Semantic Web

Was ist das Semantic Web?

Das Semantic Web versucht, eine standardisierte Art und Weise zu bieten, wie Daten im Internet beschrieben und verknüpft werden können. Ziel ist es, eine verbesserte Interoperabilität zwischen verschiedenen Systemen und Silo-basierten Datenbanken zu erreichen. Dazu verwendet das Semantic Web Techniken wie Ontologien und RDF (Resource Description Framework).Im Kern steht die Idee, dass Daten mit Metadaten angereichert werden, also Daten über Daten, die deren Kontext und Bedeutung beschreiben. Dies ermöglicht es Maschinen, Beziehungen zwischen verschiedenen Datensätzen besser zu verstehen und zu verarbeiten.

Anwendungsbereiche des Semantic Web

Das Semantic Web hat viele potenzielle Anwendungsbereiche:

• Suchmaschinenoptimierung: Durch die Verwendung von semantischen Daten können Suchmaschinen relevantere und genauere Informationen liefern.
• Wissenschaftliche Daten: Große Datenmengen aus verschiedenen Forschungsfeldern können effizienter kombiniert und analysiert werden.
• E-Commerce: Produkte können mit standardisierten Informationen versehen werden, die eine bessere Personalisierung und Empfehlung ermöglichen.
• Soziale Netzwerke: Beziehungen und Interessen der Nutzer können besser abgebildet werden, um personalisierte Inhalte zu liefern.

SELECT ?name WHERE {  ?person rdf:type foaf:Person .  ?person foaf:name ?name .}

Definition Semantic Web

Das Semantic Web ist eine visionäre Erweiterung des World Wide Web. Es zielt darauf ab, Daten so zu strukturieren, dass sie nicht nur von Menschen, sondern auch von Maschinen verstanden werden können. Damit soll das Web intelligentere Such- und Verarbeitungsprozesse ermöglichen.Anders als das herkömmliche Web, das Informationen hauptsächlich für den menschlichen Konsum darstellt, verwendet das Semantic Web Metadaten und standardisierte Datenformate, um Daten mit Bedeutung zu versehen und Verbindungen zwischen Daten herzustellen.

SELECT ?city WHERE {  ?place rdf:type schema:City .  ?place schema:name ?city .}

Semantic Web Technologien

Das Semantic Web zielt darauf ab, Daten semantisch zu strukturieren und Maschinen ein besseres Verständnis der im Internet vorhandenen Informationen zu ermöglichen. Im Folgenden werden einige der Kerntechnologien genauer betrachtet.

Semantische Web - RDF und SPARQL

Das Resource Description Framework (RDF) ist eine grundlegende Technologie für das Semantic Web. RDF ermöglicht es, Daten in Form von sogenannten Tripletts (Subjekt-Prädikat-Objekt) darzustellen, die eine flexible und ausdrucksstarke Datenstruktur bieten.

• RDF Syntaxen: RDF kann in verschiedenen Syntaxen ausgedrückt werden, beispielsweise RDF/XML, Turtle und JSON-LD.
• Beziehung zu anderen Datenmodellen: RDF erlaubt die Integration und Verknüpfung verschiedener Datenquellen über ein gemeinsames Modell.

SELECT ?book ?author WHERE {  ?book dc:creator ?author .}

SELECT ?film WHERE {  ?film rdf:type schema:Movie .  ?film schema:director :Christopher_Nolan .}

Ontologien im Semantic Web

Im Semantic Web spielen Ontologien eine zentrale Rolle, da sie das Wissen in einem bestimmten Bereich durch ein organisiertes Strukturieren von Konzepten und deren Beziehungen darstellen.Ontologien ermöglichen es:

• Gemeinsames Vokabular: Sie definieren eine gemeinsame Sprache für einen spezifischen Bereich und bieten Standards für den Datenaustausch.
• Datenintegration: Daten aus verschiedenen Quellen können kombiniert werden, da alle auf gemeinsame Konzepte und Beziehungen verweisen.
• Wissensdarstellung: Sie bieten eine Form spezialisierter Wissensdarstellung, mit der Maschinen Beziehungen und Bedeutungen verstehen können.

ontology(Movie) {  Class: director  Class: film  ObjectProperty: directedBy  Domain: film  Range: director}

Semantic Web Erlaeuterung

Das Semantic Web bezeichnet eine ergänzende Ebene des World Wide Web, die das Ziel hat, Daten maschinenlesbar zu machen. Dabei werden Informationen so strukturiert, dass Maschinen sie analysieren und verarbeiten können, wodurch effektive und intelligente Suchergebnisse möglich werden.

Mithilfe semantischer Methoden und Technologien ermöglicht es das Semantic Web, Daten zu verknüpfen und in Beziehung zu setzen. Dazu werden Techniken wie RDF (Resource Description Framework) genutzt, die Informationen in Subjekt-Prädikat-Objekt-Form darstellen. Ein weiteres wichtiges Werkzeug ist SPARQL, die Abfragesprache für RDF-Daten.

Die Nutzung von Ontologien spielt eine entscheidende Rolle im Semantic Web, da sie es ermöglichen, Wissen durch das Strukturieren von Konzepten und deren Beziehungen zu organisieren. Diese Ontologien definieren und standardisieren die Sprache in einem spezifischen Bereich.

ontology(Movie) {  Class: director  Class: film  ObjectProperty: directedBy  Domain: film  Range: director}

Semantic Web Beispiel

Ein konkretes Beispiel für die Anwendung des Semantic Web zeigt sich in der verbesserten Datenverarbeitung und Strukturierung, die es ermöglicht. Durch die Nutzung von Technologien wie RDF und SPARQL können Informationen effizienter abgefragt und miteinander verknüpft werden.Betrachten wir, wie ein Onlinedienst für Buchdaten durch die Implementierung semantischer Technologien optimiert werden kann.

SELECT ?title ?author WHERE {  ?book rdf:type schema:Book .  ?book schema:title ?title .  ?book schema:author ?author .}

ontology(HealthRecord) {  Class: Patient  Class: Diagnosis  Class: Treatment  ObjectProperty: hasDiagnosis  ObjectProperty: hasTreatment  Domain: Patient  Range: Diagnosis}