Semantic Web
Die Vorlesung "Semantic Web" wird erstmals im Wintersemester 2011/12 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 |
01.11. |
Donnerstag | 08:55-10:35 | S202/C110 | 20.10. |
Start der Vorlesung ist am 20.10.
Die Nachholklausur im Sommersemester findet am Mittwoch, den 18.7., von 12-14 Uhr in S202/C205 statt. Studierende in Diplomstudiengängen melden sich bitte per Mail an Gabriele Ploch an; alle anderen online im TUCaN-System. Die Anmeldung ist bis 30.06. möglich.
Die Ergebnisse der Klausur hängen am schwarzen Brett des Fachgebietes aus (zwischen D204 und D205). Die Klausureinsicht findet am 10.04. von 14:25-16:05 in E102 statt.
Wichtige Informationen zu den Bonus-Übungen: Die Präsentationen Ihrer Lösungen werden an zwei Tagen stattfinden: Do, 2.2. (Aufgabe 1) und Di, 7.2. (Aufgabe 2). Bitte bereiten Sie zu diesen Terminen kurze Präsentationen (ca. 10 Minuten pro Aufgabe inklusive Zeit für Fragen und Laptop anschließen) zu Ihren Lösungen vor. Was haben Sie gemacht und wie? Welche Probleme haben Sie festgestellt? Was hätte man im Nachhinein (oder mit mehr Zeit) besser machen können? Gern können Sie Ihre Lösungen auch live vorführen (inbesondere bei Aufgabe 1 interessant).
Reihenfolge der Präsentationen der Aufgabe 1 am 2.2.:
- Roskosch/Zilke: Länder & Städte
- Felka/Plöchl:Drehorte & Währungen
- Hertling/Nolle/Schröder/Seeliger: Musiksammlung
- Gebhardt/Scholz: Filmdatenbank
- Colomer/Masaitis: Quiz
- Kasten: Thesaurus
- Weiland/Post/Fischer/Müller: Semantic Obfuscator
- Ackermann: Unsupervised Learning
- Kulas: Yones
Wörterbuch verwenden (es wird auch eine englische Übersetzung der Klausur geben). Weitere Hilfsmittel, insbesondere elektronische Geräte, sind nicht zugelassen.
Note for non German native speakers: There will be an English translation of the exam. You are also allowed to use a bi-lingual (German <-> your native language) dictionary.
Anmeldung zur Klausur: Studierende in Diplomstudiengängen melden sich bitte per Mail an Gabriele Ploch an; alle anderen online im TUCaN-System.
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
Die Übungen im Rahmen der Vorlesung dienen der persönlichen Nachbereitung, sie werden in den Übungsveranstaltungen besprochen, aber nicht bewertet. Es wird aber im Rahmen der Vorlesung zwei besonders gekennzeichnete Übungsaufgaben geben, zu denen Lösungen abgegeben werden können. Für kreative und interessante Lösungen können hier je bis zu fünf Bonuspunkte auf die (bestandene) Klausur erzielt werden. Gruppenabgaben (3-4 Personen) sind möglich und erwünscht.
Erste Bonusaufgabe: Beispiel-Eclipse-Projekt:
Zweite Bonusaufgabe: Beispiel-Eclipse-Projekt:
Beide Bonusaufgaben müssen bis zum 15.01. abgeben werden!
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 ;-))
Teil 0: Organisatorisches und Überblick
Teil 1: Einführung
Zur vertiefenden Lektüre:
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
Zum Ausprobieren:
- RDF Validator vom W3C
- RDF Validator von rdf:about
- RDF Gravity - Interaktive Visualisierung von RDF-Graphen
- Semantic Radar - Firefox-Plugin zur Anzeige von RDF-Daten
Teil 3: RDF Schema
Weitere Informationen:
Teil 4: Linked Open Data
Übungsaufgaben: Lösungsvorschlag:
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
Folien: Teil 1 , Teil 2 . Beispiel-Ontologie aus der Vorlesung: Beispiel-Ontologie Russelsches Paradoxon:
Übung: , Lösungsvorschlag: Beispiel-Ontologie Autohaus: Beispiel-Ontologie Logikrätsel:
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
Folien:
Zur vertiefenden Lektüre:
- 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:
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)
Gastvorträge
Katja Hose (MPII): Effiziente Anfragebearbeitung auf verteilten RDF-Datenquellen
Florian Probst (SAP Research): An Industry Perspective on Semantic Technologies