184.729 Semantic Web Technologies
Diese Lehrveranstaltung ist in allen zugeordneten Curricula Teil der STEOP.
Diese Lehrveranstaltung ist in mindestens einem zugeordneten Curriculum Teil der STEOP.

2020S, VU, 2.0h, 3.0EC, wird geblockt abgehalten

Merkmale

  • Semesterwochenstunden: 2.0
  • ECTS: 3.0
  • Typ: VU Vorlesung mit Übung

Lernergebnisse

Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage...

(1) ...Domänenspezifikationen in RDF-S, SHACL und in den OWL-Profilen zu schreiben.  

(2) ... zu einer gegebenen Spezifikation und eines Datengraphen, einen geeigneten Validierungs-Algorithmus auszuwählen, und einen vorhandenen Engine für die Aufgabe zu nennen. Für kleine Beispiele, können die Studierenden  die Validierung manuell auf Papier durchführen.  

(3) ...die Semantik von closed-world Formalismen wie SHACL, mit open-world Formalismen wie OWL zu vergleichen. Die Studierenden können auch erklären, welche Konsequenzen sich aus diesen unterschiedlichen semantischen Annahmen ergeben.  

(4) ...einen Algorithmus zur Auswertung einer gegebenen SPARQL-Abfrage (in einem wohlgeformten monotonen SPARQL-Fragment) über einen Wissensgraph zu erklären. 

 (5) ...wenn ein inkonsistenter Wissensgraph vorliegt, seine Reparaturen zu beschreiben, und die Antworten auf eine gegebene Frage zu berechnen, wobei die Standardvariationen der Reparatursemantik berücksichtigt werden.    

(6) ...angesichts der Beschreibung einer Domäne und möglicherweise heterogener, unvollständiger Datenquellen, eine OBDA-Spezifikation für diese Domäne zu schreiben.    

(7) ...anhand einer Anfrage und einer OBDA-Spezifikation, zu erklären wie die Antworten über die dargestellten virtuellen Wissensgraphen berechnet werden können.


Inhalt der Lehrveranstaltung

Der Kurs untersucht verschiedene semantische Technologien und die Art und Weise, wie sie für die Integration und den Zugriff auf Daten verwendet werden können, insbesondere auf Daten, die mit herkömmlichen Techniken nicht einfach zu handhaben sind, weil sie unvollständig, inkonsistent oder heterogen sind, und ihre Integration teuer sein kann.

Wir werden Spezifikationssprachen wie RDF-S, SHACL und die OWL-Profile sowie die SPARQL-Abfragesprache untersuchen. Diese Formalismen werden im Detail untersucht, wobei ihre abstrakte Syntax, ihre semantischen Annahmen und ihre Kernalgorithmen zur Validierung und Abfrageauswertung verglichen werden. Wir werden sehen, wie RDF-S, SHACL und OWL zur Validierung von Graphen-Daten und zur Erstellung nützlicher Wissensgraphen aus möglicherweise unvollständigen und heterogenen Daten verwendet werden können. Wir werden untersuchen, wie diese Graphen in (Fragmenten von) der SPARQL-Abfragesprache abgefragt werden können, einige der algorithmischen und rechnerischen Herausforderungen, die sich aus der Wahl unterschiedlicher Formalismen ergeben, und Lösungen für die Abfrage sowohl virtueller als auch inkonsistenter Wissensgraphen.

 

Detaillierter Inhalt:

(1) Spezifikationssprachen für halbstrukturierte Daten von Graphen: RDF-S, SHACL, OWL-Profile

- Abstrakte Syntax der Formalismen

- Semantik, mit Schwerpunkt auf Annahmen über Daten(un)vollständigkeit

 

(2) Validierung und Inferenz in Wissensgraphen

- Validierungs- und Inferenzaufgaben

- Algorithmen zur Validierung und Schlussfolgerung

- Erkennen und Reparieren von Inkonsistenzen in Daten

- Die rechnerischen Kosten der Validierung und Inferenz in den verschiedenen Formalismen

 

(3) Abfrage von Wissensgraphen

- Grundlagen von SPARQL und Fragmente

- Auswertung von Abfragen in Diagrammen mit Wissen und Schlussfolgerungen

 

(4) Abfragen von inkonsistenten Wissensgraphen

- Reparaturen, inkonsistenztolerante Abfragesemantik

- Algorithmen und Komplexität

 

(5) Ontologie-basierte Datenintegration und -zugriff

- Das OBDA-Paradigma und virtuelle Wissensgrafiken

- Neuschreiben von Abfragen

- Die OBDA-Pipeline Übersetzt mit www.DeepL.com/Translator (kostenlose Version)

- The OBDA pipeline

Methoden

Die Inhalte werden mündlich mit Unterstützung von Tafel und Folien vorgetragen.

Kursarbeiten und Übungen werden angeboten.

Prüfungsmodus

Schriftlich

Weitere Informationen

ECTS breakdown: 3 ECTS = 75 Stunden

Vorlesungen: 20 Stunden
Übungen und Selbstlernen: 53 Stunden
Prüfung: 2 Stunden

 

Vortragende

Institut

Leistungsnachweis

Am Ende des Semesters wird es eine schriftliche Prüfung geben.  

LVA-Anmeldung

Von Bis Abmeldung bis
11.02.2020 14:00 18.03.2020 23:59 06.05.2020 23:00

Anmeldemodalitäten:

Anmeldung erforderlich. 

Curricula

Literatur

Es wird kein Skriptum zur Lehrveranstaltung angeboten.

Vorausgehende Lehrveranstaltungen

Weitere Informationen

  • Anwesenheitspflicht!

Sprache

Englisch