Sommersemester 2012 -- Blockseminar Daten- und Metadatenstandards | 09: Wiederholung

Universität zu Köln Historisch-Kulturwissenschaftliche Informationsverarbeitung Jan G. Wieners, MA <[email protected]>
Daten- und Metadatenstandards Sommersemester 2012 [Blockseminar] 27. September 2012 – Wiederholung

 Daten, Information, Metadaten – was ist das?  Extensible Markup Language (XML)  Eigene Standards definieren: Dokumenttypdefinitionen (DTD)  XPath und XSLT  TEI  Metadatenstandards im BAM-Sektor: ◦ MAB ◦ MARC ◦ Dublin Core ◦ METS/MODS  Semantic Web: RDF und Co. Themenüberblick Blockseminar

I. Termini & Co.

Quelle: http://www.wzl.rwth-aachen.de/de/ebecb2e7d199a686c125736f00454c10/11_v_deu.pdf Wissenspyramide

Arbeitsdefinition II Information ist ein Datum bzw. sind Daten mit inhaltlicher Bedeutung. Beispiele: „Der QR-Code repräsentiert die Aussage <<Herzlich Willkommen beim IT-Zertifikat! Ich freue mich auf ein schönes, spannendes, anregendes Semester mit Ihnen!>>“ „Die Binärfolge 1001 0010 1010 0110 bedeutet <Hallo>“. Informationen

Zwei Prozesse: Repräsentation und Abstraktion:  Repräsentation: Die Bedeutung, d.h. der Informationsgehalt von Daten ergibt sich erst aus der Kenntnis der benutzten Repräsentation.  Repräsentation: äußere Form der Darstellung (von Information)  Abstraktion: Prozess der Interpretation von Daten  Informationsgewinnung Repräsentation Information Daten Repräsentation Abstraktion

 Informationen (bzw. Daten), die andere Informationen (bzw. Daten) beschreiben. Metadaten /-informationen

II. Text / XML Wohlgeformtheit und Gültigkeit

Text?

Text! Inhalt „Trebnitz 10. November [1915] Liebster Kafka. Bedenken Sie meine große Versumpftheit“ Struktur Darstellung

 Grundidee (wichtig!): Strikte Trennung von ◦ Inhalt (XML) ◦ Struktur (DTD / Schema) ◦ Darstellung (CSS / XSLT) XML & Co.

<nachrichtensammlung> <nachricht> <sender>Jan Wieners</sender> <empfaenger> Kursteilnehmerinnen und –teilnehmer „Daten- und Metadatenstandards“ Sommersemester 2012 </empfaenger> <inhalt>Hallo!</inhalt> </nachricht> </nachrichtensammlung> XML: Aufbau

<nachrichtensammlung> <nachricht> <sender>Jan Wieners</sender> <empfaenger> Kursteilnehmerinnen und – teilnehmer „Daten- und Metadatenstandards“ Sommersemester 2012 </empfaenger> <inhalt>Hallo!</inhalt> </nachricht> </nachrichtensammlung> XML: Visualisierung nachrichtensammlung nachricht sender empfaenger inhalt

Wohlgeformtheit  XML-Dokumente müssen wohlgeformt (well-formed) sein, d.h. sie müssen den Regeln der XML-Syntax genügen (Auszug aus den Syntax-Regeln): ◦ Jedes XML-Dokument verfügt über EIN Wurzelelement. ◦ Jedes Element muss ein Start- und ein Endtag besitzen ◦ Elemente dürfen geschachtelt sein, dürfen sich aber nicht überlappen („Zwiebelschema“ beachten!). ◦ Ein Element darf nicht zwei Attribute mit dem gleichen Namen besitzen. ◦ Groß- und Kleinschreibung beachten! ◦ […]  Ein XML-Dokument ist „wohlgeformt“ („well formed“), wenn es die Regeln von XML einhält. Ein wohlgeformtes Dokument kann geparsed, (z.B. mit XPath) navigiert und mit anderen XML-Standards verarbeitet werden XML: Anforderungen

Gültigkeit  Ein XML-Dokument ist „gültig“ („valid“), wenn es den Regeln eines Schemas entspricht. Strukturen und Inhalte eines gültigen XML- Dokuments können leichter kontrolliert, konsistent gehalten und verarbeitet werden. Ein Schema beschreibt ein Modell explizit.  Strukturdefinition per Schemata / Gültigkeit von XML-Dokumenten ◦ DTD ◦ XML Schema ◦ RELAX NG ◦ Schematron Wohlgeformt vs. gültig

Elemente bzw. Tags definieren  Einzelnes Element: <!ELEMENT titel (#PCDATA)>  Verschachtelung von Elementen repräsentieren: <!ELEMENT bild (titel, url, abstract, person+, bauwerk+)> Bitte beachten / merken: + (Pluszeichen): Das Tag muss mindestens einmal vorkommen, darf aber auch öfter im XML-Dokument angegeben werden. ? (Fragezeichen): Das Element darf einmal vorkommen, muss jedoch nicht im XML-Dokument angegeben sein. * (Sternchen): Das Tag darf mehrmals im XML-Dokument vorkommen, darf jedoch fehlen. #PCDATA (PCDATA = "Parseable Character Data"): Beliebige Daten / Zeichen als Inhalt des XML-Elementes Dokumenttypdefinitionen (DTD)

Attribute definieren  <!ATTLIST tagname attributname CDATA #IMPLIED> Beachten / Merken: #REQUIRED  Jedes Element mit dem Namen „tagname“ muss das Attribut „attributname“ enthalten. #IMPLIED  Das Attribut kann angegeben werden, muss jedoch nicht angegeben werden. Dokumenttypdefinitionen (DTD)

 Schreiben Sie ein XML-Dokument (ohne XML-Deklaration und DOCTYPE-Angabe) für die im Folgenden wiedergegebene Dokumenttypdefinition (DTD): <!ELEMENT catalog (cd+)> <!ELEMENT cd (title, artist+, label, price, year)> <!ELEMENT title (#PCDATA)> <!ELEMENT artist (#PCDATA)> <!ELEMENT label (#PCDATA)> <!ELEMENT price (#PCDATA)> <!ELEMENT year (#PCDATA)> <!ATTLIST cd previewimage CDATA #IMPLIED> Übung I

 Schreiben Sie eine Dokumenttypdefinition für das im Folgenden angegebene XML-Markup: <nobelpreistraeger-literatur> <preistraeger> <jahr>2009</jahr> <name>Herta Müller(* 1953)</name> <land>Deutschland</land> <begruendung>die mittels Verdichtung der Poesie und Sachlichkeit der Prosa Landschaften der Heimatlosigkeit zeichnet</begruendung> </preistraeger> <preistraeger> <jahr>2010</jahr> <name>Mario Vargas Llosa(* 1936)</name> <land>Peru Peru / Spanien Spanien</land> <begruendung>für seine Kartographie der Machtstrukturen und scharfkantigen Bilder individuellen Widerstands, des Aufruhrs und der Niederlage</begruendung> </preistraeger> </nobelpreistraeger-literatur> Übung II

 Wie verhalten sich die Konzepte „Zeichen“, „Daten“ und „Information“ zueinander?  Was sind Metadaten? Wozu werden Metadaten benötigt?  Worin besteht das Problem, das mit Hilfe von Metadaten gelöst werden soll?  Was bezeichnet die „Wohlgeformtheit“, was die „Gültigkeit“ von XML-Dokumenten?  Welche Anforderungen werden an ein wohlgeformtes XML- Dokument gestellt?  Was verbirgt sich hinter der Abkürzung „DTD“?  Was beschreibt eine DTD / welchen Sinn haben Schemata?  Grob: Von XML nach DTD  Grob: Von DTD nach XML  […] …und die Klausur?

III. XSLT

XSLT: Intro  XSL Transformation (XSLT)  Programmiersprache zur Umwandlung von XML-Dokumenten: ◦ XML  XHTML-Website, XML, SVG, etc.  Verwendet die Abfragesprache Xpath, um Teile eines XML-Dokumentes zu adressieren  Schablonenkonzept (Templates): ◦ Eine Transformation besteht aus einer Reihe von einzelnen Transformationsregeln, die als „Templates“ („Schablonen“) bezeichnet werden. ◦ Ein Template besitzt ein auf XPath basierendes Muster, das beschreibt, für welche Knoten es gilt, und einen Inhalt, der bestimmt, wie das Template seinen Teil des Zielbaums erzeugt.  Vgl. Handout!

XSLT und die Praxis: CD-Katalog

cdkatalog-foreach.xslt <?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1"?> <xsl:stylesheet xmlns:xsl="http://www.w3.org/1999/XSL/Transform" version="2.0"> <xsl:output method="html"/> <xsl:template match="/"> <html> <head> <title>CD-Kollektion</title> </head> <body> <h2>Meine CD-Kollektion</h2> <h3>Titel (<cd> Tags) in XML-Datenbasis: <xsl:variable name="Anzahl_CDs" select="/catalog/cd"/> <xsl:value-of select="count($Anzahl_CDs)"/> </h3> […] XSLT und XPath: Praxis II  Variablen

cdkatalog-foreach.xslt […] <xsl:for-each select="/catalog/cd"> <h3>CD <xsl:value-of select="position()" /></h3> Titel: <xsl:value-of select="title" /><br /> Künstler: <xsl:value-of select="artist" /><br /> Label: <xsl:value-of select="label" /><br /> Jahr: <xsl:value-of select="year" /><br /> Bildurl: <xsl:value-of select="@previewimage"/> <br /> <img> <xsl:attribute name="src"> <xsl:value-of select="@previewimage"/> </xsl:attribute> </img> </xsl:for-each> </body> </html> </xsl:template> </xsl:stylesheet> XSLT und XPath: Praxis III  for-each

IV. XSLT und Xpath: Achsen & Co.

 XPath arbeitet mit dem vom Prozessor verarbeiteten (geparsten) XML-Dokument  Ein Beispiel: <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <buecher> <autor> <name>Murakami</name> <vorname>Haruki</vorname> </autor> <titel>Hard-boiled Wonderland</titel> <gattung>Roman</gattung> </buecher> XPath

1 <buecher> 2 <autor> 3 <name>Murakami</name> 4 <vorname>Haruki</vorname> </autor> 5 <titel>Hard-boiled Wonderland</titel> 6 <gattung>Roman</gattung> </buecher> XPath 1 2 5 6 3 4 Zahlenwerte 1 bis 6 geben die Reihenfolge an, in der ein XML- Prozessor die Knoten ablaufen wird.  Dokumentreihenfolge („Document Ordner“) / Tiefensuche

Wichtig: Knotenbeziehungen  Achsen:  Elternknoten (parent) – Jedes Element verfügt über einen Elternknoten. Ausnahme: ???  Vorfahre (ancestor) – Elternknoten von Knoten Beispiel: Der Knoten „2“ ist Vorfahre des Knotens „3“.  Kind (child) – Untergeordnete Knoten Beispiel: „3“ ist Kindknoten von „2“.  Geschwister (siblings): Knoten mit gleichen Elternknoten sind Geschwisterknoten. Beispiel: Der Knoten „3“ ist Geschwisterknoten des Knotens „4“. XPath: Navigation 1 2 5 6 3 4

 Verfügbare Achsen: ◦ child (Kind) ◦ parent (Elternknoten  ../) ◦ descendant (Nachkommen) ◦ ancestor (Vorfahre) ◦ following (Nachfolgende Knoten) ◦ preceding-sibling (Vorherige Geschwisterknoten) ◦ following-sibling (Nachfolgende Geschwisterknoten) ◦ self (aktueller Knoten  .) ◦ descendant-or-self (Nachkomme oder aktueller Knoten) ◦ ancestor-or-self (Vorfahre oder aktueller Knoten) XPath: Achsen

 Um auf die Knoten eines XML-Dokumentes zugreifen zu können, müssen sie adressiert werden. In XPath wird hierzu – vom aktuellen Knoten ausgehend – ein Pfad definiert.  Unterscheidung ausführliche vs. verkürzte Achsenbezeichnung: ◦ ausführlich: /child::autor/child::buch/attribute::titel ◦ verkürzt: /autor/buch/@titel Adressierung

 Absolute vs. relative Pfade: ◦ Bei relativen Pfaden wird von dem Knoten ausgegangen, an dem sich der Interpreter befindet. ../../vorname ◦ Bei absoluten Pfadangaben wird der Pfad vollständig bzw. absolut angegeben /buch/autor/vorname Pfadangaben

 Was verbirgt sich hinter der Abkürzung „XSLT“? ◦ Was ist XSLT? ◦ Wozu dient XSLT?  In welchem Verhältnis stehen XSLT und XPath zueinander?  Wozu dient XPath?  Wozu wird die Angabe <xsl:value-of select=”Xpath-Ausdruck”/> verwendet - was geschieht hier?  Nennen und beschreiben Sie zwei XPath-Achsen. …und die Klausur

Semantic Web

Suchmaschinen: Google

…die Nadel im Heuhaufen…?

Oh weh, was meint sie / er damit bloß??? Den Computermechanismen mangelt‘s an Wissen! „knowledge gap“:  Probleme im Verständnis natürlicher Sprache  Interpretation des Inhaltes von Bildern oder anderen multimedialen Dingen  Computer verfügt nicht über Hintergrundwissen über das der Benutzer / die Benutzerin verfügt  Computer verfügt nicht über Hintergrundwissen über die Benutzerin / den Benutzer

Paradigmenwechsel: von passiver Rechenleistung zu aktiver Rechenleistung (Verständnis der Inhalte) Das Semantic Web will Computern helfen, die Bedeutung hinter den Webseiten zu "verstehen“  Das derzeitige WWW dreht sich um Dokumente  Das Semantic Web dreht sich um Dinge (Menschen, Musik, Filme), um Konzepte Eine Möglichkeit: Einbettung semantischer Information in HTML-Seiten Semantic Web

Ach so ist das gemeint! …hätte sie / er das nicht gleich sagen können?!? Wissenslücke zwischen Benutzer und Computer mindern  Bereitstellung von Wissen in einer Art und Weise, in der es von Computern verarbeitet werden und für weiteres Schließen verwendet werden kann  Z.B.: Bereitstellung von (semantischen) Metainformationen, die die Inhalte der Website beschreiben (description, keywords, etc.)

Annotation – Beispiel: Mikroformat „hCard“ (vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Mikroformate) : XHTML, einfach: <div> <div>Max Mustermann</div> <div>Musterfirma</div <div>01234/56789</div> <a href="http://example.com/">http://example.com/</a> </div> Im Mikroformat „hCard“: <div class="vcard"> <div class="fn">Max Mustermann</div> <div class="org">Musterfirma</div> <div class="tel">01234/56789</div> <a class="url" href="http://example.com/">http://example.com/</a> </div> Semantic Web

The Resource Description Framework (RDF)  Erfunden, um Ressourcen im WWW zu beschreiben  RDF ist domänenunabhängig, d.h. kann auch dazu verwendet werden, Entitäten der realen Welt zu beschreiben  RDF ist eine einfache Modellierungssprache, ist jedoch die Grundlage für komplexere Sprachen wie OWL RDF

Unterscheidung:  Ressourcen: Alles, was über einen Uniform Resource Identifier (URI) referenziert werden kann  Eigenschaften (properties): Eigenschaften von Ressourcen  Ausdrücke (Expressions) werden geformt mit Tripeln in der Form (Subjekt, Prädikat, Objekt)  Ausdrücke (statements) = resource + properties RDF

Visualisierung: Graphdarstellung (http://de.wikipedia.org/wiki/Köln,lastModified,2011-10-23) (urn:example:city:cologne,inhabitants,1007119) (http://de.wikipedia.org/wiki/Köln,isAbout,urn:example:city:cologne) RDF: Tripel

 Semantic Web: Worin besteht das Problem des WWW? Was ist die Vision des Semantic Web? ◦ „Knowledge Gap“ ◦ Annotation, Metadaten, etc.  Woraus besteht ein RDF-Tripel?  Bilden Sie die Aussage „Die Stadt Köln hat 1.036.100 Einwohner“ in einem Tripel ab. …und die Klausur

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