Shopping on the Semantic Web
Entwicklung eines E-Commerce Szenarios basierend auf Semantic Web Technologien
©2003
Diplomarbeit
113 Seiten
Zusammenfassung
Inhaltsangabe:Zusammenfassung:
Diese Diplomarbeit befasst sich mit dem Thema Semantic Web. Unter diesem Schlagwort werden seit jüngerer Vergangenheit eine Vielzahl von Konzepten und Technologien diskutiert, welche sich gemeinsam unter der Idee subsumieren lassen, die im Internet verfügbaren Informationen mit semantischen Auszeichnungen zu versehen. Als Folge wird von zahlreichen Autoren die Möglichkeit eines tief greifenden Wandels in der derzeitigen Informationsverarbeitung und -bereitstellung im Internet propagiert. In dieser Arbeit wird das Thema aus Sicht der Betriebswirtschaftslehre und der Wirtschaftsinformatik bearbeitet. Leitend für die vorliegende Arbeit ist die Frage, wie ein solcher Wandel konkret aussehen kann und welche Implikationen sich daraus für wirtschaftliche Abläufe im Internet ergeben können.
Die Antwort wird in Form eines in dieser Arbeit entwickelten Einssatzszenarios aus dem Bereich E-Commerce gegeben. Am Beispiel des Kaufs einer Reise im Internet wird gezeigt, wie die Vision des Semantic Web unter Zusammenspiel der Semantic Web Technologien realisiert werden kann. Für das Szenario wird dabei von unterschiedlichen real existierenden und virtuellen Akteuren ausgegangen, welche an unterschiedlichen Stellen innerhalb des Szenarios bestimmte Funktionen einnehmen und Daten untereinander austauschen. Das Szenario ist vereinfachend in wenige Phasen eingeteilt, welche dem Suchen einer Reise, dem Reservieren der gefundenen Reise, deren Buchung und der anschließenden Bezahlung per Kreditkarte entsprechen.
Die Konzeption dieses Einsatzszenarios basiert auf unterschiedlichen Technologien und technischen Modellen, welche zuvor in dieser Arbeit vorgestellt und im Kontext des Semantic Web diskutiert werden. Im Wesentlichen handelt es sich hierbei um die Konzepte URI, XML, RDF sowie die Technik der Ontologien und die Konzepte Logic, Proof und Trust. Ferner werden Softwareagenten und semantische Web Services als die im Semantic Web eingesetzten Softwareanwendungen vorgestellt.
Insgesamt wird in dieser Arbeit das Semantic Web als Vision dargestellt, zu deren tatsächlichen Realisierung es noch der Klärung zahlreicher offener Fragen bedarf. Das entwickelte Szenario soll zur Klärung dieser Fragen jedoch nicht beitragen, sondern lediglich aufzeigen, wie sich der derzeitige Forschungsstand unter Zuhilfenahme notwendiger Annahmen in einem pragmatischen Modell zusammenfassen […]
Diese Diplomarbeit befasst sich mit dem Thema Semantic Web. Unter diesem Schlagwort werden seit jüngerer Vergangenheit eine Vielzahl von Konzepten und Technologien diskutiert, welche sich gemeinsam unter der Idee subsumieren lassen, die im Internet verfügbaren Informationen mit semantischen Auszeichnungen zu versehen. Als Folge wird von zahlreichen Autoren die Möglichkeit eines tief greifenden Wandels in der derzeitigen Informationsverarbeitung und -bereitstellung im Internet propagiert. In dieser Arbeit wird das Thema aus Sicht der Betriebswirtschaftslehre und der Wirtschaftsinformatik bearbeitet. Leitend für die vorliegende Arbeit ist die Frage, wie ein solcher Wandel konkret aussehen kann und welche Implikationen sich daraus für wirtschaftliche Abläufe im Internet ergeben können.
Die Antwort wird in Form eines in dieser Arbeit entwickelten Einssatzszenarios aus dem Bereich E-Commerce gegeben. Am Beispiel des Kaufs einer Reise im Internet wird gezeigt, wie die Vision des Semantic Web unter Zusammenspiel der Semantic Web Technologien realisiert werden kann. Für das Szenario wird dabei von unterschiedlichen real existierenden und virtuellen Akteuren ausgegangen, welche an unterschiedlichen Stellen innerhalb des Szenarios bestimmte Funktionen einnehmen und Daten untereinander austauschen. Das Szenario ist vereinfachend in wenige Phasen eingeteilt, welche dem Suchen einer Reise, dem Reservieren der gefundenen Reise, deren Buchung und der anschließenden Bezahlung per Kreditkarte entsprechen.
Die Konzeption dieses Einsatzszenarios basiert auf unterschiedlichen Technologien und technischen Modellen, welche zuvor in dieser Arbeit vorgestellt und im Kontext des Semantic Web diskutiert werden. Im Wesentlichen handelt es sich hierbei um die Konzepte URI, XML, RDF sowie die Technik der Ontologien und die Konzepte Logic, Proof und Trust. Ferner werden Softwareagenten und semantische Web Services als die im Semantic Web eingesetzten Softwareanwendungen vorgestellt.
Insgesamt wird in dieser Arbeit das Semantic Web als Vision dargestellt, zu deren tatsächlichen Realisierung es noch der Klärung zahlreicher offener Fragen bedarf. Das entwickelte Szenario soll zur Klärung dieser Fragen jedoch nicht beitragen, sondern lediglich aufzeigen, wie sich der derzeitige Forschungsstand unter Zuhilfenahme notwendiger Annahmen in einem pragmatischen Modell zusammenfassen […]
Leseprobe
Inhaltsverzeichnis
ID 8017
Müller, Anne: Shopping on the Semantic Web
Entwicklung eines E-Commerce Szenarios basierend auf Semantic Web Technologien
Hamburg: Diplomica GmbH, 2004
Zugl.: Freie Universität Berlin, Diplomarbeit, 2003
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Diplomica GmbH
http://www.diplom.de, Hamburg 2004
Printed in Germany
Abstract
Abstract
Diese Diplomarbeit befasst sich mit dem Thema ,,Semantic Web". Unter diesem
Schlagwort werden seit jüngerer Vergangenheit eine Vielzahl von Konzepten und
Technologien diskutiert, welche sich gemeinsam unter der Idee subsumieren las-
sen, die im Internet verfügbaren Informationen mit semantischen Auszeichnungen
zu versehen. Als Folge wird von zahlreichen Autoren die Möglichkeit eines tief
greifenden Wandels in der derzeitigen Informationsverarbeitung und -
bereitstellung im Internet propagiert. In dieser Arbeit wird das Thema aus Sicht
der Betriebswirtschaftslehre und der Wirtschaftsinformatik bearbeitet. Leitend für
die vorliegende Arbeit ist die Frage, wie ein solcher Wandel konkret aussehen
kann und welche Implikationen sich daraus für wirtschaftliche Abläufe im Inter-
net ergeben können.
Die Antwort wird in Form eines in dieser Arbeit entwickelten Einssatzszenarios
aus dem Bereich E-Commerce gegeben. Am Beispiel des Kaufs einer Reise im
Internet wird gezeigt, wie die Vision des Semantic Web unter Zusammenspiel der
Semantic Web Technologien realisiert werden kann. Für das Szenario wird dabei
von unterschiedlichen real existierenden und virtuellen Akteuren ausgegangen,
welche an unterschiedlichen Stellen innerhalb des Szenarios bestimmte Funktio-
nen einnehmen und Daten untereinander austauschen. Das Szenario ist vereinfa-
chend in wenige Phasen eingeteilt, welche dem Suchen einer Reise, dem Reser-
vieren der gefundenen Reise, deren Buchung und der anschließenden Bezahlung
per Kreditkarte entsprechen.
Die Konzeption dieses Einsatzszenarios basiert auf unterschiedlichen Technolo-
gien und technischen Modellen, welche zuvor in dieser Arbeit vorgestellt und im
Kontext des Semantic Web diskutiert werden. Im Wesentlichen handelt es sich
hierbei um die Konzepte URI, XML, RDF sowie die Technik der Ontologien und
die Konzepte Logic, Proof und Trust. Ferner werden Softwareagenten und seman-
tische Web Services als die im Semantic Web eingesetzten Softwareanwendungen
vorgestellt.
Insgesamt wird in dieser Arbeit das Semantic Web als Vision dargestellt, zu deren
tatsächlichen Realisierung es noch der Klärung zahlreicher offener Fragen bedarf.
Das entwickelte Szenario soll zur Klärung dieser Fragen jedoch nicht beitragen,
sondern lediglich aufzeigen, wie sich der derzeitige Forschungsstand unter Zuhil-
fenahme notwendiger Annahmen in einem pragmatischen Modell zusammenfas-
sen lässt.
I
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis
Abstract
... I
Inhaltsverzeichnis
... II
Abkürzungsverzeichnis
... IV
Abbildungsverzeichnis
... V
Quellcodeverzeichnis
... VI
1. Einleitung
... 1
1.1.
Zielsetzung und Aufbau der Arbeit ... 1
1.2.
Das Semantic Web ... 3
2. Das WWW und die Vision des Semantic Web... 6
2.1.
Das Problem fehlender Semantik im WWW ... 6
2.2.
Ziel und Potentiale des Semantic Web... 9
3.
Die Technologien des Semantic Web
... 13
3.1.
Das Schichtenmodell des Semantic Web ... 13
3.1.1. Das Schichtenmodell im Überblick... 14
3.1.2. Uniform Resource Identifier globale Interoperabilität ... 16
3.1.3. Extensible Markup Language syntaktische Interoperabilität ... 18
3.1.4. Resource Description Framework semantische Interoperabilität.. 22
3.1.5. Ontologien ontologische Interoperabilität... 26
3.1.6. Logic logische Interoperabilität... 31
3.1.7. Proof und Trust Vertrauens Interoperabilität ... 34
3.2.
Agenten und semantische Web Services im Semantic Web ... 39
3.2.1. Softwareagenten mit semantischer Informationsbasis ... 39
3.2.2. Semantische Web Services... 43
4.
Reiseszenario im Überblick
... 47
4.1.
Übersicht über die Akteure... 47
4.2.
Reisender und persönlicher Agent... 49
4.3.
Reiseportal und Reiseservice Agent ... 53
4.4.
Hotel und Hotelservice ... 56
4.5.
Fluggesellschaft und Fluggesellschaftsservice... 58
4.6.
Kreditkartenunternehmen und Kreditkartenservice ... 60
II
Inhaltsverzeichnis
5.
Reiseszenario im Detail
... 63
5.1.
Phasendefinition und allgemeine Anmerkungen... 63
5.2.
Suche nach Reisebestandteilen... 66
5.2.1. Konkretisierung relevanter Reiseinformationen... 67
5.2.2. Lokalisierung relevanter Services und Agenten... 68
5.2.3. Evaluation der angebotenen Services... 71
5.2.4. Präsentation der Ergebnisse... 73
5.3.
Reservierung der Reisebestandteile... 75
5.3.1. Konkretisierung relevanter Reservierungsinformationen... 76
5.3.2. Reservierung der gewünschten Reisebestandteile... 77
5.3.3. Lokalisierung und Evaluation der Zahlungsmöglichkeiten... 79
5.3.4. Präsentation
der
Zahlungsmöglichkeiten ... 82
5.4.
Buchung und Bezahlung der Reisebestandteile ... 83
5.4.1. Erteilung des Buchungsauftrags ... 84
5.4.2. Endgültige Buchung der Reisebestandteile ... 86
5.4.3. Bezahlung der gebuchten Reisebestandteile ... 88
5.4.4. Präsentation
der
Buchung... 89
5.5.
Ergänzung der Gesamtdienstleistung ... 90
5.5.1. Suche nach zusätzlichen Informationen und Nachkaufbetreuung... 91
5.5.2. Aktualisierung der Informationen des persönlichen Agenten ... 93
5.5.3. Verwertung der Kontaktinformationen auf Anbieterseite... 95
6.
Fazit
... 97
Literaturverzeichnis
... 99
Eidesstattliche Erklärung
...VII
III
Abkürzungsverzeichnis
I
V
Abkürzungsverzeichnis
DAML
DARPA Agent Markup Language
DAML+OIL DARPA Agent Markup Language + Ontology Inference Layer
DAML S
DARPA Agent Markup Language Services
DTD
Document Type Definition
E-Commerce Electronic Commerce
FTP
File Transfer Protocol
HTML
Hypertext Markup Language
HTTP
Hypertext Transfer Protocol
KaoS
Knowledgeable Agent-oriented System
KPR
KaoS
policy
representation
N3
Notation
3
OIL
Ontology Inference Layer
OWL
Web Ontology Language
PIN
Persönliche
Identifikationsnummer
P3P
Platform for Privacy Preferences
PURL
Persistent Uniform Resource Locator
RDF
Resource Description Framework
RDF S
Resource Description Framework Schema
SGML
Standard Generalized Markup Language
TAN
Transaktionsnummer
URI
Uniform
Resource
Identifier
URL
Unified
Resource
Locator
URN
Unified Resource Name
W3C
World Wide Web Consortium
WWW
World Wide Web
XML
Extensible
Markup
Language
XML NS
Extensible Markup Language (Name Space)
XML S
XML Schema
Abbildungsverzeichnis
V
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 3.1: Schichtenmodell des Semantic Web ... 14
Abbildung 3.2: Beispiel für die Abbildung einer Aussage im RDF Datenmodell... 23
Abbildung 3.3: Ausschnitt aus dem ontologischen Modell einer Reise ... 28
Abbildung 3.4: Beispielhafte Oberfläche eines persönlichen Agenten ... 42
Abbildung 4.1: Akteure im Reiseszenario ... 48
Abbildung 4.2: Reisender und persönlicher Agent... 49
Abbildung 4.3: Reiseportal und Reiseservice Agent ... 53
Abbildung 4.4: Hotel und Hotelservice ... 56
Abbildung 4.5: Fluggesellschaft und Fluggesellschaftsservice ... 58
Abbildung 4.6: Kreditkartenunternehmen und Kreditkartenservice ... 60
Abbildung 5.1: Direkte Interaktionen der Softwareanwendungen im Reiseszenario ... 64
Abbildung 5.2: Suche nach Reisebestandteilen ... 66
Abbildung 5.3: Persönlicher Agent und Profile des Anwenders ... 67
Abbildung 5.4: Interaktion des persönlichen Agenten und des Reiseservice Agenten... 68
Abbildung 5.5: Evaluation der Angebote ... 72
Abbildung 5.6: Ergebniszusammenfassung... 73
Abbildung 5.7: Präsentation der Ergebnisse im Detail ... 74
Abbildung 5.8: Reservierung der Reisebestandteile und Evaluation der Zahlungsmodalitäten ... 75
Abbildung 5.9: Informationen für die Reservierung... 76
Abbildung 5.10: Reservierung der Reisebestandteile ... 77
Abbildung 5.11: Lokalisierung der Zahlungsmöglichkeiten ... 79
Abbildung 5.12: Präsentation der Ergebnisse und der Zahlungsmöglichkeiten ... 82
Abbildung 5.13: Buchung und Bezahlung der Reisebestandteile... 83
Abbildung 5.14: Buchungsauftrag für den persönlichen Agenten... 84
Abbildung 5.15: Buchung der Reisebestandteile... 86
Abbildung 5.16: Bezahlung der Reisebestandteile ... 88
Abbildung 5.17: Präsentation der Buchung ... 89
Abbildung 5.18: Ergänzende Teilleistungen ... 90
Abbildung 5.19: Suche nach weiteren Informationen und Nachkaufbetreuung ... 91
Abbildung 5.20: Aktualisierung der Informationen... 93
Abbildung 5.21: Verwertung der Informationen ... 95
Quellcodeverzeichnis
V
I
Quellcodeverzeichnis
Quellcode 3.1: Beschreibung eines Fluges mit zwei Elementen...19
Quellcode 3.2: Beschreibung eines Fluges mit vier Elementen...19
Quellcode 3.3: Definition von zwei Namensräumen für ein Dokument im Deklarationsbe-
reichs eines XML Dokuments...21
Quellcode 3.4: Serialisierung in RDF/XML...24
Quellcode 3.5: Beispiel für DAML+OIL...30
Quellcode 3.6: Beispiel für die Autorisierung persönlicher Daten...35
Quellcode 3.7: Beispiel für die Definition des Inputs eines Prozesses...36
Quellcode 3.8: Beispiel für Service Advertisement...45
Quellcode 4.1: Ausschnitt aus dem persönlichen Profil eines Reisenden in DAML+OIL...51
Quellcode 4.2: Ausschnitt aus der Beschreibung von Reiseklassen eines Fluges in DAML+OIL..52
Quellcode 4.3: Ausschnitt aus der Beschreibung eines Fortbewegungsmittels in DAML...55
Quellcode 4.4: Ausschnitt aus der Beschreibung eines Hotelzimmers in DAML...58
Quellcode 4.5: Ausschnitt aus der Beschreibung eines Flugbuchungsservice in DAML...60
Quellcode 4.6: Ausschnitt aus der Beschreibung einer Kreditkartentransaktion in DAML...61
Quellcode 4.7: Ausschnitt aus der Beschreibung einer Sicherheitspolitik in DAML...62
Quellcode 5.1: Modellierung eines Teilprozesses aus dem Suchprozess in DAML...70
Quellcode 5.2: Verfeinerung eines Eingabeparameters durch die Angabe des Datentyps
in DAML...70
Quellcode 5.3: Modellierung einer Vorbedingung für einen Prozess in DAML...71
Quellcode 5.4: Modellierung der Kreditkartenangaben in DAML...81
Quellcode 5.5: Modellierung eines Vertragsabschlusses...87
Quellcode 5.6: Speicherung der Kosten einzelner Reisebestandteile in DAML...95
Einleitung
1
1. Einleitung
Diese Diplomarbeit befasst sich mit dem noch jungen Themengebiet ,,Semantic
Web". Schon allein die Vielzahl der Veröffentlichungen in letzter Zeit zu diesem
Thema unterstreicht, dass das Semantic Web in Forschungskreisen sicherlich zu
den am heftigsten und durchaus auch kontrovers diskutierten Konzepten ge-
hört, die es derzeit auf dem Gebiet der Wirtschaftsinformatik gibt. Aber auch in
Publikumszeitschriften und anderen populärwissenschaftlichen Medien stößt das
Semantic Web auf wachsende Resonanz, in Teilbereichen kann sogar von Eupho-
rie gesprochen werden, ja selbst vom ,,Word Wide Web der nächsten Generati-
on"
1
ist die Rede. Obwohl demnach bereits von einer Art aufkommendem ,,Hype"
gesprochen werden kann, handelt es sich bei diesem Thema um ein noch sehr un-
überschaubares Gebiet, denn das Schlagwort Semantic Web ist inzwischen ein
Überbegriff für eine Vielzahl von Unterkonzepten und Technologien, die keines-
falls immer vollkommen kongruent zueinander sind.
Diese Arbeit versucht nun, sich diesem Themenkomplex dergestalt zu nähern, als
das anhand eines konkreten Beispiels in Form eines eigens für diese Arbeit entwi-
ckelten Szenarios das mögliche Zusammenspiel der beteiligten Technologien auf-
gezeigt wird. Ganz konkret handelt es sich um ein Einkaufsszenario im Internet,
welches beispielhaft anhand eines fiktiven Reisekaufs entwickelt wird.
Der nächste Abschnitt geht nun detaillierter auf Zielsetzung und Aufbau dieser
Arbeit ein, bevor anschließend einleitend das Semantic Web als zentrales Konzept
dieser Arbeit vorgestellt wird.
1.1. Zielsetzung und Aufbau der Arbeit
Wie bereits erwähnt, ist es die Aufgabe dieser Arbeit, das Semantic Web und die
diesem inhärenten Technologien vorzustellen und anhand eines Reiseszenarios zu
1
Vgl. [BosBr 99, S. 1]
Einleitung
2
veranschaulichen, welches in dieser Arbeit entwickelt wird.
2
Mit diesem Ziel,
verfolgt die Arbeit die nachstehende Vorgehensweise:
Die Arbeit besteht aus sechs Kapiteln. Nach diesem einleitenden Kapitel beschäf-
tigt sich das zweite Kapitel mit der Problematik fehlender semantischer Aus-
zeichnungen vorhandener Informationen im klassischen WWW.
3
Hieraus ergeben
sich spezifische Probleme bei der Suche nach einer bestimmten Information oder
einem bestimmten Produkt. Ferner greift dieses Kapitel die Vision des Semantic
Web auf und beschreibt die mit diesem Ansatz verfolgten Ziele und zeigt entspre-
chende Potentiale auf. Dieses Kapitel ist deswegen von Wichtigkeit für diese Ar-
beit, weil eben ein Großteil der Motivation für und das Interesse an dem entwi-
ckelten Szenario deutlich wird.
Das dritte Kapitel beschreibt die wichtigsten Technologien, welche die derzeitige
Grundlage des Semantic Web bilden. Ausgehend vom so genannten Schichten-
modell werden das Konzept des Uniform Resource Identifier (URI), die Exten-
sible Markup Language (XML), das Resource Description Framework (RDF), das
Konzept der Ontologien sowie die Konzepte ,,Logic", ,,Proof" und ,,Trust" vorge-
stellt. Ferner wird in die Thematik der Softwareagenten und der semantischen
Web Services eingeführt. Die Kenntnis dieser Technologien sind für das Ver-
ständnis der grundlegenden Zusammenhänge des Semantic Web unerlässlich.
Damit ergibt sich auch die Bedeutung für das beispielhafte Szenario dieser Arbeit,
ermöglichen diese Technologien doch im gemeinsamen Zusammenspiel, Informa-
tionen auch in einer Form vorzuhalten, die von Maschinen les- und verarbeitbar
sind und nicht nur von Menschen. Diese Technologien machen die Vision des
Semantic Web damit überhaupt erst greifbar.
Nachfolgend stehen die Entwicklung und Darstellung des eigentlichen Szenarios
im Zentrum der Betrachtung. Die zugehörigen Ausführungen erstrecken sich auf
das vierte und das fünfte Kapitel. Das vierte Kapitel stellt das Szenario insgesamt
dar. Insbesondere werden die Akteure des Reiseszenarios im Semantic Web vor-
gestellt. Unter dem Begriff ,,Akteure" werden dabei in natura existierende An-
2
Das Reiseszenario lehnt sich teils an ein vom W3C (
http://www.w3.org/TR/ws-arch-
scenarios/#tadd
) entworfenes Konstrukt an, wird jedoch um weitere Aspekte deutlich er-
weitert.
3
Mit dem Begriff des klassischen WWW ist das World Wide Web entsprechend dem bisherigen
Verständnis gemeint, also ohne semantische Auszeichnungen der angebotenen Informationen.
Einleitung
3
wender (z.B. der Reisende, das Hotel, die Fluggesellschaft, etc.) und virtuelle Ak-
teure (Agenten und semantische Web Services) zusammengefasst. Es wird ange-
nommen, dass die menschlichen Akteure durch die Agenten und die semantischen
Web Services im Semantic Web ,,vertreten" werden.
Das fünfte Kapitel geht bezüglich des Reiseszenarios weiter ins Detail. Aus der
Menge aller Aspekte, die sich grundsätzlich untersuchen ließen, werden dabei
diejenigen Gesichtspunkte der Interaktion eines fiktiven Reisenden mit einem
persönlichen Agenten, die Suche und Buchung eines geeigneten Hotels und eines
Fluges sowie der Prozess des Payments herausgegriffen. Deren Betrachtung soll
im Rahmen dieser Arbeit genügen und sich auf andere Beispiele analog anwenden
lassen. Da sich die ausgewählten Aspekte im Rahmen dieses Szenarios in einer
gewissen Reihenfolge anordnen lassen, werden diese in Phasen eingeteilt. In der
ersten Phase sucht der persönliche Agent im Semantic Web nach passenden Rei-
sebestandteilen, in der zweiten Phase nimmt er die Reservierung vor, um diese in
der dritten Phase zu buchen und mit der Kreditkarte zu bezahlen. In der vierten
Phase werden verschiedene Aktivitäten nach dem Kauf zusammengefasst (z.B.
Lernen von Agenten, Data Mining etc.).
Das sechste Kapitel schließt diese Arbeit ab. Es werden die wichtigsten Ergeb-
nisse dieser Arbeit zusammengefasst. Ferner werden ausgewählte Kritikpunkte
am Ansatz des Semantic Web diskutiert.
1.2. Das Semantic Web
Heute, im Zeitalter des World Wide Web (WWW), folgt der Entscheidung, eine
Reise zu buchen, vielfach eine manuelle Suche im WWW. Oft erfordert es Ge-
duld, Zeit und Wissen des Reisenden, bis ein passender Flug sowie ein passendes
Hotel tatsächlich gefunden werden. Es müssen die relevanten Reisedaten auf den
Webseiten der verschiedenen Anbieter wiederholt eingegeben werden. Kommt es
dann zu einer Entscheidung für einen bestimmten Flug und ein Hotel und sind die
entsprechenden Reisebestandteile noch verfügbar, ist von Anbieter zu Anbieter
ein unterschiedliches Procedere zu absolvieren und sind unterschiedliche Daten zu
übermitteln.
Einleitung
4
In der Zukunft, im Zeitalter des Semantic Web, könnte die beschriebene Szene
anders aussehen, da das Semantic Web die Zusammenarbeit zwischen Mensch
und Computer verändern soll. So genannte Softwareagenten übernehmen Aufga-
ben für den Menschen, wie das Suchen, das Reservieren und das Buchen eines
Fluges oder eines Hotels sowie die parallele Abwicklung sämtlicher zugehöriger
Aktivitäten. Anhand von persönlichen Daten, Präferenzen und Reisedaten bege-
ben sich diese Agenten im Semantic Web auf die Suche nach Reisebestandteilen,
die mit den Wünschen des Anwenders übereinstimmen. Nur an einigen erforderli-
chen Stellen halten diese Agenten ,,Rücksprache" mit ihren Anwendern. Diese
,,Agenten der Zukunft" haben diese Fähigkeiten, da mit dem Semantic Web ein
weltweites Netz geschaffen werden soll, welches neben der reinen datentechni-
schen Repräsentation auch die semantische Bedeutung von Informationen bein-
haltet. Während das traditionelle WWW Daten für den Menschen bereitstellt, bie-
tet das Semantic Web Daten für Softwareanwendungen, die von diesen gefiltert,
interpretiert und verarbeitet werden können. Die Agenten handeln weitestgehend
autonom, sind mit unterschiedlichen Funktionen ausgestattet und sind trotz ver-
schiedener Strukturen in der Lage, miteinander zu kommunizieren. Für die Erfül-
lung ihrer Aufgaben nehmen sie semantische Web Services in Anspruch und ge-
winnen ihre Informationen aus Ontologien, die ein thematisch zusammenhängen-
des Wissensgebiet in maschinenverständlichem Vokabular beschreiben. Durch
das Semantic Web, semantische Web Services und die Arbeit der Agenten ent-
steht eine Veränderung des Rollenverhaltens zwischen Mensch und Computer, die
Potentiale im Bereich des Electronic-Commerce (E-Commerce) eröffnet. In die-
sem Zukunftsszenario haben die fiktiven Anbieter diese Potentiale erkannt und
setzen semantische Technologien für die Vertretung ihrer Interessen im Semantic
Web ein.
Eine allgemein anerkannte Definition des Begriffs Semantic Web zu liefern stellt
eine Herausforderung dar. Am einfachsten kann man sich jedoch an die von Tim
Berners-Lee et al halten, die auch an zentraler Stelle vom World Wide Web Con-
sortium (W3C) publiziert
4
wird. In dieser Definition wird das Semantic Web
beschrieben als "...an extension of the current web in which information is given
4
http://www.w3.org/2001/sw/
Einleitung
5
well-defined meaning, better enabling computers and people to work in coopera-
tion".
5
Das bedeutet also:
· Das Semantic Web ist kein eigenständiges Netz, das neu aufgebaut werden
soll, sondern baut auf der Infrastruktur des WWW auf und erweitert diese
um zusätzliche Technologien.
· Informationen bekommen eine definierte Bedeutung. Das heißt, dass ein
Standard geschaffen werden soll, der es ermöglicht, einer Information eine
einzigartige Bedeutung zu geben.
· Das Semantic Web soll eine bessere Zusammenarbeit zwischen Mensch und
Computer ermöglichen. Das heißt, dass das Semantic Web durch eine ver-
besserte Infrastruktur Softwareanwendungen in die Lage versetzen soll, den
Menschen Aufgaben abnehmen zu können.
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass das Semantic Web eine technische
Lösung für Problemstellungen bei der weltweiten Interoperation von Computern
bieten soll. Dementsprechend wird in dieser Arbeit das Semantic Web als eine
mögliche Infrastruktur für die universelle Interoperabilität von Softwareanwen-
dungen verstanden. Diese hat als Zielsetzung, durch eine veränderte Aufgabenver-
teilung den Arbeitsaufwand und die Informationsüberladung des menschlichen
Anwenders vor allem im Bezug auf stupide, repetitive und einfache Aufgaben zu
verringern. Zu diesen Aufgaben, die der Anwender abgeben soll, gehören im
Rahmen des Einkaufs im WWW in erster Linie die Suche, die Evaluation, die
Abwicklung des Kaufs und die Integration der gewonnenen Informationen unter
Berücksichtigung der Bedeutung für den Benutzer.
6
Da durch das Szenario die
Möglichkeiten des Einsatzes von semantischen Technologien gezeigt werden sol-
len, nimmt diese Arbeit an, dass durch das Semantic Web, semantische Web Ser-
vices und die Arbeit der Softwareanwendungen eine Veränderung des Rollenver-
haltens zwischen Mensch und Computer entsteht, die Potentiale auch im Bereich
des Electronic-Commerce (E-Commerce) eröffnet.
5
[Berners-Lee et al 01]
6
Vgl. [Kum et al 02, S. 2]
Das WWW und die Vision des Semantic Web
6
2.
Das WWW und die Vision des Semantic Web
Bevor im dritten Kapitel auf die wichtigsten Technologien des Semantic Web
eingegangen wird, holt dieses Kapitel weiter aus und stellt zunächst grundsätzlich
klar, was unter dem Semantic Web zu verstehen ist und wie es aus den Defiziten
des derzeitigen WWW begründet werden kann. Die Funktion dieses Kapitels im
Rahmen des Gesamtkontextes dieser Arbeit, nämlich ein konkretes E-Commerce
Szenario im Semantic Web aufzubauen, liegt u. a. darin, die Begründung und Mo-
tivation für ein solches Szenario zu liefern. Es wird gezeigt, welche Probleme sich
aus dem heutigen WWW ergeben und wie der Lösungsansatz des Semantic Web
demzufolge aussieht.
Im folgenden Abschnitt 2.1. wird zunächst auf das Problem der fehlenden Seman-
tik im heutigen WWW eingegangen. Am deutlichsten tritt dieses Defizit durch
den Umstand hervor, dass die im heutigen WWW dargebotenen Informationen
nur sehr bedingt für die Verarbeitung durch Maschinen geeignet sind. In dem dar-
auf folgenden Abschnitt 2.2. werden dann, aufbauend auf der Vision des ,,WWW-
Erfinders" Tim Berners-Lee, nämlich mit dem Semantic Web eine neue Generati-
on der weltweiten Informationsvernetzung über das Internet zu verwirklichen, die
Ziele und Potenziale dieses Ansatzes vorgestellt.
2.1. Das Problem fehlender Semantik im WWW
Durch das WWW haben sich Geschwindigkeit und Umfang der elektronisch ver-
fügbaren und austauschbaren Daten stark erhöht.
7
Weltweit greifen mittlerweile
über 300 Millionen Nutzer auf mehr als 3 Millionen Dokumente zu.
8
Die Informa-
tionsspeicherung im WWW erfolgt dabei derzeit sehr heterogen: Informationen
ändern sich ständig, differieren in der Struktur, basieren auf unterschiedlichem
Vokabular, liegen in unterschiedlichen Formaten vor und unterscheiden sich nicht
zuletzt in Sprache und Herkunft.
7
Vgl. [Fensel et al 03, S. 27] und [Ding et al 03, S. 4f]
8
Vgl. [PetFens 02, S. 16]
Das WWW und die Vision des Semantic Web
7
Der Erfolg des derzeitigen WWW lässt sich neben der Einfachheit der Hypertext
Markup Language (HTML) mit dem leichten Zugang zu beliebigen Dokumenten
durch Angabe einer URL begründen. Ferner tragen das Konzept der Linksetzung
und die Verfügbarkeit von Suchmaschinen dazu bei. Durch HTML ist es für den
Anwender vergleichsweise leicht, beliebige Dokumente und Informationen im
WWW zu veröffentlichen und durch Links auf Informationen zu verweisen, die
auf unterschiedlichen Systemen abgelegt sein können.
9
Gerade weil sich das
WWW inzwischen fast allgegenwärtig und universell präsentiert, steigen jedoch
auch zunehmend die Anforderungen an die Verfügbarkeit von Informationen.
Dadurch werden natürlich auch konzeptionelle Schwächen des derzeitigen WWW
sichtbar.
10
Der Schwerpunkt von HTML liegt auf der Gestaltung von vernetzten Dokumen-
ten für den Menschen. Es ist schwierig, automatisch mittels Applikationen den
Inhalt aus HTML Dokumenten zu extrahieren und zu interpretieren.
11
Suchma-
schinen sind deshalb nicht in der Lage, inhaltlich zu differenzieren oder gar auf
logischer Ebene Schlüsse zu ziehen. Sie orientieren sich ausschließlich an rein
syntaktischen Mustern und so ist es ihnen lediglich möglich, bestimmte Zeichen-
folgen aufzufinden.
12
Synonyme und Polysemie stellen für Suchmaschinen zwei
besondere Problemfälle dar:
13
·
Bei der Suche nach einer Gaststätte mit dem Begriff ,,Gaststätte" werden
potentielle Fundstellen, die jedoch womöglich nur den Begriff ,,Restau-
rant" beinhalten, eben nicht gefunden (Synonyme).
·
Mit dem Begriff ,,Frankfurt" kann sowohl ,,Frankfurt am Main", aber auch
,,Frankfurt an der Oder" gemeint sein (Polysemie).
Sucht der Anwender im heutigen WWW etwas Bestimmtes, beinhaltet diese Su-
che oftmals einen zeitaufwändigen und womöglich auch kostspieligen Prozess,
der auch eine durchaus komplexe Evaluation nach sich ziehen kann. Die von einer
Suchmaschine präsentierten Ergebnisse sind meist nur nach technischen Kriterien
9
Vgl. [Heflin et al 03, S. 65]
10
Vgl. [Staab 01, S. 1]
11
Vgl. [Heflin et al 03, S. 65]
12
Vgl. [AngSchnu 01, S. 3]
13
Vgl. [Heflin et al 03, S. 62f]]
Das WWW und die Vision des Semantic Web
8
sortiert, vielfach sehr umfangreich und oft ohne Zusammenhang zur eigentlich
intendierten Suchabfrage des Benutzers.
14
Deshalb müssen die Resultate vom
Anwender manuell nach inhaltlich richtigen und tatsächlich intendierten Ergeb-
nissen durchsucht und interpretiert werden. Zusätzlich kann der Anwender sich
nicht darauf verlassen, dass alle relevanten Informationen bezüglich der Suchan-
frage gefunden wurden, da von Suchmaschinen nicht indizierte Informationen
nicht aufgefunden werden können. Hinzu kommt, dass sich das WWW in den
Bereichen als unzulänglich erweist, in denen es darum geht, die Informationen
von verschiedenen Seiten, die sich inhaltlich auf die gleiche Sache beziehen, mit
nativen Techniken zu kombinieren.
15
Vielmehr bedarf es spezifisch angepasster
Schnittstellen, wie beispielsweise einem Wrapper oder Mediator, um multiple
Informationsquellen zu integrieren.
Diese Probleme betreffenden das gesamte WWW und umfassen damit ebenfalls
den Bereich des E-Commerce. Beispielhaft lässt sich das an der Suche nach In-
formationen zu einem bestimmten Produkt zeigen. Obwohl Produktinformationen
vielfach in elektronischer Form vorliegen, zumeist sogar einfach zugänglich sind,
gestaltet sich die Produktsuche für den Konsumenten aufgrund der bereits ange-
sprochenen Probleme mitunter sehr langwierig. Zusätzlich wird der Produktver-
gleich durch heterogene Produktbeschreibungen von unterschiedlichen Anbietern
erschwert. Für die Anbieter bedeutet das Fehlen von Beschreibungs- und Klassifi-
kationsstandards, dass die Darstellung des eigenen Angebots an die technischen
und beschreibenden Standards des jeweiligen Marktplatzes erst manuell angepasst
werden muss.
16
Bereits existierende E-Commerce Standards, wie beispielsweise
,,Electronic Data Interchange for Administration, Commerce, and Transport" (E-
DIFACT) sind mitunter teuer, da nur Experten die Implementierung und die Pfle-
ge übernehmen können, und proprietär, da deren Standards in anderen Dokumen-
tenaustauschprozessen nicht integriert sind.
17
Die Dynamik des E-Commerce er-
fordert es jedoch, dass die verwendeten Standards flexibel sind, da sich die Pro-
dukte, die Dienstleistungen und die Art und Weise des kaufmännischen Handelns
laufend verändern. Nach Ding et al sollten zukünftige Applikationen und Schnitt-
14
Vgl. [KoiMil 01, S. 1]
15
Vgl. [Hendler 03, S. 1]
16
Vgl. [Berg et al 02, S. 379f]
17
Vgl. [Fens et al o.D., S. 35]
Das WWW und die Vision des Semantic Web
9
stellen vielmehr die permanente qualitative und quantitative Erweiterung des vir-
tuellen Angebots gewährleisten.
18
Speziell im Tourismusbereich, dem in dieser Arbeit aufgrund des gewählten Bei-
spiels besondere Aufmerksamkeit zukommt, treten die beschriebenen Unzuläng-
lichkeiten des traditionellen WWW besonders offen zu Tage. Viele ,,Online-
Buchungstools" erscheinen dem Anwender oftmals als zu kompliziert und kom-
plex, gewünschte Reisedaten müssen für Preisvergleiche in das Webinterface von
Reiseveranstaltern und Reiseportalen wiederholt eingegeben werden und die Su-
che bzw. Buchung führt nicht immer zum erwünschten Erfolg. Auf der Anbieter-
seite müssen zum Beispiel wegen der oben angesprochenen fehlenden universel-
len Schnittstellen die Fluggesellschaften häufig ihren Flugplan für jedes Medium
individuell anpassen.
2.2. Ziel und Potentiale des Semantic Web
Die Vision von Tim Berners-Lee ist mit dem WWW als Werkzeug für die welt-
weite Zusammenarbeit von Menschen bereits teilweise Realität geworden. In der
aktuellen Forschung wird in der Realisierung des fehlenden Teils der Vision von
Berners-Lee eben dem Semantic Web gleichzeitig die Reduzierung eines
Großteils der aufgezeigten Problemstellen gesehen. Berners-Lee zufolge ist das
Semantic Web jedoch kein separates Netz, sondern stellt eine Erweiterung des
derzeitigen WWW dar, in dem die Informationen durch semantische Auszeich-
nung eine eindeutig definierte Bedeutung besitzen. Durch das Semantic Web wird
die universelle Zusammenarbeit von Computern und Softwareanwendungen in
einem Netz auf semantischer Ebene und die Verbesserung der Kooperation und
Kommunikation zwischen Menschen und Computern angestrebt:
19
,,Wenn der gesamte Traum einmal verwirklicht ist, wird das Web
ein Ort sein, an dem die emotionalen Fähigkeiten eines Menschen
und das logische Denken eines Computers in einer idealen, leis-
tungsfähigen Mischung nebeneinander existieren."
20
18
Vgl. [Ding et al 03, S. 5]
19
Vgl. [Berners-Lee et al 01, S. 2] und [Berners-Lee 99, S. 229]
20
[Berners-Lee 99, S. 230]
Das WWW und die Vision des Semantic Web
10
Bereits in den 60er Jahren wurden die ersten Schritte unternommen, um den elekt-
ronischen Datenaustausch bei Geschäftsprozessen zwischen verschiedenen Unter-
nehmen zu unterstützen.
21
Die Bemühungen gingen weiter, bis sich in den 90er
Jahren mit dem WWW eine Plattform für den elektronischen Datenaustausch
entwickelte.
Lösungsansatz dieses Problems soll hier das von Tim Berners-Lee propagierte
Semantic Web sein. Durch semantische Auszeichnung der Informationen werden
Struktur und Bedeutung in das WWW gebracht. Dadurch wird eine Grundlage für
das Agieren von Softwareagenten sowie die maschinelle Verarbeitbarkeit von
Inhalten geschaffen.
22
Außerdem soll das Semantic Web die Infrastruktur für den
global standardisierten Datenaustausch zwischen unterschiedlichen Anwender-
gruppen und differierenden Applikationen verändern, ergänzen und verbessern,
indem dann eine manuelle Konfiguration der Daten für entsprechende Schnittstel-
len hinfällig wird.
Das Ziel des Semantic Web ist es, isolierte Informationsfragmente semantisch so
zu verbinden, dass Softwareagenten die Ausführung von Aufgaben für den
menschlichen Anwender übernehmen können.
23
Hierfür werden grundlegende
Standards und Technologien entwickelt, die es Softwareanwendungen ermögli-
chen, Informationen im Semantic Web zu finden, zu verarbeiten und zu interpre-
tieren sowie semantisch ausgezeichnete Services in Anspruch zu nehmen.
24
Die
angestrebten Verbesserungen, die durch den Einsatz des Semantic Web erwartet
werden, sind vielfältig:
· die Verbesserung der Suche nach Informationen im Internet,
· die Erweiterung der Interoperabilität von Datenbanken
25
,
· die Verbesserung der Datenintegration
26
,
· die Verbesserung der Kommunikation zwischen Softwareanwendun-
gen unterschiedlicher Systeme
27
,
· die Verbesserung von weiteren Anwendungen.
21
Vgl. [Ding et al 03, S. 4f]
22
Vgl. [Berners-Lee et al 01, S. 2]
23
Vgl. [Ding et al 03, S. 1f]
24
Diese Technologien werden in Kapitel 3 vorgestellt und beschrieben.
25
Vgl. [Hendler 03, S. 1]
26
Vgl. [KoiMil 01, S. 1]
27
Vgl. [Hendler 03, S. 1]
Das WWW und die Vision des Semantic Web
11
Für den Bereich des E-Commerce beinhaltet dies mögliche Verbesserungspotenti-
ale bei der individuellen Produktsuche, bei der Abwicklung von Geschäftsprozes-
sen, bei der Nutzung von Benutzerprofilen sowie bei Verhandlungen und ermög-
licht eine höhere Markttransparenz ebenso wie ein verbessertes Serviceniveau.
28
Ding et al erwarten sogar, dass die Semantic Web Technologien auch die univer-
selle Zusammenarbeit verschiedener Organisationen im E-Commerce ganz um-
fassend verbessern werden. Dies gilt insbesondere für den Bereich der universel-
len Integration von verschiedenen internen und externen Unternehmensapplikati-
onen.
29
Fensel geht sogar noch weiter und prophezeit eine stärkere Ausschöpfung
der Potentiale des E-Commerce durch die verbesserte und automatisierte globale
Vernetzung und erwartet positive Auswirkungen für die Nutzer des Semantic
Web. Auf der Seite der Endanwender identifiziert Fensel insbesondere Potentiale
durch intelligente und spezialisierte Suchmaschinen, die anhand der semantischen
Auszeichnungen die Informationen interpretieren können. Auf der Anbieterseite
erwartet Fensel, dass sich ,,intelligente Onlinestores" an die Präferenzen des Kon-
sumenten und den spezifischen Kontext anpassen werden können.
30
Doch was heißt das für die Aufgabenstellung dieser Arbeit? Im Vorgriff auf die
späteren Ausführungen lässt sich sagen, dass im Reiseszenario Service Agenten
und semantische Services die Anbieter unterstützen, ihre Waren in adäquater Art
und Weise anzubieten. Durch die wegfallende manuelle Schnittstellendefinition
sind unterschiedliche Applikationen in der Lage, automatisch Daten auszutau-
schen.
31
Ändert sich zum Beispiel die Bettenzahl eines bestimmten Hotels, so ist
es nicht mehr nötig, den verschiedenen Onlinemarktplätzen diese Information
separat zukommen zu lassen. Die Service Agenten der beteiligten Akteure sind
stattdessen in der Lage, diese Informationen automatisch zu aktualisieren.
Das vollständige Potential des Semantic Web wird erst durch die Nutzung von
Metainformationen realisiert und entwickelt dadurch, dass Agenten und andere
Anwendungen agieren, die semantisch ausgezeichnete Informationen aus ver-
schiedenen Quellen zusammentragen, diese verarbeiten und die Ergebnisse mit
anderen Programmen austauschen. Die Effektivität dieser Agenten wird Berners
28
Vgl. [Fens 01, S. 48f]
29
Vgl. [Ding et al 03, S. 4]
30
Vgl. [Fens 01, S. 47]
31
Vgl. [StaWer 02, S. 54]
Das WWW und die Vision des Semantic Web
12
Lee zufolge exponentiell mit der Verfügbarkeit maschinenlesbarer Informationen
und automatisierter Dienste im WWW steigen. Dadurch, dass Agenten autonom
Informationen generieren, die sie anderen Anwendungen zur Verfügung stellen,
steigt der Informationsgehalt des Semantic Web also automatisch. Außerdem för-
dert das Semantic Web die Synergie, die durch den Austausch von Informationen
zwischen den Agenten entsteht.
32
32
Vgl. [Berners-Lee et al 01, S. 8]
Die Technologien des Semantic Web
13
3.
Die Technologien des Semantic Web
In diesem Kapitel steht die technologische Basis des Semantic Web im Zentrum
der Betrachtungen. Diese Basis bildet den technologischen Hintergrund für das
Szenario, welches dann in Kapitel 4 und 5 erarbeitet wird. Das Szenario baut spä-
ter auf den hier dargestellten Technologien auf. Ziel dieses Kapitels kann es je-
doch nicht sein, jeden Aspekt der betrachteten Technologien im Detail und in je-
der Beziehung darzustellen. Vielmehr geht es darum, die grundsätzlichen Ge-
sichtspunkte der betrachteten Ansätze zu verdeutlichen und die Aufgabe jeder
eingesetzten Technologie im Rahmen des Semantic Web herauszuarbeiten und zu
veranschaulichen.
Dieses Kapitel besteht insgesamt aus zwei Teilen. Abschnitt 3.1. stellt zunächst
die Basistechnologien des Semantic Web dar. Gliedernd wird hierbei das vom
W3C vorgeschlagene Schichtenmodell herangezogen, welches gewissermaßen
alle Technologien der Infrastruktur des Semantic Web beinhaltet. Jede Technolo-
gie, die innerhalb dieses Modells eine einzelne Ebene bildet, wird dabei im Rah-
men eines eigenen Gliederungspunktes
33
erarbeitet: URI, XML, RDF und Ontolo-
gien, sowie die Konzepte ,,Logic", ,,Proof" und ,,Trust". In Abschnitt 3.2. werden
dann ergänzend das Konzept der Agenten und das Konzept der semantischen Web
Services behandelt. Hierbei handelt es sich um diejenigen Softwareanwendungen,
welche die durch die Technologien des Semantic Web bereitgestellte Infrastruktur
nutzen, um eine konkrete Aufgabe zu lösen. Im Kontext dieser Arbeit handelt es
sich dabei beispielsweise um die Aufgaben ,,
Buchen einer Reise
" und ,,
Suche
nach den zugehörigen Informationen
".
3.1. Das Schichtenmodell des Semantic Web
Die Basistechnologien des Semantic Web, die in dieser Arbeit vorgestellt werden
sollen, lassen sich, wie bereits erwähnt, mit dem so genannten Schichtenmodell
des Semantic Web gliedern. Die nachfolgenden Ausführungen sind in sieben Ab-
33
Eine Ausnahme bilden hierbei die Ebenen "Proof "und "Trust", welche in einem Gliederungs-
punkt zusammengefasst werden.
Die Technologien des Semantic Web
14
schnitte aufgeteilt. Zunächst wird ein Überblick über das Modell im Allgemeinen
gegeben und anschließend werden nacheinander alle relevanten Technologien
betrachtet.
3.1.1. Das Schichtenmodell im Überblick
Das Semantic Web lässt sich als ein Konstrukt von unabhängigen, aber aufeinan-
der aufbauenden Technologien beschreiben.
34
Nach Tim Berners-Lee kann man
von einem ,,Schichtenmodell des Semantic Web" sprechen. Der im Wesentlichen
von ihm propagierte Ansatz wird illustrativ in der Abbildung 3.1 dargestellt. Jede
der abgebildeten Ebenen hat eine spezifische Aufgabe im Rahmen des Gesamt-
konzepts ,,Semantic Web". Anschaulich lässt sich das so beschreiben, dass die
jeweilige übergeordnete Ebene die Semantik
35
und die Syntax
36
der darunter lie-
genden Ebene übernimmt und ihr neue Funktionalitäten hinzufügt.
Abbildung 3.1: Schichtenmodell des Semantic Web
37
34
Vgl. [MaeSta 02, S. 4]
35
Semantik: Lehre von den Zeichen und Symbolen, die zum Ausdruck von Denkinhalten dienen
also die Bedeutung, die einem Zeichen oder Symbol zugeordnet wird.
36
Syntax: Die Lehre vom Satzbau also die Art und Weise der Anordnung von Zeichen in einer
Sprache.
37
Vgl
. http://www.w3.org/2000/Talks/1206-xml2k-tbl/slide10-0.html von Berners-Lee
Die Technologien des Semantic Web
15
Die unterste Ebene des Schichtenmodells ist Unicode. Unicode stellt die Zeichen-
sätze für beinahe jede natürliche Sprache unabhängig von Plattform oder Pro-
gramm bereit, indem jedem beliebigen Zeichen eine eindeutige Nummer zugeord-
net wird. Neben Unicode existiert auf unterster Ebene noch das Konzept der
URI
.
38
Beliebige Objekte sollen im Semantic Web durch eine URI eindeutig iden-
tifizierbar sein. XML stellt in Fortführung der SGML Philosophie auf der
zweiten Ebene als Meta-Sprache für andere Auszeichnungssprachen Regeln und
Konventionen für deren Definition bereit. XML legt für alle folgenden Ebenen die
zugrunde liegende Syntax fest.
39
Die Technologien dieser zweiten Ebene (XML,
XML Schema sowie XML Name Space)
40
gewährleisten zwar eine standardisierte
syntaktische Auszeichnung der Informationen, dabei aber keine standardisierte
Semantik. Dieser Problemstellung der nicht standardisierten Semantik wird auf
der dritten Ebene des Schichtenmodells durch RDF begegnet.
41
RDF definiert
einen Standard für die Formalisierung der Semantik von Informationen.
42
XML
und RDF sind die technologische Grundlage des Semantic Web, durch die es
möglich wird auf der vierten Ebene des Schichtenmodells Ontologien maschinen-
lesbar zu formulieren. Ontologien sind formale Modelle des Wissens von abge-
grenzten Wissensbereichen und explizieren
· Beziehungen von Informationen zueinander und
· Regeln für die Schlussfolgerungen aus den Informationen.
Im Semantic Web können alle Anwender beliebige Informationen in Form von
Ontologien publizieren. Diese Informationen können sich widersprechen. Um
Regeln für den Umgang mit diesen Widersprüchen bereitzustellen, wird in der
fünften Ebene des Schichtenmodells maschinenverständliche ,,Logic" eingeführt.
Die Technologien der sechsten und siebten Ebenen ,,Proof" und ,,Trust" definie-
ren maschinenlesbare ,,Verhaltensregeln" für die im Semantic Web agierenden
Softwareanwendungen.
38
Vgl. [MaeSta 02, S. 4]
39
Vgl. [PatFens 02, S. 18]
40
Auf diese Technologien wird in 3.1.3. eingegangen, da sie an dieser Stelle für das Grundver-
ständnis des Schichtenmodells nicht notwendig sind.
41
Vgl. [Staab 01, S. 4]
42
Die Aufgabe von RDF ist es nicht, einer Zeichenkette eine weltweit einzigartige Bedeutung zu
geben. RDF soll die Art und Weise, wie der Zusammenhang zwischen einem Inhalt und seiner
Bedeutung ausgedrückt werden soll, festlegen.
Die Technologien des Semantic Web
16
3.1.2. Uniform Resource Identifier globale Interoperabilität
Im Grunde ist eine URI eine kurze Zeichenkette und kann als Adresse, Name oder
beides klassifiziert werden. Die Aufgabe dieser Zeichenkette ist es, Informationen
für Softwareanwendungen weltweit dauerhaft und eindeutig identifizierbar und
auffindbar zu machen. Für die globale Zusammenarbeit von Softwareanwendun-
gen im Semantic Web globale Interoperabilität - ist diese weltweite Identifizier-
barkeit und Auffindbarkeit eine Grundvoraussetzung. Vereinfacht ausgedrückt
erhält eine Information im Semantic Web durch eine URI eine ,,Identität". Diese
kann von jedem Anwender für beliebige Informationen (Texte, Bilder, Videos,
Dienste, Konzepte etc.) festgelegt werden.
43
In diesem Abschnitt 3.1.2. wird im Folgenden der allgemeine Aufbau einer URI
beschrieben. Anschließend wird gezeigt, wie eine URI im Semantic Web einge-
setzt werden kann. Abschließend wird dann auf den aktuellen Entwicklungsstand
der Technologie ,,URI" eingegangen.
Eine URI ist nach dem allgemeinen URI Schema aufgebaut und besteht aus zwei
Teilen:
<Schema>:<schemaspezifischer Teil>
44
Das
<Schema>
einer URI (ftp, http, mailto, telnet, gopher etc.) benennt das Proto-
koll für den Zugriff auf eine Information. Es legt darüber hinaus die Syntax des
<schemaspezifischer(n) Teil(s)>
fest. Der
<schemaspezifische Teil>
ist
jeweils nur für den Dienst von Bedeutung, der das vom
<Schema>
angegebene
Protokoll für den Zugriff einsetzen kann. Die Syntax des
<schemaspezifi-
scher(n) Teil(s)>
ist nicht allgemein für jede URI gültig, sondern sie ist vom
verwendeten
<Schema>
abhängig. Im Semantic Web kann jede Information durch
die Benennung verschiedener
<Schema(ta)>
und der zugehörigen
<schemaspe-
zifischer(n) Teil(e)>
eine oder mehrere URIs besitzen. Anhand des folgen-
den Beispiels kann veranschaulicht werden, dass eine Information zwei URIs ha-
ben kann:
43
Vgl. [Berners-Lee et al 98, S. 1]
44
Vgl. [Berners-Lee et al 98, S. 9]
Die Technologien des Semantic Web
17
URI 1:
http://www.reiseziel.de/hotel1.htm
URI 2:
ftp://kiong@reiseziel.de/hotel1.htm
URIs werden im Semantic Web eingesetzt, um jede Information eindeutig zu i-
dentifizieren und zu finden. Dabei ist besonders der Einsatz für die Identifikation
so genannter ,,Konzepte"
45
hervorzuheben. Dadurch, dass URIs auf diese Konzep-
te im Semantic Web verweisen, werden diese Konzepte für Softwareanwendun-
gen auffindbar. Beispielhaft kann der Einsatz einer URI für die Identifikation ei-
nes Konzepts ,,Hotel" gezeigt werden. Für die Beschreibung seines Hotels ver-
weist ein Hotelbesitzer im Semantic Web über die URI auf ein allgemeines Kon-
zept ,,Hotel". Die Informationen, die sein Hotel beschreiben, sind dem Aufbau
dieses Konzeptes angepasst und an anderer Stelle im Semantic Web abgelegt. Der
Einsatz von URIs im Semantic Web ermöglicht unter anderem, dass diese Kon-
zepte wieder verwendet werden können. Zum Beispiel können viele Hotelbesitzer
auf dasselbe Konzept ,,Hotel" verweisen.
Der Abschluss dieses Abschnitts 3.1.2. stellt den aktuellen Entwicklungsstand der
Technologie ,,URI" vor, die im derzeitigen WWW noch nicht den beschriebenen
Stand der eindeutigen Identifizierbarkeit und permanenten Auffindbarkeit erreicht
hat. Zur Zeit ist die Uniform Resource Locator (URL) die einzige arbeitsfähige
Form der URI im WWW. Allerdings ergeben sich mit dem Gebrauch der URLs
Probleme, von denen drei exemplarisch erläutert werden:
· Ändert sich der Pfad oder die Zugangsmethode zu einem Dokument, dann
ist dieses anhand seiner alten URL nicht mehr auffindbar. Der Wechsel zu
einer neuen URL wird im WWW häufig mit Hilfe einer automatischen
Weiterleitung gelöst.
· Verweisen mehrere URLs auf eine Information, dann können Software-
anwendungen anhand der URL wegen der unterschiedlichen Zeichenket-
ten nicht erkennen, dass es sich um dieselbe Information handelt.
· URLs ermöglichen den Verweis auf Ausschnitte von Audio- und Videoda-
ten nicht.
45
Diese ,,Konzepte" sind Ontologien oder Teile von Ontologien und werden im Abschnitt 3.1.5.
erläutert. Die dauerhafte Auffindbarkeit von Konzepten ist für den Einsatz von Ontologien ent-
scheidend, weil sich komplexe Ontologien häufig aus verteilten Konzepten zusammensetzen, die
über eine URI dauerhaft in die Ontologie integriert werden.
Details
- Seiten
- Erscheinungsform
- Originalausgabe
- Jahr
- 2003
- ISBN (eBook)
- 9783832480172
- ISBN (Paperback)
- 9783838680170
- DOI
- 10.3239/9783832480172
- Dateigröße
- 939 KB
- Sprache
- Deutsch
- Institution / Hochschule
- Freie Universität Berlin – Betriebswirtschaft
- Erscheinungsdatum
- 2004 (Mai)
- Note
- 2,0
- Schlagworte
- wirtschaftsinformatik ontologien services
