Resource Description Framework (RDF)

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Resource Description Framework (RDF)
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• Spezifikationen
• http//www.w3.org/RDF/specs

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• Definition Metadaten
• Metadata is machine understandable information
  about web resources or other things.
• (Berners Lee)
• Metadata is sometimes defined literally as
  'data about data,' but the term is normally
  understood to mean structured data about
  resources that can be used to help support a wide
  range of operations.
• (Michael Day)

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RDF - Charakteristika

• RDF ist eine Spezifikation die es erlaubt, auf
  einfache Weise Aussagen (statements) über
  Ressourcen zu machen.
• Frau Merkel trägt ein schwarzes Kostüm.
• Die Intention der Urheber von RDF ist vor allem
  die, Aussagen über Ressourcen im WWW zu machen.
  Primär ist RDF jedoch auch eine generelle
  Möglichkeit, Ressourcen zu beschreiben, die nicht
  zwingend Webressourcen sind.

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RDF - Charakteristika

• In der Praxis sollen RDF Aussagen vor allem auch
  maschinell verarbeitbar sein. Für diesen Zweck
  wird (auf Empfehlung der W3C) RDF auf Basis der
  XML verwendet (RDF/XML).
• Maschinelle Verarbeitbarkeit von Webressourcen
  bedingt auch eine eindeutige Zuordbarkeit der
  Ressourcen. Dies kann mittels URIs geschehen.

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RDF Grundkonzepte

• 1. Binäre Relationen
• Natürlichsprachige Aussage
• Die Webseite http//www.example.org hat einen
  Urheber namens Peter Schmidt.
• Die Aussage besteht aus dem Gegenstand der
  Aussage
• einer Eigenschaft des Gegenstandes und einem
  Wert für diese Eigenschaft.
• In RDF Terminologie wird der Gegenstand der
  Aussage als Subjekt (subject), die Eigenschaft
  als Prädikat (predicate) und Wert der Eigenschaft
  als Objekt (object) bezeichnet.
• Subjekt, Prädikat und Objekt bilden ein sog.
  Triple.

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• 2. RDF Modell
• Ein oder mehrere Triples bilden einen RDF
  Graphen.
• RDF Graphen können tatsächlich als Diagramm
  dargestellt werden Subjekt und Objekt sind dann
  die Knoten, Prädikate die Kanten im Graphen.

Subject A
Object A
Predicate A
Object B
Predicate B
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• Graphen können auch notiert dargestellt werden,
  als Triple-Notation
• Subject A Predicate A Object A
• Subject A Predicate B Object B
• Subjekt, Prädikat und Objekt werden für jedes
  Triple, getrennt durch Leerstellen,
  aneinandergereiht.
• Im Gegensatz zur grafischen Darstellung wird hier
  jedes Triple vollständig aufgeführt.

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• 3. URI Referenzen, Literale und Anonyme
• Prädikate werden in RDF Aussagen immer als URI
  Referenzen (URI reference) dargestellt.
• Subjekte können zusätzlich im Modell als anonym
  (blank node) erscheinen.
• Objekte können als dritte Möglichkeit auch
  zusätzlich als Zeichenketten (literals)
  dargestellt werden.

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• Modellierung RDF Graph
• Beispiel

Quelle (diese u. folgende) RDF Primer, W3C.
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• Triple-Notation
• URIs werden in spitze Klammern (ltgt) gesetzt,
  Literals in Anführungszeichen ().

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• Da die Aneinanderreihung von URIs sehr lang
  ausfallen kann, gibt es die Konvention, über die
  Verwendung von qualifizierten Bezeichnern
  (qualified names) abzukürzen. Dem Bezeichner wird
  dabei zuvor die URI zugewiesen.
• Qualified names können frei vergeben werden die
  Verwendung allgemein anerkannter Vokabulare
  (z.B. DC), erleichtert jedoch die Kompatibilität.

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• Knoten in einem RDF Graph können auch leer sein
  sie werden als blank nodes bezeichnet.

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• Die notierte Form sieht dann so aus
• Zusammenfassung Notationskonventionen
• Literals .
• URI lt . gt
• QN .
• BNode . _ ..

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• Wozu blank nodes?
• exstaff85740 extermsaddress 1501 Grant
  Avenue, Bedford, Massachusettes,
  01730.

Quelle RDF Primer, W3C.
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• Das Konzept Adresse der Person ist ein Relation,
  die nicht mehr binär, sonder n-är ist. Im
  vorherigen Graphen wird ein explizit
  referenzierter Knoten verwendet dieser
  Zwischenschritt ist nicht immer notwendig.
  Anstatt dessen kann ein blank node verwendet
  werden

Quelle RDF Primer, W3C.
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• Mit Blank nodes lassen sich also 1. komplexere
  (n-äre) Relationen darstellen, die 2. Knoten
  enthalten, auf die nicht unbedingt referenziert
  werden muß.
• In Notationsform muss ein leerer Knoten aber
  irgendwie repräsentiert werden. Das führt zu der
  bereits vorgestellten Notationsform, in der
  blank node identifier verwendet werden

Quelle RDF Primer, W3C.
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• Blank nodes können 3. auch dazu dienen,
  Ressourcen zu beschreiben, die keine URIs
  besitzen, aber über Relationen zu anderen
  Ressourcen beschrieben werden können.
• _jane extermsmailbox
  ltmailtojane_at_example.orggt .
• _jane rdftype
  extermsPerson .
• _jane extermsname
  "Jane Smith" .
• _jane extermsempID
  "23748" .
• _jane extermsage
  "26" .

Quelle RDF Primer, W3C.
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• Die Verwendung von URIs in RDF
• Subjekt, Prädikat und Objekt können in RDF
  Aussagen als URI-Referenzen (URIref) angegeben
  werden.
• Eine URIref kann in RDF optional einen fragment
  identifier besitzen
• http//www.example.org/index.htmsection1

fragment identifier
URI Schema
URI Referenz
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• Ein Webbrowser benutzt einen URI zur
  Identifikation und zum Abruf einer Webseite, RDF
  hingegen identifiziert lediglich über den URI die
  Ressource.
• Der Webbrowser nimmt also an, dass über den URI
  tatsächlich ein physisches Objekt (die Webseite)
  zu erreichen ist.
• RDF nimmt dies explizit nicht an. RDF kann auch
  Ressourcen identifizieren, die über den URI nicht
  erreichbar sind (z.B. eine Beschreibung der
  Person X).
• RDF wird jedoch häufig in der Praxis mit der
  Konvention der tatsächlichen Erreichbarkeit der
  Ressource angewendet.

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• Das Identifikationsmerkmal wirkt sich auch in
  folgendem Beispiel aus
• http//www.example.org/index.htm
• http//www.example.org/index.htmsection1
• http//www.example.org/chapter1.htm
• In HTML sind alle drei URLs miteinander
  verbunden, d.h.
• section1 bezeichnet eine bestimmte Stelle auf
  der Indexseite, index.htm und chapter1.htm
  beziehen sich beide auf www.example.org.
• RDF sieht alle URLs als syntaktisch
  unterschiedlich und nimmt deshalb keine Beziehung
  zwischen diesen drei URLs an. Beziehungen können
  existieren, müssen aber nicht.

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Standardnotationen für RDF

• N 3 ,Turtle, N-Triple
• Die bisherigen Beispiele wurden in N Triple Form
  notiert. RDF Statements können auch in N 3 und
  Turtle notiert werden. N Triple und Turtle sind
  Untermengen von N3.

N-Triple Quelle RDF Test Cases, W3C.
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• 2. RDF/XML
• RDF/XML wird von der W3C als Darstellungsform von
  RDF empfohlen. Sie gilt hier als normative Syntax
  für RDF.
• Beispiel

http//www.example.org/index.html
http//www.example.org/terms/creation-date
August 16, 1999
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• Entspricht
• exindex.htm extermscreation-date August
  16, 1999 .
• in N Triple Notation.
• In XML/RDF

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• Beispiel 2 N-äre Relationen in RDF/XML

26

• Beispiel 3 Blank nodes in RDF/XML

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Weitere RDF Features

• Container
• Mit Hilfe von RDF Container können Gruppen von
  gleichartigen Dingen beschrieben werden.
• z.B. eine Liste aller Teilnehmer einer
  Veranstaltung, Buch mit mehreren Autoren.
• Das RDF Vokabular umfasst 3 Typen von Containern
• rdf Bag
• rdf Seq
• rdf Alt

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• Ein Bag dient dazu eine Gruppe von Ressourcen zu
  beschreiben, wobei die Reihenfolge der
  Ressourcenbeschreibungen keine Rolle spielt.
• Beispiel

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lt?xml version"1.0"?gt ltrdfRDF xmlnsrdf"http//w
ww.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns"
xmlnss"http//example.org/students/vocab"gt
ltrdfDescription rdfabout"http//example.org/cou
rses/6.001"gt ltsstudentsgt ltrdfBaggt
ltrdfli rdfresource"http//example.org/studen
ts/Amy"/gt ltrdfli rdfresource"http//example.o
rg/students/Mohamed"/gt ltrdfli
rdfresource"http//example.org/students/Johann"/
gt ltrdfli rdfresource"http//example.org/stud
ents/Maria"/gt ltrdfli rdfresource"http//examp
le.org/students/Phuong"/gt lt/rdfBaggt
lt/sstudentsgt lt/rdfDescriptiongt lt/rdfRDFgt
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• Sequence
• Eine Sequenz repräsentiert eine Menge von
  Ressourcen, deren Reihenfolge signifikant ist.
• lt?xml version"1.0"?gt
• ltrdfRDF xmlnsrdf"http//www.w3.org/1999/02/22-r
  df-syntax-ns"
• xmlnss"http//example.org/students/vocab"gt
• ltrdfDescription rdfabout"http//example.org/
  courses/6.001"gt
• ltsstudentsgt
• ltrdfSeqgt
• ltrdfli rdfresource"http//example.org/student
  s/Amy"/gt
• ltrdfli rdfresource"http//example.org/student
  s/Johann"/gt
• ltrdfli rdfresource"http//example.org/student
  s/Maria"/gt
• ltrdfli rdfresource"http//example.org/student
  s/Mohamed"/gt
• ltrdfli rdfresource"http//example.org/studen
  ts/Phuong"/gt
• lt/rdfSeqgt
• lt/sstudentsgt

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• Alternative
• Eine Alternative repräsentiert eine Menge von
  Ressourcen, die eine Wahlmöglichkeit implizieren.
  

32

• lt?xml version"1.0"?gt
• ltrdfRDF xmlnsrdf"http//www.w3.org/1999/02/22-r
  df-syntax-ns"
• xmlnss"http//example.org/packa
  ges/vocab"gt
• ltrdfDescription rdfabout"http//example.org/pa
  ckages/X11"gt ltsDistributionSitegt
• ltrdfAltgt
• ltrdfli rdfresource"ftp//ftp.example.org"/
  gt
• ltrdfli rdfresource"ftp//ftp1.example.org"
  /gt
• ltrdfli rdfresource"ftp//ftp2.example.org"
  /gt
• lt/rdfAltgt
• lt/sDistributionSitegt
• lt/rdfDescriptiongt
• lt/rdfRDFgt

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Weitere RDF Features

• 2. RDF Collections
• Container bieten keine Möglichkeit eine
  eindeutige Aussage über die Vollständigkeit zu
  machen. Es wird nur angenommen, dass bestimmte
  Ressourcen Teil des Containers sind, ohne jedoch
  die Existenz weiterer Ressourcen, die auch Teil
  des Containers sein können, auszuschließen.
• RDF collections unterstützen die Beschreibung von
  geschlossenen Gruppen.

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• Beispiel The students in course 6.001 are Amy,
  Mohamed and Johann.

35

• Beispiel The students in course 6.001 are Amy,
  Mohamed and Johann.
• lt?xml version"1.0"?gt
• ltrdfRDF xmlnsrdf"http//www.w3.org/1999/02/22-
  rdf-syntax-ns" xmlnss"http//example.org/stu
  dents/vocab"gt ltrdfDescription
  rdfabout"http//example.org/courses/6.001"gt
• ltsstudents rdfparseType"Collection"gt
• ltrdfDescription rdfabout"http//example
  .org/students/Amy"/gt
• ltrdfDescription
  rdfabout"http//example.org/students/Mohamed"/gt
  
• ltrdfDescription
  rdfabout"http//example.org/students/Johann"/gt
  
• lt/sstudentsgt
• lt/rdfDescriptiongt
• lt/rdfRDFgt

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Weitere RDF Features

• Reification
• Manchmal ist es sinnvoll, eine Aussage selbst als
  Ressource zu beschreiben Dies nennt man in RDF
  Reification. Reification stellt also eine
  Möglichkeit dar, Metadaten über Metadaten zu
  beschreiben.

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• Beispiel

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• lt?xml version"1.0"?gt
• lt!DOCTYPE rdfRDF lt!ENTITY xsd
  "http//www.w3.org/2001/XMLSchema"gtgt ltrdfRDF
  xmlnsrdf"http//www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax
  -ns" xmlnsdc"http//purl.org/dc/elements/1.1/"
  xmlnsexterms"http//www.example.com/terms/"
  xmlbase"http//www.example.com/2002/04/products"
  gt
• ltrdfDescription rdfID"item10245"gt
• ltextermsweight rdfdatatype"xsddecimal"gt2.4
  lt/extermsweightgt lt/rdfDescriptiongt
• ltrdfStatement rdfabout"triple12345"gt
• ltrdfsubject
• rdfresource"http//www.examp
  le.com/2002/04/productsitem10245"/gt
  ltrdfpredicate rdfresource"http//www.example.c
  om/terms/weight"/gt
• ltrdfobject rdfdatatype"xsddecimal"gt2.4lt/rdf
  objectgt
• ltdccreator rdfresource"http//www.example.com
  /staffid/85740"/gt
• lt/rdfStatementgt
• ltrdfRDFgt

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RDF Schema

• RDF bietet mit RDF Schema als Typisierungssystem
  ein eigenes erweitertes Vokabular, um Ressourcen
  und deren Beziehungen auszudrücken.
• Einer der wichtigsten Aspekte von RDF Schema ist
• die Beschreibung von Klassen, rdf class.

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• Beispiel Klassifizierung Motorisiertes
  Fahrzeug

http//www.w3.org/TR/rdf-primer/example28