Institute for Informatics
Georg-August-Universität Göttingen

Databases and Information Systems Group

dbis
Uni Göttingen

Semantic Web
Winter 2008/09

Prof. Dr. Wolfgang May
Assistance: Franz Schenk

Date and Time: Monday, 14-16 ct (every 2 weeks), Tuesday 14-16 ct.
Lab (Übung): Monday 14-16 ct (every 2 weeks)
Room: IFI 2.101 (North Campus)

Technical Data:
3+1 SWS, 6 ECTS credits (Studies in Applied Informatics),

Prerequisites: prospective participants should have attended the lecture Semistructured Data and XML.
Note: the "Modulkatalog" lists the module "Formal Systems" as prerequisite. "Formal Systems" will be introduced next year according to the new exam regulations. The WS0809 "Semantic Web" contains an introduction to logic at the beginning which replaces "Formal Systems" for now.
Note: the Modulkatalog lists "Semantic Web" with 4 ECTS CP. The WS0809 "Semantic Web" counts 6 CP since it additionally includes an introduction to formal logic.

Note: the module can be credited as "Applied Informatics". (Decision by the Dean of Studies on 25.10.2006). It is not associated with any Studienrichtung. For further aspects please prepare a personal plan of studies (that e.g. connects it with your application area etc.) and ask for approval by the DoS.

Course Description

  • Basic Notions of First-Order Logic (since they are not regularly taught in an earlier lecture)
  • RDF: N3 and RDF/XML format, semantics
  • RDFS, OWL: having RDF data with additional reasoning
  • Description Logics: the logic underlying OWL
  • Practical experiments with RDF, Jena, Reasoners etc.

Dates & Topics [Subject to Change]

  • 13.10.: Keine Vorlesung. Von 14-16 Uhr findet stattdessen im Hörsaal MN09 (Geographisches Institut) eine "Einführung in das Masterstudium 'Angewandte Informatik'" (Dr. Brosenne) statt.
  • 14.10.:
    Administrativa, Overview.
    Slides: Introduction and Ontologies [1-on-1, 2-on-1]
  • 20.10.: fällt aus. Hoffentlich werden an diesem Tag Beamer & Smartboards installiert.
  • 21.10. findet statt (die Smartboards fehlen zwar noch, aber da es regnen wird, kann man mit den ranzigen Whiteboards irgendwie durchkommen).
  • 27.10.: Ontologies (Cont'd) - immer noch ohne Leinwand, Smartboard ... aber der Beamer/Bildschirmausschnitt ist wohl jetzt OK.
  • Reasoning Motivation: the Einstein/Fish Puzzle
  • 28.10..: Introduction to first-order logic and basic notions of model theory.
    Slides: Introduction to Logics [1-on-1, 2-on-1]
  • 3./4.11.: Introduction to Logics (Cont'd)
    SmartBoard Slides: [3.11.] [4.11.]
  • Exercise sheet: Logic
  • 10.11.: Introduction to Logics (Cont'd)
    SmartBoard Slides: [10.11.]
  • 11.11.: Solution to Ex. 1-3 (TP-Operator), Solution;
    then continuing with the lecture.
    SmartBoard Slides: [11.11.]
  • 17./18.11.: Introduction to Logics (Cont'd)
    SmartBoard Slides: [17.11.] [18.11.]
  • 24.11. Discussion Ex. 4-6 from Sheet 1 (Solution Ex. 4 and 5);
    then continuing with the lecture.
    SmartBoard Slides: [24.11.]
  • 25.11.: RDF
    Slides: RDF [1-on-1, 2-on-1]
    SmartBoard Slides: [25.11.]
    Note: all example files are accessible in the RDF subdirectory of this Web page.
  • 1./2.12.: RDF (Cont'd)
    SmartBoard Slides: [1.12.], [2.12.]
  • 8./9.12.: RDF (Cont'd)
    SmartBoard Slides: [8.12.], 9.12.: keine Smart-Board Notizen verwendet.
  • 15.12.: RDFS
    Slides: RDFS [1-on-1, 2-on-1]
    SmartBoard Slides: [15.12.].
  • 16.12.: RDF/XML
    Slides: RDF/XML [1-on-1, 2-on-1]
    SmartBoard Slides: [16.12.].
  • 20.12.2008-4.1.2009 Christmas Break
  • 5.1.2009 no lecture
  • 6.1. RDFS in RDF/XML - Classes and properties as resources
    SmartBoard Slides: [6.1.].
  • 12./13.1.: RDF/XML (Cont'd), Description Logics
    Slides: DL [1-on-1, 2-on-1]
    SmartBoard Slides: [12.1.], [13.1.].
  • 19./20.1.: OWL 1.0
    Slides: OWL [1-on-1, 2-on-1]
    SmartBoard Slides: [19.1.], [20.1.].
  • 26.1./27.1.: OWL 1.1
    Slides: OWL 1.1 [1-on-1, 2-on-1]
    SmartBoard Slides: [27.1.].

Den kompletten Foliensatz finden Sie hier. Bitte nicht drucken (weil er sich noch ändert); dort finden Sie auch die Folien zu SSD&XML. XML-Kenntnisse werden insoweit benötigt, dass RDF/XML (neben N3) eine der Repräsentationen von RDF ist. Man sollte also ein XML-Dokument "verstehen" können. XPath/XQuery und XSLT werden nicht benötigt.

Literaturempfehlung

P. Hitzler, M. Krötzsch, S. Rudolph, Y. Sure: "Semantic Web". Springer eXamen.press, 2007, ISBN 978-3-540-33994-6; 24.95 E.
Das (deutschsprachige) Buch deckt ziemlich exakt den Inhalt der Vorlesung ab, und enthält auch eine kurze Intro zu First-Order-Logic im Anhang.

Für den Teil über (Prädikaten)logik können Sie ein beliebiges Logik-Grundlagen-Lehrbuch aus der Bibliothek (z.B. "Logik für Informatiker" von Uwe Schöning) oder das Skript "Formale Systeme" von Peter H. Schmitt (Uni Karlsruhe) (Kap. 1-5) verwenden.

Prüfungen

  • Die Prüfungen finden mündlich statt. Es wird mehrere Terminblöcke zur Auswahl geben.
  • Erster Prüfungsblock: 1.2.-6.2.2009.
  • Als weitere Prüfungstermine sind voraussichtlich der 25.2.-27.2. und 9.3.-11.3. möglich.
  • Wer in einem dieser Zeiträume einen Termin haben will: bitte per Mail Vorschlag/Ausschlusskriterien angeben.
    Wer mir eine Mail geschickt hat, und bisher keinen Termin bekommen hat: bitte nochmal schicken. Bei der GWDG sind wieder Mails verlorengegangen (sicher vom 29.1.-1.2., aber moeglicherweise auch zu anderen Zeitpunkten ...).
  • Weitere Prüfungsblöcke: 31.3.-3.4., und 21.4.-24.4.
  • Prüfungsablauf: pro Person sind ca. 40 Minuten (einschl. Notenbesprechung und Bekanntgabe) geplant. Als Einstieg sollen Sie zuerst ca. 5 Minuten zu einem Teilthema Ihrer Wahl anfangen, der Rest ergibt sich dann dynamisch ...
  • Hinweis zu FlexNever: wer sich dort anmelden kann (BSc geht wohl sowieso nicht), soll dies (zusätzlich zur Mail-Anmeldung) tun. Achten Sie dabei darauf, dass es die 6-CP-Version [wahrscheinlich "324 Theoretische Grundlagen, Datenmodelle und Sprachen des Semantic Web"] ist. (es gibt eine zweite 4-CP-Variante [dürfte "321 Semantic Web" sein], die der MSc-PO/SO entspricht, und das Modul "Formale Systeme" [was es bisher nicht gibt] voraussetzt).
    Notenübermittlung: am Ende per Liste ans PA, oder es gibt ganz einfach Papierscheine, die dann angerechnet werden.

Some Links


Semantic Web Tools and Links

If you experience any problems (forgotten chmod, wrong paths, forgotten updates etc.), please notify us.

Web-wide Services

Datalog, F-Logic: Florid

  • the Florid Homepage (with some documentation) at Freiburg.
  • Mondial as Datalog facts: mondial-rel-facts.flp
  • Florid needs gcc4.x. It can be used in the CIP Pool only on computers running the most recent debian-etch distribution (this can be chosen when logging in; for use from remote, the computers c031-c034 run permanently under etch.).
    The executable is located at
     /afs/informatik.uni-goettingen.de/course/semweb-lecture/florid/bin/florid  
    For using it, you also have to set paths
     export DEFAULTCFG="/afs/informatik.uni-goettingen.de/course/semweb-lecture/florid/environment/config.flp"
     export DEFAULTHIS="/afs/informatik.uni-goettingen.de/course/semweb-lecture/florid/environment/default.his" 
    Then you can start it, e.g. with the above input facts:
     > florid mondial-rel-facts.flp
       [...] Type 'sys.help.' for further information.
     ?- sys.eval.    // don't forget sys.eval.
                     // evaluates the facts and adds it to the knowledge base
     ?- country(A,B,C,D,E,F).
     // ... answers ...
     ?- sys.end.     // to leave it
       

Pellet - the OWL Reasoner

  • Pellet will be used mainly from the JENA tool.
  • Pellet Homepage (with Download)
  • For use in the CIP Pool, a Pellet instance running on ap34 can be used at http://ap34.ifi.informatik.uni-goettingen.de/pellet/.
  • If you have an own Pellet on your own computer, start it with ./pellet-dig.sh.
    Pellet usually runs at port 8081. The URL will then be http://localhost:8081.

Jena: RDF and SPARQL

The course uses a lightweight housemade shell interface to Jena for querying located at /afs/informatik.uni-goettingen.de/course/semweb-lecture/JENA-API/semweb.jar

  • Slightly outdated variant with OWL 1.1 Jan. 2008, contains old bugs.
  • Testing variant with OWL2 Dec. 2008, contains less old bugs, but some new ones.
  • Both should do it for the OWL 1.0 constructs.

  • requires java 1.5
  • set alias (bashrc etc.)
     alias jena='java -jar /afs/informatik.uni-goettingen.de/course/semweb-lecture/JENA-API/semweb.jar'
  • query: (if=input-files, qf=query-file, e.g. in SPARQL)
    jena -q -if inputfiles -qf queryfile
  • general options:
    -il: input language (allows RDF/XML RDF/XML-ABBREV N-TRIPLE N3 TURTLE; N3 is default)
    -if: input files
  • query options:
    -q: query
    -il, -if: as above
    -qf: query-file
  • transform options:
    -t: transform
    -ol: output format (allows RDF/XML RDF/XML-ABBREV N-TRIPLE N3-PLAIN N3-PP N3-TRIPLE N3 TURTLE }; N3 is default)
  • export class tree; options:
    -e: export class tree (gives some insight for debugging an ontology ...)
    -il, -if: as above
  • reasoner options (for -q and -e):
    activate reasoning; default: internal reasoner: option -inf
    or use the pellet class that comes with the semweb.jar:
     jena -q -inf -r pellet -qf query-filename
    or short
     jena -q -pellet -qf query-filename
    or use an external reasoner: options -inf -r reasoner-url
    e.g. use the Pellet instance running at ap34 as external reasoner from the CIP Pool:
     jena -q -qf query-filename -inf -r http://ap34.ifi.informatik.uni-goettingen.de/pellet/ 
  • use of a rule file with the Jena Rule Reasoner (not combined with the Pellet OWL Reasoner):
         -rf  file containing the rules for the ruleengine

IsaViz: RDF Graph Visualizer

  • IsaViz is used for visualization of RDF-Graphs, installed locally at: /afs/informatik.uni-goettingen.de/course/semweb-lecture/tools/IsaViz/
  • You can either change into that directory and start the program with the command ./run.sh or by using an alias pointing to that script. In the latter case you will need to copy the configuration file isaviz.cfg into your home directory.
  • If you want to run the application on your own computer, you will have to install graphviz as well, either from its Web page or from the appropriate package provided by your distribution (e.g. debian-package graphviz).

Mondial in RDF

http://www.dbis.informatik.uni-goettingen.de/Mondial/#RDF

Call e.g.

 jena -q -qf mondial-query.sparql
or
 jena -inf -r pellet -q -qf mondial-meta-query.sparql