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Hörerkreis:
Masterstudiengang e-Commerce

Arbeitsaufwand: 2 ECTS-Punkte

Vorlesungstermine:

   Fr 08:00 Uhr - 10:45 Uhr, HS 3 (12.04., 19.04., 03.05., 17.05., 07.06., 14.06., 05.07.) (rot: Veränderung zur Vorplanung nach Absprache mit Teilnehmern)
   Di 04.06., 09:00 Uhr - 11:45 Uhr, HS 3

   Die Projektaufgabe wird am 03.05. gestellt und nachfolgend noch um weitere Aufgabenteile ergänzt (letzter am 07.06.). Der Termin 17.05. dient als möglicher Auffrischungstermin für Teilnehmer, die noch Lücken in Grundlagen haben. Der Bedarf wird am 03.05. abgefragt.
   Ebenfalls sinnvoll ist der Besuch eines Fachkolloquiums unseres Gastdozenten am 07.06. um 12:30 Uhr, an dem das Thema Semantic Web für Java-Programmierer vertieft wird (s.u.). Der Gastdozent wird darüber hinaus seine Hochschule und seine Arbeit im allgemeinen Kolloquium am 05.06. um 17 Uhr vorstellen.
   Nicht als Vorlesung deklarierte Termine am Freitagvormittag können für individuelle Besprechungen beim Lösen der Projektaufgabe genutzt werden (nicht 31.05.).

Diese Vorlesung gehört zum Modul Fortgeschrittene IT-Konzepte, das auch noch die Vorlesungen Konzepte der Datenbanktechnologie und Serviceorientierte SW-Architekturen enthält.

Für diese Vorlesung gibt es eine größere Modellierungsaufgabe, die nach den ersten drei Terminen endgültig formuliert wird und die von jedem Teilnehmer obligatorisch bearbeitet werden muss (in Zweiergruppen). Am letzten regulären Vorlesungstermin (05.07.) gibt es Abschlussbesprechung, in der alle einzelnen Modellierungen vorgeführt werden. Für die Modellierung gibt es eine Teilnote als Erfolgsnachweis für diese Lehrveranstaltung. Die Gesamtnote für das gesamte Modul wird in einer abschließenden mündlichen Prüfung ermittelt. Hierfür geht der Erfolgsnachweis dieser Lehrveranstaltung zu 25% ein.

Unter semantischer Modellierung versteht man eine Beschreibung von Konzepten derart, dass auch ihre Bedeutung von einer Maschine eindeutig verstanden wird. Ziel ist es, diese Konzepte eindeutig zu bearbeiten. Im E-Commerce spielen semantische Modelle und Verarbeitungsmöglichkeiten eine wichtige Rolle, um Kundenwünsche auf Angebote zielgerichtet abzubilden. Auch wenn die Bedeutung inzwischen breit erkannt ist, stehen die tatsächlichen Realisierungen noch in den Anfängen und bleiben weit hinter den technischen Möglichkeiten, die von Informatikern dazu bereits entwickelt wurden.

Unter dem Semantic Web im engeren Sinne versteht man verschiedene Standards, welche zum Ziel haben, die im Internet vorhandenen Informationen semantisch, d.h. gemäß ihrer Bedeutung, zu klassifizieren. Diese Standards basieren auf einer Idee von Tim Berners-Lee (Erfinder des World Wide Web) aus dem Jahre 2001 und wurden seitdem systematisch von einer immer größeren Gemeinde von Wissenschaftlern und Webentwicklern ausgebaut. Seit ca. 5 Jahren finden sie ihren Einzug in tatsächlich benutzte Werkzeuge, z.B. in Google.

In dieser Vorlesung werden zunächst die allgemeine Motivation und die Standards vorgestellt. Ziel ist es, dass jeder Teilnehmer eine eigene Modellierung für eine ausgewählte Domäne entwickelt. Ich gehe davon aus, dass sich viele ein Beispiel aus dem E-Commerce dazu aussuchen.

Ich stelle zur besseren Veranschaulichung der Konzepte als Anwendungsbeispiel das Touristeninformationssystem vor, welches im Rahmen meines Entwicklungsvorhabens Koordination und Logistik entstanden ist und kontinuierlich weiterentwickelt wird. Auch dieses ist für die Modellierung mit Semantic-Web-Standards geeignet und kann von den Teilnehmern gewählt werden. Die Fragestellungen sind zwar nicht direkt aus dem E-Commerce, sind aber leicht zu übertragen.

Herzstück des Semantic Webs ist das Arbeiten mit Ontologien, welche eine Verallgemeinerung von objektorientierter Klassenhierarchie darstellen. Es gibt die Möglichkeit, Objekte mit Hilfe von Prädikaten zusätzlich zur Klassenhierarchie zu klassifizieren, und auch eine Anfragesprache wurde entworfen. In der Regel wird als Syntax ein XML-Protokoll benutzt, aber in jüngster Zeit wurde auch mit anderen Syntaxstandards gearbeitet.

Wir werden im Laufe dieser Veranstaltung auch das Open-Source-Entwicklungswerkzeug Protege kennenlernen, mit dem man bequem Ontologien definieren kann und automatisch XML-Syntax erzeugt.

Kern dieser Vorlesung wird eine Reihe von Lehreinheiten des Dozenten Arvo Lipitsäinen von unserer Partnerhochschule Haaga-Helia, der sich auf das Semantic Web und damit zusammenhängende Fragen der Webseitenmodellierung spezialisiert hat und große Praxiserfahrung mitbringt.

Er wird im Rahmen dieser Lehrveranstaltung das Thema Anfragesprachen im Semantic Web in 2 Doppeleinheiten am 04.06. und 07.06. halten und dabei auch praktische Aufgaben vorstellen. In einem Fachkolloquium am 07.06. um 12:30 Uhr wird er darüber hinaus das Framework Vaadin vorstellen, das semantische Webmodellierung mit Java ermöglicht. Er bringt diesbezüglich praktische Erfahrung aus einer finnischen Firma mit. Dieser Fachkolloquiumsvortrag findet wegen seiner Bedeutung auch für andere Studiengänge aus der Informatik außerhalb dieser Lehrveranstaltung statt, sollte aber von allen Teilnehmern unbedingt besucht werden, weil er das Ganze inhaltlich sehr gut ergänzt.

Als weitere Ergänzung zu dieser Lehrveranstaltung dient noch der Vortrag 11) des Seminars zur Algorithmik, welcher extra für e-Commerce-Studierende freigehalten wurde. Interessierte können sich noch bis zum 12.04. darum bewerben.

Im Folgenden werden die ersten 3 Lehreinheiten dieses Semesters angegeben. Der Foliensatz für den 12.04. wird unter Umständen noch am Vorabend überarbeitet. Die Foliensätze für die nachfolgenden Termine werden erst später erstellt, nachdem klar ist, welche Inhalte für die Lerngruppe in welcher Form behandelt werden muss. Das wird in der ersten Veranstaltung am 12.04. geklärt werden.

1) Ziele des Semantic Web - Motivation, Standards, Stand der Technik (12.04.)

2) RDF, RDFS, OWL: Eine anwendungsorientierte Einführung (19.04.)

3) Das Touristeninformationssystem als Anwendungsbeispiel (zur Information, wird am 03.05. nicht behandelt)

Stattdessen am 03.05.: Besprechung und Übung für die Projektaufgabe, siehe Handoutserver

Für einen ersten Überblick reichen die Original-Webseiten aus:

http://www.w3.org/TR/rdf-primer/

http://www.w3.org/TR/owl-guide/

http://www.w3.org/TR/2009/REC-owl2-primer-20091027/

http://www.w3.org/TR/rdfa-primer/

http://opendatahandbook.org/en/index.html

Die Standards RDF und OWL und ein Tutorial zu Protege stehen auch auf dem Handout-Server.

Die folgende Literatur steht in unserer Bibliothek zur Ansicht oder zur Ausleihe zur Verfügung:

Dean Allemang / Jim Hendler: Semantic Web for the Working Ontologist - Effective Modeling in RDFS and OWL, Morgan Kaufmann 2011 (2nd ed.), ISBN 978-0-12-383965-5

Grigoris Antoniou / Frank van Harmelen: A Semantic Web Primer, MIT Press 2004, ISBN 0-262-01210-3

John Hebeler / Matthew Fisher / Ryan Blace / Andrew Perez-Lopez: Semantic Web Programming, Wiley 2009, ISBN 978-0-470-41801-7

Tassilo Pellegrini / Andreas Blumenauer (Hrsg.): Semantic Web - Wege zur vernetzten Wissengesellschaft, Springer 2006, ISBN 3-540-29324-8

Tobi Sagaran / Colin Evans / Jamie Taylor: Programming the Semantic Web, O'Reilly 2009, ISBN 978-0-596-15381-6

Liyang Yu :  A Developer's Guide to the Semantic Web , Springer 2011, ISBN 978-3-642-15969-5