Fragenkatalog 1. Semantic Web Flashcards
Was sind Probleme des klassischen Webs, die zur Entwicklung des Semantic Webs geführt haben?
- Verständnisproblem der Maschinen
- Finden von Informationen
- Datensilos
- Suche von Homonymen problematisch
- Maschinen es vereinfachen Sachverhalte zu “verstehen”
- Informationsverlust wenn nur Daten vorliegen ohne Kontext
= für Menschen vs. für Maschinen
Was sind Vorteile des Semantic Webs?
- Kontextsuche
- bessere Beschreibung/Einordnung von Resourcen
Was ist unter der Open World Assumption zu verstehen?
- Reasoner sagt: nicht Definiertes KANN existieren
- Undefiniertes Wissen ist unbekannt
Was ist unter der Non Unique Name Assumption zu verstehen?
- Mehrere Bezeichner können die selbe Resource referenzieren
- Keine eindeutigen Namen
Beschreiben Sie kurz in eigenen Worten den Unterschied zwischen Syntax und Semantik?
Syntax:
- Grammatik/Rechtschreibung von Code
Semantik:
- Definiert Bedeutung von Begriffen
- Aussage/Bedeutung von Code
Was ist RDF?
- Beschreibung beliebiger Daten durch gerichteten Graph über Triple
- Resource Description Framework
- Subjekt-Prädikat-Objekt
- Beschriebungssprache von Resourcen
Skizzieren Sie einen einfachen RDF‐Graphen, der Ressourcen und Literale enthält.
Ellipse (Ressource) - Pfeil (Beziehung / Prädikat) - Rechteck (Literale)
Was ist in RDF bei der Definition der Sprache bzw. von Datentypen bei Literalen zu beachten?
- Beides geht nicht zugleich!
- Objekt ODER Datentyp
- Namespaces
Welche Notationen existieren für RDF? Schreiben Sie ein einfach Beispiel für den Turtel-Syntax auf.
RDF/XML
N-Triple
Turtle: ex:Gebäude ex:hatFenster ex:30
Was bedeutet das Komma in der Turtle Syntax?
Mehrere Objekte mit dem selben Subjekt und Predikat werden aufgelistet
Was/wofür sind Blank Nodes in RDF?
Leere Knoten
Für Listen, mehrwertige Prädikate
Was versteht man unter Ontologie in der Informatik?
- Formalisierte Beschreibung einer Domäne
- Gemeinsam genutztes Vokabular
- Logische Theorie
- Semantik definiert nur die Beobachtung von Begriffen
Was sind Eigenschaften von Ontologien? Welche Trade-Off gibt es bei deren Spezifikation?
- Explizit: keine versteckten Bedeutungen
- Formal: z.B. über Logik Sprachne
- Geteilt
- Partiell: keine komplette “Welt Idelogie”
Was ist RDFS?
Resource Description Framework + Schema
Dient zum Strukturieren von RDF mit einfachen Elementen.
Nennen sie Beispiele für RDFS
ex: Country rdfs:Class
ex: EuropeanCountry rdfs:subClass exCountry
ex: verlegtBei rdf:type rdf:Property
Erläutern sie beispielhafte Eigenschaften von Klassen in RDFS
- Menge/Gruppe von Ressourcen
- hierarchisch
- URI als Klassenbezeichner
Erläutern sie beispielhafte Eigenschaften von Properties in RDFS
- Beschreibung von beziehungen zwischen echten Resourcen
- Einschränkbar durch rdfs:domain Definitonsbereich, rdfs:range wertebereich
Zeigen Sie an einer minimalen RDFS-Ontologie und einer RDF-Instanz, was man bzw. eine Maschine schließen kann.
ex: Country a rdf:Class
ex: City a rdf:Class
ex: capitalOf rdfs:domain ex:City
ex: capitalOf rdfs:range ex:Country
ex: Madrid ex:capitalOf ex:Spain
Was ist OWL und warum wurde es neben RDFS spezifiert?
RDFS ist nicht mächtig genug
- Kardinalitäten
- verschachtelte Beziehungen
- Disjunkte Klassen
- Funktionale Properties
Nennen sie Eigenschaften von Klassen in OWL
Transitivität
Vererbbarkeit
Hierarchisch
Welche Arten von Properties unterscheidet man in OWL
Object Properties, Data Properties, funktionale Properties
Welche Möglichkeiten der Restriktion gibt es bei der Definition von Vokabularen in OWL?
Kardinalität: owl:minCardinality, owl:maxCardinality, owl:cardinality, owl:oneOf
Werte: owl:allValuesFrom, owl:someValuesFrom
nicht kombinierbar
Nennen sie Neuerungen durch OWL2
- Individuen ohne Klassenzugehörigkeit definieren
- Mehr Ausdrucksstärke durch neue Axiome: owl:PropertyChainAxiom, z.B. :grandParentOf, :parentOf
- Überarbeitung der Sprachvarianten
- Rollen nun auch asymmetrisch, reflexiv und irreflexiv
- Kardianlität und Werterestriktion Kombinierbar
Die W3C-Spezifikation von SPARQL (2008) besteht aus 3 Teilen, welche sind es und was ist deren grober Inhalt?
- Query Language for RDF
- Protocol for RDF
- Query Results XML Format
SRARQL: Wie definiert man Variablen?
?var oder $var
SPARQL: Wie definiert man Literale?
“true”^^xsd:boolean
SPARQL: Wie definiert man Kommentare?
Kommentar
SPARQL: Geben sie ein Beispiel Tripel zur suche mit einer Variable an
SELECT ?a WHERE {?a a ex:DeineMutter}
SPARQL: Wie kann man RDF:Type in Anfrage abkürzen?
object a ex:class
Nennen sie alle obligatorischen und 3 optionale Bestandteile einer SPARQL Query
obligatorisch:
- Queryformat Ergebniss
- Abfrage Pattern
optional:
- Definition von Präfixen
- Definiton der Datenquelle
- Modifzierung der Anfrage
SPARQL: Welche 4 Anfrage existieren?
- SELECT: Struktur geht verloren
- CONSTRUCT: Erhält Graphstruktur
- ASK: Prüft nur ob Ergebnisse vorliegen
- DESCRIBE: Liefert RDF Strukturinformationen
SPARQL: Warum sollte DESCRIBE nicht eingesetzt werden?
Rückgabe ist bzgl. Inhalt und Format Anwendungsabhängig
Nennen sie drei wichtige Möglichkeiten einen RDF Graphen mit SPARQL zu traversieren und deren Verknüpfung
Konjunktion, Disjunktion, Negation
Verknüfungn mit . : A . B
Warum ist OPTIONAL ein wichtiges SPARQL Kontstrukt
wie Left Outer Join
nötig bei unvollständigen Daten
Welche Filtermöglichkeiten gibt es bei SPARQL?
- Arithmetische Operationen
- Vergleichsoperationen
- Logische Operationen
- Extension Functions
SPARQL: Wie kann ich eine SELECT Anfrage modifizieren damit ich nur das 2. und 3. Ergebniss erhalte
OFFSET
Wichtige Neurungen in SPARQL 1.1?
Einfügen von Daten mit SPARQL Update
Aggregatoren
Abkürzung von Graphmustern (Property Pfade)
Was ist die Basis für RDFS Reasoning?
Interpretation
Logisches Schließen
Deduktion
Geben sie ein einfaches Beispiel für RDFS Reasoning an
:Employee a rdfs:Class . :Room a rdfs:Class . :hasOffice a rdf:Property . :worksIn rdfs:subProperty :hasOffice . :hasOffice rdfs:domain :Employee . :hasOffice rdfs:range :Room . :Tim :worksIn :D0815 . => :Tim :hasOffice : D0815
Was versteht man unter Forward und Backward Chaining?
Forward Chaining: Ausgehend von Fakten alle Regeln durchlaufen bis nicht mehr da ist oder gezeit werden könnte (Data Driven)
Backward Chaining: Ausgehend vom Ziel alle Regeln durchlaufen bis keine Regeln mehr übrig sind oder Ziel gezeigt wurde (Goal Driven)
Forward Chaining bei häufigem Zugriff auf Daten und statische Daten, Backward Chaining bei dynamischen Daten
Wie Unterscheiden sich Reasoning bei RDFS und OWL?
RDFS: Naives Forward / Backward Chaining
OWL: Resolution (Wiederspruchsfreiheit)
Das Apache Jena Framework ermöglicht das Reasoning von semantischen Daten. Was ist speziell unter dem Generic Rules Reasoning zu verstehen? Geben Sie ein Beispiel an.
Eigene Inferenzregeln schreiben
Forward, Backward & Hybrid Chaining
[diligent: (?s rdf:type ex:Student) -> [diligent: (?s rdf:type ex:DiligentStudent)
Warum benötigt man ein Vorgehensmodell für die Ontologieentwicklung?
Strukturierter Prozess sorgt für:
- bessere Ergebnisse
- Mittelweg zwischen Komplexität und Nutzen
Beschreiben sie das Vorgehen bei der Entwicklung einer Ontologie mit Fokus auf die Klassen nach Bergmann.
Lightweit + Domain Oriented
Contextual
Kohärent
Inkrementell
ReUse
Seperation of ABox und TBox
Warum braucht man Designpatterns bei der Ontologientwcklung? Beispiele?
Lösen von Problemen die Immer wieder auftreten
- Presentation Patterns
- Content Patterns
- Logical Patterns
Geben sie ein Beispiel für das Presentation Pattern an
Verbesserung der Usabilty aus Nutzersicht durch:
- Nutzung von CamelCase
- Einheitliche Prä/Suffixe
- Klassen beginnen mit Großbuchstaben
Was sind Anti Patterns? Beispiel?
Wiederkehrende Designentscheidungen mit mehr Nach als Vorteilen
Klassenwildwuchs bei einer Ontologie
Lösung: Subklassenbeziehungen müssen sinnvoll sein, Jede Klasse muss midnestes 2 Instanzen haben
Was sind Gründe für den Einsatz von Semantic Web Tools und Frameworks?
weniger fehleranfällig
komfortabel
Was gibt es für Werkzeuge für die Entwicklung von Ontologien
TopBraid: Gut erweiterbar, kompliziert
Proege: Open Source, gut erweiterbar, instabil
Welche Serialisierungsformate unterstützt Java standardmäßig biem Lesen und Schreiben von RDF
XML
N3
N-Triples
Turtle
Welche Möglichkeiten exisitieren zur Suche in Modellen mit Jena?
SPARQL
ARQ (intern)
über Properties von Resourcen
über Liste von Tripeln durch Simpleselector
