Semantische Technologien und Knowledge Graphen

30 Präsenzstunden Vorlesung, 30 Präsenzstunden Praktikum, 45 Stunden Vor-/Nachbereitung des Praktikums, 45 Stunden Nachbereitung der Vorlesung und Prüfungsvorbereitung

Grundwissen in den Bereichen: relationale Datenbanken, mathematische Logik, Komplexitätstheorie, Programmierung (Python oder Java)

• Die Studierenden verstehen die Begriffe "Taxonomie" and "Ontologie".
• Die Studierenden verstehen Ausdrucksstärke und Semantik der Ontologiesprachen OWL und RDF(S).
• Die Studierenden können eine OWL-Ontologie im Ontology Editor modellieren und einen Reasoner anwenden um neues Wissen abzuleiten.
• Die Studierenden erkennen Use-Cases bei denen Knowledge Graphen Mehrwert erzeugen.
• Die Studierenden können einen RDF Knowledge Graphen erzeugen.
• Die Studierenden können einen Knowledge Graphen abfragen und updaten.

Knowledge Graphen werden seit 2012 immer öfter verwendet, nachdem Google sie erfolgreich als Schlüsseltechnologie verwendet hat, um Suchergebnisse zu verbessern und strukturierte Antworten zu geben. Sie sammeln “Domain Knowledge” in einem Netzwerk von “Entities” und “Relations” und machen damit große heterogene Informationen zur automatisierten Verarbeitung verfügbar. Die Anwendungsgebiete sind z.B.: Data Access und Dashboarding, Recommender Systems, Digital Companions, automatisierte Planung.

In der Vorlesung werden folgende Themen behandelt: Geschichte der Wissensrepräsentation; Beschreibungslogiken; W3C Semantic-Technologies-Stack (RDF, RDF(S), OWL); Ontology Engineering: Rollen und Requirements; RDF Knowledge Graphen und ihre industrielle Anwendung; SPARQL (RDF Query Language); ETL (Extract, Transform, Load) für Knowledge Graphen; RDF Data Quality und Validierung; Ausblick auf Machine Learning auf Knowledge Graphen.

Vorlesung: White-Board / Tafel, Folien, Rechnerübungen

• Learning SPARQL: Querying and Updating with SPARQL 1.1 (2nd Edition), Bob DuCharme, O'Reilly Media, 2013.
• Semantic Web for the Working Ontologist: Effective Modeling in RDFS and OWL (3rd Edition), James Hendler, Fabien Gandon, Dean Allemang, ACM Books, 2020.