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Semantische Technologien Grundlagen. Konzepte. Anwendungen.

:	Andreas Dengel
:	Semantische Technologien Grundlagen. Konzepte. Anwendungen.
:	Spektrum Akademischer Verlag
:	9783827426642
:	1
:	CHF 13.20
:

:	Allgemeines, Lexika
:	German

:	461
:	DRM
:	PC/MAC/eReader/Tablet
:	PDF

Dieses Lehrbuch bietet eine umfassende Einführung in Grundlagen, Potentiale und Anwendungen Semantischer Technologien. Es richtet sich an Studierende der Infor¬matik und angrenzender Fächer sowie an Entwickler, die Seman¬tische Technologien am Arbeitsplatz oder in verteilten Applikationen nutzen möchten. Mit seiner an praktischen Beispielen orientierten Darstellung gibt es aber auch Anwendern und Entscheidern in Unternehmen einen breiten Überblick über Nutzen und Möglichkeiten dieser Technologie.

Semantische Technologien versetzen Computer in die Lage, Informationen nicht nur zu speichern und wieder zu finden, sondern sie ihrer Bedeutung entsprechend auszuwerten, zu verbinden, zu Neuem zu verknüpfen, und so flexibel und zielgerichtet nützliche Leistungen zu erbringen.

Das vorliegende Buch stellt im ersten Teil die als Semantische Technologien bezeichneten Techniken, Sprachen und Repräsentationsformalismen vor. Diese Elemente erlauben es, das in Informationen enthaltene Wissen formal und damit für den Computer verarbeitbar zu beschreiben, Konzepte und Beziehungen darzustellen und schließlich Inhalte zu erfragen, zu erschließen und in Netzen zugänglich zu machen.

Der zweite Teil beschreibt, wie mit Semantischen Technologien elementare Funktionen und umfassende Dienste der Informations- und Wissensverarbeitung realisiert werden können. Hierzu gehören etwa die Annotation und das Erschließen von Information, die Suche in den resultierenden Strukturen, das Erklären von Bedeutungszusammenhängen sowie die Integration einzelner Komponenten in komplexe Ablaufprozesse und Anwendungslösungen.

Der dritte Teil beschreibt schließlich vielfältige Anwendungsbeispiele in unterschiedlichen Bereichen und illustriert so Mehrwert, Potenzial und Grenzen von Semantischen Technologien. Die dargestellten Systeme reichen von Werkzeugen für persönliches, individuelles Informationsmanagement über Unterstützungsfunktionen für Gruppen bis hin zu neuen Ansätzen im Internet der Dinge und Dienste, einschließlich der Integration verschiedener Medien und Anwendungen von Medizin bis Musik.

Prof. Dr. Andreas Dengel ist Wissenschaftlicher Direktor am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kaiserslautern, Professor für Informatik an der Technischen Uni¬versität Kaiserslautern und Honorarprofessor am Dept. of Computer Science and Intelligent Systems der Graduate School of Engineering an der Osaka Prefecture University und arbeitet mit seiner Gruppe seit vielen Jahren auf dem Gebiet Semantischer Technologien.

	Vorwort	5
	Inhaltsverzeichnis	6
	Teil I Grundlagen	13
	1 Einleitung	14
	1.1 Daten, Information und Wissen	15
	1.2 Wissen im Alltag: Ein menschliches Beispiel	16
	1.2.1 Beispielszenario	17
	Personenbeschreibung Rudi Baispilov	17
	Kontaktdaten	18
	Personenbeschreibung Dr. Gesine Mustermann	18
	Kontaktdaten	19
	1.2.2 Wissensarbeit – Wunsch und Wirklichkeit	19
	1.3 Semantik und semantische Technologien	21
	1.4 Metadaten	24
	1.5 Der weitere Inhalt dieses Buches	26
	2 Wissensrepräsentation	31
	2.1 Prinzipien der maschinellen Wissensverarbeitung	33
	2.2 Fakten und Regeln	33
	2.2.1 Formalisierung von Aussagen	33
	2.2.2 Fakten	34
	2.2.3 Inferenz mit Regeln	35
	2.2.4 Anfragen	36
	2.3 Logik und Inferenz	37
	2.3.1 Logische Operatoren	38
	2.3.2 Inferenzmechanismen	38
	2.4 Pr¨adikatenlogik	41
	2.4.1 Symbolformen	41
	2.4.2 Quantoren	41
	2.5 Semantische Netze	43
	2.5.1 Wissensdarstellung mit Graphen	44
	2.5.2 Relationen und ihre Eigenschaften	45
	2.5.3 Eigenschaften Semantischer Netze	46
	2.5.4 Kardinalit¨at von Relationen	48
	2.6 Frames	49
	2.6.1 Der Schemabegriff	49
	2.6.2 Frames als Denkmodell	51
	2.6.3 Klassifikation	53
	2.6.4 Generalisierung und Spezialisierung	54
	2.6.5 Vererbung	55
	2.6.6 Instanziierung	57
	2.7 Taxonomien	58
	2.7.1 Multi-perspektivische Schemahierarchien	59
	2.7.2 Probleme bei unterschiedlichen Rollen	61
	2.8 Conceptual Dependencies	62
	2.8.1 Handlung und Zustand	63
	2.8.2 Handlungsoptionen	63
	2.8.3 Mentale Drehb¨ucher	65
	2.9 Taxonomien mit formaler Semantik: Die KL-ONE-Familie	68
	2.9.1 Superkonzepte	69
	2.9.2 Rollen	70
	2.9.3 Vererbung und Rollenrestriktionen	70
	2.9.4 Wohlgeformte Terme und ihre Semantik	71
	2.9.5 Subsumption und Klassifizierung	72
	2.10 Ontologien	74
	2.10.1 Der Ontologiebegriff in der Informatik	74
	2.10.2 Aufbau von Ontologien	76
	2.10.3 Nutzen von Ontologien	80
	2.11 Fazit	81
	2.12 Weiterf¨uhrende Literatur	82
	3 Semantische Netze, Thesauri und Topic Maps	83
	3.1 Grundlagen	84
	3.1.1 Struktur Semantischer Netze	84
	3.1.2 Klassifikation Semantischer Netze	85
	3.2 Grafische Notationen	88
	3.2.1 Mind-Maps	89
	Geschichte und Motivation	90
	Werkzeuge	90
	3.2.2 Concept-Maps	90
	Geschichte und Motivation	91
	Anwendungen von Concept-Maps	92
	Erstellung von Concept-Maps	93
	Formale Semantik von Concept-Maps	95
	Werkzeuge	97
	3.2.3 Conceptual Graphs	98
	Conceptual Graphs	98
	3.2.4 Grafische vs. Lineare Notationen	99
	3.3 Weitere Repr¨asentationstechnologien	102
	3.3.1 Thesauri	102
	Linguistische Thesauri	103
	Thesauri zur Dokumentation	104
	Standardisierung	104
	3.3.2 Topic Maps	104
	Datenmodell	105
	Standards und Standardisierungsprojekte	110
	Anwendungsbereiche	111
	Werkzeuge und Systeme	113
	3.4 Fazit	114
	3.5 Weiterf¨uhrende Literatur	116
	4 Das Resource Description Framework	118
	4.1 Von der Pr¨asentationszur Inhaltssicht	121
	4.1.1 Pr¨asentationsebene: Die Hypertext Markup Language HTML	121
	4.1.2 Die Strukturierungssprache XML	122
	4.1.3 Umgang mit Mehrdeutigkeit: Disambiguierung durch Zuweisung von Namensr¨aumen	125
	4.2 Das RDF-Datenmodell	127
	4.2.1 Container	128
	4.2.2 Aussagen ¨uber Aussagen: Reifizierung	131
	4.3 Ontologische Strukturierung von Daten: RDF-Schema	133
	4.4 (X)HTML-Erweiterung: RDFa	135
	4.5 Die Web Ontology Language (OWL)	136
	4.6 Fazit	137
	4.7 Weiterf¨uhrende Literatur	137
	5 Ontologien und Ontologie-Abgleich in verteilten Informationssystemen	139
	5.1 Motivation: Ontologien in verteilten IT-Systemen	140
	5.1.1 Explizite Konzeptualisierungen als Basis semantischer IT-Systeme	140
	5.1.2 Ontologien in verteilten Informationslandschaften	143
	5.2 Abgleich von Ontologien	145
	5.2.1 Repr¨asentation von Abbildungen zwischen Ontologien	147
	5.2.2 Heuristiken zur automatischen Berechnung von Beziehungen zwischen Ontologien	151
	Die lexikalische Ebene der Ontologien	151
	Die Ontologie-Struktur	155
	Ontologie-Nutzung als Evidenz f¨ur Korrespondenzen	156
	5.2.3 Integration von Mapping-Vorschl¨agen	158
	Integration einzelner Matching-Heuristiken	158
	Integration mehrerer Abbildungsvorschl¨age	160
	5.2.4 Zusammenfassung: Der generelle Matching-Prozess	160
	5.3 Werkzeuge	162
	5.3.1 Alignment API	162
	5.3.2 S-Match	164
	5.3.3 Die PROMPT-Suite	164
	5.4 Fazit	166
	5.5 Weiterf¨uhrende Literatur	167