Semantic Web
Die Vorlesung "Semantic Web" wird als integrierte Lehrveranstaltung (3+1) am Fachgebiet KE angeboten. Die Veranstaltung richtet sich auch an Studierende im Master-Studiengang Internet- und Web-basierte Systeme.
Dozent: Heiko Paulheim
Tag | Zeit | Raum | Start |
---|---|---|---|
Dienstag | 09:50-11:30 |
S202/C110 |
23.10. |
Donnerstag | 08:55-10:35 | S202/C110 | 25.10. |
Klausur
Die Klausur findet statt am Dienstag, den 26.02.2013, um 12 Uhr in S202/C205. Bitte melden Sie sich hierzu im TuCaN an. Studierende, die sich nicht in TuCaN anmelden können (z.B. Wirtschaftsinformatik) bitte per Mail an Frau Ploch.
Als Hilfsmittel ist ein beidseitig handbeschriebenes Blatt (DIN A4) zugelassen. Studierende, deren Muttersprache nicht deutsch ist, dürfen darüber hinaus ein gedrucktes Wörterbuch verwenden. Weitere Hilfsmittel, insbesondere elektronische Geräte, sind nicht zugelassen.
Überblick
Das Semantic Web ist - im Gegensatz zum herkömmlichen World Wide Web - eine Sammlung von Informationen, die sowohl von Menschen als auch von Maschinen konsumiert werden kann. Dies ermöglicht, zielgenauer als mit einer Suchmaschine nach bestimmten Informationen zu suchen und automatisch Schlüsse aus mehreren Informationsquellen zu schließen. Die Vorlesung stellt die zentralen Standards des Semantic Web vor, lehrt die zugrunde liegenden Konzepte und Algorithmen, gibt einen Überblick über die wichtigsten Werkzeuge und Technologien sowie Einblicke in reale Anwendungsfälle des Semantic Web.
Ausgewählte Lerninhalte
- Standards im Semantic Web (RDF, OWL, SPARQL, etc.)
- Linked Open Data
- Ontologien
- Reasoning auf Ontologien
- Ontology Matching
- Top-Level-Ontologien
- Ontology Engineering und Design Patterns
- Regeln im Semantic Web
- Ontology Learning
- Semantic-Web-Sprachen abseits der Standards
- Semantic-Web-Anwendungen
Die Lerninhalte werden in Übungen vertieft, die sowohl die theoretischen Grundlagen abdecken, als auch den Umgang mit gängigen Werkzeugen für das Semantic Web vermitteln.
Bonus-Übungen
Plan für die Präsentation der Bonusübungen:
Donnerstag, 7.2.: Bonusübung 1
- Haase und Hahn: Recipe Finder
- Lottmann und Reifschläger: Filme und Schauspieler
- Wienand, Klöckner, Langbein und Weiland: Personensteckbrief
- Puttkammer und Mohr: Cite Finder
- Holthausen und Zopf: Filme und Schauspieler
Dienstag, 12.2.: Bonusübung 1
- Wlotzka: Filme und Schauspieler
- David Kelm: Währungen
- Hiemenz und Lowin: Sports, Nationalities, and Movies
- Pauli und Theiß: Airport Finder
- Bähr, Keller und Schneider: Birthplace Finder
- Hasslinger: Filme und Schauspieler
Donnerstag, 14.2.: Bonusübung 2
- Wlotzka
- Kelm
- Lottmann und Reifschläger
- Haase und Hahn
- Wienand, Klöckner, Langbein und Weiland
- Bähr, Keller und Schneider
- Hasslinger
- Holthausen und Zopf
- Puttkammer und Mohr
Lehrbücher
Die Vorlesung folgt nicht komplett einem bestimmten Lehrbuch. Viele Inhalte sind jedoch von den folgenden Büchern abgedeckt:
- Hitzler et al. (2008): Semantic Web - Grundlagen. Springer-Verlag.
- Allemang und Hendler (2008): Semantic Web for the Working Ontologist. Verlag Morgan Kaufmann.
- Antoniou and van Harmelen (2004): A Semantic Web Primer. MIT Press.
Weitere Leseempfehlungen finden sich bei den einzelnen Teilen der Lehrveranstaltung (siehe unten).
Forum
Die Fachschaft hat ein Forum zur Veranstaltung bereitgestellt. In diesem können Fragen zu Vorlesung und Übungen diskutiert werden (aber selbstverständlich dürfen auch in der Vorlesung Fragen gestellt werden ;-))
Materialien
Folien, Übungsaufgaben und weitere Materialien werden auf dieser Seite jeweils vor den einzelnen Vorlesungen bereitgestellt (teilweise gibt es nach den Vorlesungen aktualisierte Versionen, die zusätzliches Material enthalten, das in der ersten Version aus didaktischen Gründen fehlt).
Da die Inhalte teilweise überarbeitet wurden, empfiehlt es sich, stets diese Materialien zu verwenden, anstatt auf Materialien aus den Vorjahren zurückzugreifen!
Teil 0: Organisatorisches und Überblick
Teil 1: Einführung
Zur vertiefenden Lektüre:
- Artikel von Berners-Lee et al. im Scientific American
- Kurzer, humorvoller Text zu der Frage, warum der Verbrauch eines Autos eine Fläche ist
Teil 2: RDF
Übungsaufgaben: Lösungsvorschlag:
Zur vertiefenden Lektüre:
- RDF Primer des W3C
- Artikel über Varianten zur Speicherung von RDF-Daten
- Artikel über die Nutzung von Hashes zur Speicherung von RDF-Daten
- RDFa Primer des W3C
Teil 3: RDF Schema
Weitere Informationen:
Teil 4: Linked Open Data
Zur vertiefenden Lektüre:- Linked Data - Design Issues von Tim Berners-Lee
- Artikel "Linked Data - the Story so Far" von Bizer et al.
- Artikel zu DBPedia von Bizer et al.
- Artikel zu Cyc von Douglas B. Lenat
(ACM - kostenloser Download aus dem TU-Netz möglich)
Zum Ausprobieren:
- Disco Hyperdata Browser
- Marbles Linked Data Browser
- RelFinder Interface zu Linked Open Data
- Aemoo Semantic Web Browser
Weitere Informationen:
- Das LOD-Diagramm mit Links zu allen Datensets
- Statistiken über die LOD-Cloud
Teil 5: SPARQL
Weitere Informationen:
Zum Ausprobieren:
- SPARQL Validator
- SPARQL-Endpoint von DBPedia
- iSPARQL - visuelles SPARQL-Interface
- gFacet - visuelles Abfrage-Interface für Linked Open Data
- DERI Pipes - Daten-Mash-Up-Werkzeug mit RDF-Untersützung
Teil 6: Programmierung des Semantic Web
Zur vertiefenden Lektüre:
- Puleston et al.: Integrating Object-Oriented and Ontological Representations: A Case Study in Java and OWL
- Völkel: RDFReactor – From Ontologies to Programmatic Data Access
- Quasthoff & Meinel: Design Pattern for Object Triple Mapping (Link funktioniert nur im TUD-Netz)
- Paulheim et al.: Mapping Pragmatic Class Models to Reference Ontologies
Zum Ausprobieren:
Weitere Informationen:
- Übersicht von Programmierframeworks für RDF
- Tutorial für SPARQL und Jena
Teil 7: OWL
Autohaus-Ontologie: Logikrätsel-Ontologie:
Zur vertiefenden Lektüre:
Zum Ausprobieren:
Teil 8: Reasoning
Folien: Beispiel-Ontologie Sudoku:
Zur vertiefenden Lektüre:
- Reasoning mit dem Tableau-Verfahren wird sehr gut verständlich im Buch von Hitzler et al. erklärt (s.o.).
- Krötzsch et al.: A Description Logic Primer
Zum Weiterlesen:
Teil 9: Ontology Matching
- Shvaiko und Euzenat: A Survey of Schema-based Matching Approaches
- Shvaiko und Euzenat: Ten Challenges for Ontology Matching
Weitere Informationen
- Ontology Matching - Web-Portal mit Links zu Publikationen, Tools u.v.m.
Teil 10: Top-Level-Ontologien
Zur vertiefenden Lektüre:
- Masolo et al.: WonderWeb Deliverable D18 - Ontology Library
- Oberle et al.: DOLCE ergo SUMO
- Terziev et al.: Base upper-level ontology (BULO) Guidance
Zum Ausprobieren:
Teil 11: Ontology Engineering
Zur vertiefenden Lektüre:
- Grüninger und Fox: Methodology for the Design and Evaluation of Ontologies
- Uschold und King: Towards a Methodology for Building Ontologies
- Fernández u.a.: METHONTOLOGY: From Ontological Art Towards Ontological Engineering
- Guarino und Welty: An Overview of OntoClean
- Kapitel 12 im Buch von Allemang und Hendler (s.o.)
- Gangemi und Presutti: Ontology Design Patterns
- Liste von Ontology Design Patterns
Teil 12: Ontology Learning
Folien: Protokoll des Apriori-Experiments: Übung: Lösungsvorschlag:
Zur vertiefenden Lektüre:
- Cimiano et al.: Ontology Learning
- Völker und Niepert: Statistical Schema Induction
- Agrawal und Srikant: Fast Algorithms for Mining Association Rules
- Charniak: Statistical techniques for natural language parsing
Teil 13: Regeln im Semantic Web
Zur vertiefenden Lektüre:
- SWRL-Spezifikation des W3C
- RIF-Spezifikationen des W3C
- Jena Rules
Zum Ausprobieren:
Teil 14: Sprachen abseits der W3C-Standards
Zur vertiefenden Lektüre:
- Cardoso: The Semantic Web Vision - Where are We?
- Common Logic Homepage
- Angele et al.: Ontologies in F-Logic
- Schnurr & Angele: Do Not Use This Gear with a Switching Lever! Automotive Industry Experience with Semantic Guides
Zum Ausprobieren:
OntoStudio (kostenlose Testversion für drei Monate)