fallstudien

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Corporate Semantic Wikis

• Bayer Crop Science – SAP Dokumentation• T-Systems – Social Network• andere – Enterprise Application Management• andere – Anreicherung bestehender Wikis


Corporate Semantic Wikis (1)


Schwach strukturiertTexte + Hyperlinks

Stark strukturiert(Meta-)Daten

VorgegebeneStrukturen

Intranet Datenbanken

Nutzer-getriebeneStrukturen Wikis Semantic Wikis

CorporateSemantic Wiki

Fallstudien

CorporateSemantic Wiki

Fallstudien

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• Anwendungsfelder– Erweiterung klassischer Corporate Wikis– Verwaltung (semi-)strukturierter Daten/Technische Dokumentation

• Gründe für den Einsatz semantischer Wikis– „Wiki“-Prinzipien: Glossarprinzip, einfache Verlinkung,

„Single-Point-of-Information, web-basiert– Möglichkeit strukturierter Abfragen– Möglichkeit, Eingaben in Form und Semantik einzuschränken



Semantische Wikis zur Servicedokumentation

• Probleme– Dokumentation technischer Entwicklungsartefakte

(Prozesse, Services) in heterogenen Werkzeug-und Organisationsumgebungen

– Vermittlung zwischen technischer Sicht und Anwendersicht– „Single-Point-of-Information“ für die Servicedokumentation notwendig

• Lösungen– SemanticUDDI– Ontobrowse Wiki

• Mehrwert semantischer Wikis– Integration heterogener Eingabedaten in das Semantic Wiki


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SAP-Feld- Beschreibung- Status- Regeln . . .

SAP-Feld- Beschreibung- Status- Regeln . . .

TabelleTabelle

TransaktionTransaktion

UserUser

gespeichert in

benutzt in

verantwortlich

Domänen-Datenmodell (vereinfacht)Kunde 1

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Domänen-Datenmodell (vereinfacht)Kunde 2

IT-System- Beschreibung- Status- . . .


VorhabenVorhaben

Prozess- Unternehmens- bereiche


Schnittstelle- DatenobjekteSchnittstelle- Datenobjekte

StrategieStrategie

ZielZiel

unterstützt durch*

dient

ergibt sich aus

dient

unterstützt


Technische Dokumentation– vernetzt mit Strategien und Prozessen


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Domänen-Datenmodell 2 (vereinfacht)



VorhabenVorhaben



Schnittstelle- DatenobjekteSchnittstelle- Datenobjekte

StrategieStrategie

ZielZiel

unterstützt durch*

dient

ergibt sich aus

dient

unterstützt


altes Bestellsystemaltes Bestellsystem

Material-beschaffungs-

prozess

Material-beschaffungs-

prozess

unterstützt durch

selten genutzt

neues Bestellsystemneues Bestellsystemzu ersetzen durch

häufig genutzt

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Multi-Value-Property

Prozess-Unternehmens- bereiche

Prozess-Unternehmens- bereiche

unterstützt durch

System jetztNutzungsgrad jetzt [zahl]

System geplant�

Nutzungsgrad geplant: [zahl]

IT-System-Beschreibung- Status- . . .

IT-System-Beschreibung- Status- . . .


Multi-Value-Property: Eingabeformular

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Live Demo


Fazit, Lessons Learned

• Vereinigung der Vorteile– crowd intelligence– semantik– schemata

• Wenn schon formal, dann auch richtig– Konsistente Verwendung (--> Formulare)

• Herausragende neue Möglichkeiten– integrierte strukturierte Abfragen

• auch durch normale Benutzer• auch um die Ecke• helfen auch bei klassischen Maintenance-Aufgaben

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Linkliste

• http://www.oio.de/jax-2008/semantic-web-zum-anfassen.htm



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Vielen Dank für IhreAufmerksamkeit !

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Fragen ?

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