Resource Description Framework
Das Resource Description Framework (RDF) ist ein Standard für den Datenaustausch, der vom W3C entwickelt und vereinbart wurde und für die Darstellung stark vernetzter Daten verwendet wird. Während es viele konventionelle Werkzeuge für den Umgang mit Daten und speziell für den Umgang mit den Beziehungen zwischen Daten (d. h. mit der darin eingebetteten Semantik) gibt, ist RDF der einfachste und leistungsfähigste Standard, der bisher entwickelt wurde.
Als ausgereifte, vielfach getestete und robuste Technologie zur Modellierung von Daten bietet RDF eine Grundlage für die Veröffentlichung und Verknüpfung dieser Daten. Ursprünglich war es ein Teil des Semantic Web Stacks. Derzeit wird es in allen erdenklichen Bereichen eingesetzt, in denen ein Bedarf an der Darstellung qualitativ hochwertiger, miteinander verbundener Daten besteht. Die integrierte Darstellung von Daten in RDF ermöglicht die Identifizierung, Disambiguierung und Verknüpfung von Informationen durch (autonome) Software-Agenten und verschiedene Systeme zum Lesen, Analysieren und Ausführen von Aktionen.
Eigenschaften des Resource Description Framework (RDF)
Jede RDF-Anweisung ist eine dreiteilige Struktur, die aus Ressourcen besteht, wobei jede Ressource durch einen Uniform Resource Identifier (URI) identifiziert wird. Die Darstellung von Daten in RDF ermöglicht es, dass Informationen von KI-Systemen leicht identifiziert, disambiguiert und miteinander verbunden werden können. RDF ist eine allgemeine Methode zur Beschreibung von Daten durch die Definition von Beziehungen zwischen Datenobjekten.
Als Framework zur Darstellung von Daten wird RDF zum Aufbau von Knowledge Graphs (deutsch: Wissensgraphen) verwendet, da es vernetzte, interoperable und flexible Informationsinfrastrukturen ermöglicht. RDF ermöglicht die effektive Integration von Daten aus verschiedenen Quellen. Dabei ist eine Entkopplung der Daten von einem fixen Schema vorgesehen. Dadurch können mehrere Schemata angewendet und miteinander verknüpft werden. Zudem können sie als ein bestimmtes Schema abgefragt und modifiziert werden, ohne die Dateninstanzen zu verändern.
Resource Description Framework (RDF) - Aufbau und Struktur
Durch RDF entsteht ein abstraktes Datenmodell, mit dem Informationen in einem gerichteten Graphen dargestellt werden. Das zentrale Element von RDF ist ein Tripel, das aus einem Subjekt, einem Prädikat und einem Objekt besteht.
Subjekt und Objekt werden im Graphen als Knoten und das Prädikat als Kante dargestellt. Die Menge aller Tripel wird RDF-Graph genannt. Subjekt und Prädikat bestehen aus einem Internationalized Resource Identifier (IRI). Ein IRI ist eine Form eines Uniform Resource Identifier (URI). Das Objekt kann ein IRI oder ein Literal sein. Sowohl das Subjekt als auch das Objekt können durch einen leeren Knoten repräsentiert werden.
Durch die XML-Erweiterung RDF-Schema wird RDF zu einer Beschreibungssprache für Ontologien mit Hierarchien. Die relevanten Sprachkonstrukte sind in der Abbildung zusammengefasst. In der ersten Spalte ist das Sprachkonstrukt angegeben. In der zweiten Spalte befindet sich eine kurze Beschreibung des Konstrukts.
Anwendung von RDF in Ontologien
Um die Bedeutung und die Semantik zwischen den Daten besser ausdrücken zu können, wurde die Web Ontology Language (OWL) entwickelt. OWL basiert auf RDF und RDF-Schema. Es ist eine mächtige Beschreibungssprache und wird für das semantische Web eingesetzt.
Mittels OWL ist es möglich, Beziehungen zwischen Klassen (z. B. disjunkt), Kardinalitäten (z. B. genau eine), Gleichheit, Typisierungen von Eigenschaften, Merkmale von Eigenschaften (z. B. Symmetrie) und Aufzählungsklassen einzusetzen. Es gibt unter anderem folgende Sprachkonstrukte bei OWL:
- owl:ObjectProperty: Relation zwischen Instanzen
- owl:DatatypeProperty: Verknüpfung einer Instanz mit einem Literal
- owl:NamedIndividual: Deklariert eine Instanz
Die Abbildung zeigt einen Auszug aus einer OWL-Datei, zur Verwaltung von Kursbelegungen durch Studierende, mit einer RDF/OWL-Syntax. In Zeile 1 wird die Instanz Maxi Musterfrau mit dem Konstrukt owl:NamedIndividual deklariert, die in Zeile 2 mit dem Konstrukt rdf:type als Klasse Student festgelegt wird. Mit dem Konstrukt studies (Zeile 3) wird die Relation zwischen dem Studierenden und der Belegung des Kurses Semantic Web Technologien realisiert. In den Zeilen 4 und 5 werden mit den Konstrukten firstName und lastName, die Attribute des Vor- und Nachnamens der Studierenden, festgelegt und als Datentyp String definiert.
Resource Description Framework - Definition & Erklärung - Zusammenfassung
Im Zusammenhang mit dem Lexikoneintrag Resource Description Framework sollte man sich folgende Punkte merken:
- Das Resource Description Framework (RDF) ist ein Standard für den Datenaustausch, der vom W3C entwickelt und vereinbart wurde.
- Durch RDF entsteht ein abstraktes Datenmodell, mit dem Informationen in einem gerichteten Graphen dargestellt werden.
- Als Framework zur Darstellung von Daten wird RDF zum Aufbau von Knowledge Graphs verwendet.