Potentiale und Grenzen von Semantic Web für das Wissensmanagement in Unternehmen

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

1 Einleitung

2 Semantic Web
2.1 Vom Web 1.0 zum Web 2.0
2.2 Problematik im Web
2.3 Das Semantic Web
2.4 Ziele des Semantic Web
2.5 Wichtigste Grundsätze des Semantic Web
2.6 Semantische Technologien
2.6.1 Semantic-Web-Architektur
2.6.2 Basistechnologien des Semantic Web
2.6.3 Wissensrepräsentation mittels Ontologie
2.6.4 Ontologie in RDF (Resource Description Framework)und RDFS (Resource Description Framework Schema)
2.6.5 Ontologie in OWL (Ontology Web Language)
2.7 Begriffshierarchie im Kontext von Wissensmanagement

3 Wissensmanagement
3.1 Begriffsbestimmung „Wissen“
3.2 Begriffsbestimmung „Wissensmanagement“
3.3 Bedeutung von Wissensmanagement
3.4 Wissensmanagement im Strategiekontext
3.5 Begriffshierarchie im Kontext von Wissensmanagement
3.6 Theoretische Ansätze und Modelle von Wissensmanagement
3.7 Netzwerkorientierter Ansatz im Wissensmanagement (Anwendungsbeispiel: vionto.com)
3.8 Ressourcenbasierter Ansatz im Wissensmanagement (Anwendungsbeispiel: PoolParty)
3.9 Prozessorientierter Ansatz im Wissensmanagement (Anwendungsbeispiel: PROCESSUS)
3.10 Interaktionsorientierter Ansatz im Wissensmanagement (Anwendungsbeispiel: ALEXANDRIA)

4 Potentiale und Grenzen von Semantic Web für das Wissensmanagement
4.1 Potentiale von Semantic Web für das Wissensmanagement basierend auf den netzwerkorientierten Ansatz
4.2 Grenzen von Semantic Web für das Wissensmanagement basierend auf alle vier Ansätze von Wissensmanagement
4.3 Grenzen von Semantic Web für das Wissensmanagement basierend auf den netzwerkorientierten Ansatz
4.4 Potentiale von Semantic Web für das Wissensmanagement basierend auf den ressourcenbasierten Ansatz
4.5 Grenzen von Semantic Web für das Wissensmanagement basierend auf den ressourcenbasierten Ansatz
4.6 Potentiale von Semantic Web für das Wissensmanagement basierend auf den prozessorientierten Ansatz
4.7 Grenzen von Semantic Web für das Wissensmanagement basierend auf den prozessorientierten Ansatz
4.8 Potentiale von Semantic Web für das Wissensmanagement basierend auf den interaktionsorientierten Ansatz
4.9 Grenzen von Semantic Web für das Wissensmanagement basierend auf den interaktionsorientierten Ansatz

5 Fazit und Ausblick

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

1. Semantic-Web-Architektur 2000

2. Semantic-Web-Architektur 2007

3. Wissenstreppe nach North

4. Wissenstreppe nach North

5. Suche nach dem Begriff „FH Düsseldorf“

6. Bausteine des Wissensmanagements nach Probst et al

7. Vier Formen der Wissensumwandlung nach Nonaka und Takeuchi

8. Werke von Goethe

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Einleitung

Was ist das Semantic Web? Ist das eine Revolution von Web oder doch eine Modeerscheinung? Welche Möglichkeiten bietet das Semantic Web für das Wissensmanagement?

In vielen Unternehmen ist das Thema „Wissensmanagement“ ein wichtiges Thema geworden. Wissen stellt eine entscheidende Ressource für die Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen dar. Viele Unternehmen beschäftigen sich mit der Frage „wie kann mit der wertvollsten Ressource Wissen im Unternehmen effizient umgegangen werden“.

Das Semantic Web bietet eine Möglichkeit Wissensmanagement im Unternehmen effizient zu gestalten.

Im Rahmen dieser Bachelorthesis werden die Potentiale und Grenzen von Semantic Web für das Wissensmanagement ausgearbeitet.

Diese basiert auf die literarische Methode.

In den ersten beiden Kapiteln werden zunächst Semantic Web und danach Wissensmanagement analysiert.

Anschließend findet eine Synthese statt. Bei dieser werden mögliche Verknüpfungen zwischen Semantic Web und Wissensmanagementansätzen dargestellt. Es wird versucht Potentiale und Grenzen von Semantic Web für das Wissensmanagement auszuarbeiten.

Die Bachelorthesis ist in fünf Hauptkapiteln gegliedert.

Im zweiten Hauptkapitel werden die Entwicklung des World Wide Web (www), auch Web genannt, und die Probleme im Web dargestellt. Des Weiteren wird der Fokus auf das Semantic Web, seine Ziele und seine wichtige Grundsätze gelegt. Darauffolgend werden semantische Technologien anhand der Semantic-Web-Architektur ausführlich beschrieben. Anhand zahlreicher Beispiele sollen dem Leser^[1] technische Zusammenhänge einzelne Technologien plastisch dargestellt werden. Für dieüberleitung zum nächsten Hauptkapitel werden einzelne semantische Technologien bis zu einer bestimmten Stufe der Wissenstreppe nach North zugeordnet. Diese wird dann im Hauptkapitel drei vervollständigt.

Das dritte Hauptkapitel beschäftigt sich mit Wissensmanagement. Es werden Begriffe „Wissen“ und „Wissensmanagement“ definiert. Die Bedeutung des Wissensmanagement für Unternehmen wird verdeutlicht. Des Weiteren werden zwei Wissensmanagement-Strategien dargestellt. Nun wird die Wissenstreppe nach North vervollständigt. Anschließend werden Anwendungsbeispiele für den netzwerkorientierten, ressourcenbasierten, prozessorientierten und interaktionsorientierten Ansatz beschrieben.

Im vorletzten Hauptkapitel werden zunächst die Potentiale und dann die Grenzen von Semantic Web für das Wissensmanagement ausgearbeitet. Diese beziehen sich auf die vier im dritten Hauptkapitel beschriebenen Ansätze des Wissensmanagements und Anwendungsbeispiele. Den vier beschriebenen Ansätzen des Wissensmanagement werden die Wissensmanagementstrategien zugeordnet. Die Wahl dieser wird begründet.

Schließlich werden die Ergebnisse der Ausarbeitung zusammengefasst. Basierend auf den Report von eco e. V. wird ein Ausblick für die Zukunft geboten.

Die Bachelorthesis konzentriert sich auf die Potentiale und Grenzen von Semantic Web für das Wissensmanagement. Andere Potentiale und Grenzen wie beispielsweise ökonomische werden nicht berücksichtigt, weil diese nicht der Gegenstand dieser Bachelorthesis sind. Des Weiteren werden zwar alle zwölf Ansätze des Wissensmanagement dargestellt, aber vier von diesen ausführlich erläutert. Diese bilden die Grundlage für die anschließende Synthese. In jedem Kapitel wird auf die Punkte, die nicht ausführlich bearbeitet werden, hingewiesen. Diese Entscheidungen werden auch begründet.

2 Semantic Web

In folgenden Kapiteln werden die Entwicklung des Web, Ziele und wichtigste Grundsätze von Semantic Web beschrieben. Die einzelnen semantischen Technologien werden anhand zahlreicher Beispiele plastisch dargestellt. Anschließend werden diese den einzelnen Stufen der Wissenstreppe nach North zugeordnet, um ihre Relevanz für das nächste Hauptkapitel „Wissensmanagement“ und deren Zusammenhang zu unterstreichen.

2.1 Vom Web 1.0 zum Web 2.0

Einkaufen in Online-Shops, seine Erfahrungen und Kenntnisse auf eine Plattform mit anderen teilen, sich mit Freunden verabreden u.v.m. gehört heute schon zum täglichen Leben. Das Web ist aus unserem heutigen Alltag nicht mehr wegzudenken. Es ist doch interessant zu wissen, wer das Web erfunden hat und wie dieses sich im Laufe der Zeit entwickelt hat.

Bevor die Entwicklung des Web kurz dargestellt wird, sind die Begriffe „Internet“ und „Web“ zu klären.

„Das Internet ist der weltweit größte Netzverbund, der jedem Teilnehmer eine nahezu grenzenlose Informations- und Kommunikationsinfrastruktur zur Verfügung stellt. Es handelt sich um ein dezentral organisiertes, globales Rechnernetz, das aus sehr vielen miteinander verbundenen lokalen und nationalen Netzen besteht.“^[2] Erst durch diverse Dienste, wie beispielsweise durch einen E-Mail-Dienst, wird dieser in Anspruch genommen.^[3] Das Internet ist nicht leitungsvermittelnd, wie beispielsweise ein Telefon, sondern dieses ist paketvermittelnd.

Das Web ist einer der bekanntesten Internet-Dienste, welcher dieübertragung von Websiten ermöglicht. Im Jahre 1989 erfand Tim Berners-Lee, ein britischer Physiker und Informatiker, das Web.

Zu der Zeit wurde dieses vorwiegend unter Wissenschaftlern als Austauschplattform genutzt. Die Websitebetreiber präsentierten ihre Produkte und Dienstleistungen. Diese Entwicklungsstufe wird als „Web 1.0“ bezeichnet. Zusammengefasst wurden in dieser Zeit Daten ausgetauscht und verbreitet.

Die nächste Entwicklungsstufe des Web, die unter dem Begriff „Web 2.0“ bekannt ist, hat ihren Anfang im Jahr 2000 genommen. Ihr entscheidendes Merkmal besteht darin, dass der Nutzer^[4] selbst zum Anbieter^[5] von Inhalten mit Hilfe entsprechender Anwendungen ohne besondere EDV-Kenntnisse werden kann. Die Trennung zwischen den Anbietern und Nutzern verwischt. Jeder kann seine Meinung, seine Eindrücke mit anderen teilen und sich austauschen. In dieser Zeit stehen die Beteiligung der Nutzer am Web und die Generierung des weiteren Zusatznutzens im Vordergrund.^[6]

2.2 Problematik im Web

Mittlerweile ist eine Vielzahl an Daten im Web vorhanden. Diese sind teilweise strukturiert und mit anderen zusammenhängenden Inhalten verknüpft.

Eine der Aufgaben für den Menschen besteht darin, nach den gewünschten Daten zu suchen, diese zu filtern und in Beziehungen zueinander zu setzen. Diese Aufgabe raubt den Menschen viel Zeit und Kraft.^[7]

Anhand eines Beispiels soll die Problematik des Web verdeutlicht werden. Ein Nutzer sucht mittels einer Suchmaschine nach dem Begriff „Bach“ und es ergeben sich folgende Ergebnisse (Stand: 24.09.2014):^[8]

- Bach als Komponist (Johann Sebastian Bach)
- Bach als kleines Fließgewässer
- Bach als kleiner Ortsteil in Deutschland (Bach an der Donau)

Anhand dieses Beispiels soll deutlich werden, dass die Suchmaschine alle Inhalte präsentiert, die in ihrem Namen sowohl den Begriff „Bach“ beinhalten als auch in dessen Umfeld dieser Begriff erscheint. Basierend auf das o. g. Beispiel lassen sich die Grenzen des Web zusammenfassen:

- Bedeutungsgenerierung (Homonyme, Synonyme)

Die Generierung der Bedeutung fällt dem Menschen leicht, aber der Computer kann damit nicht arbeiten.

- Selektion der Daten erfolgt durch den Menschen

Das Web wurde für den Menschen gemacht und sieht als Aufgabe des Menschen die Daten auszuwählen und diese evtl. in Relationen zueinander zu setzen.

- Informationsextraktion

Die vorhandenen Informationen im Web sind heterogen. Demzufolge fehlt dem Software-Agenten (ein Computerprogramm) Kontext- und Weltwissen um diese aus der Text- bzw. Bilddarstellung zu lösen und zu bewerten. Dies kann nur der Mensch.

Aus den vorhandenen Informationen muss das implizite Wissen ermittelt werden um logische Schlussfolgerungen zu extrahieren. Das implizite Wissen ist grundsätzlich objektbezogen. Es kann sich beispielsweise um Erfahrungen handeln. Die Extraktion dieses gelingt ebenfalls nur dem Menschen.

- Ständiges Wachsen der Informationsflut

Die Datenmengen, die jeden Tag im Unternehmen verarbeitet werden müssen, wachsen ständig. Diese kann der Mensch auf lange Sicht nichtüberblicken. Die Problematik besteht darin, diese effizient zu verarbeiten.^[9]

2.3 Das Semantic Web

Der Lösungsansatz zur Beseitigung der Nachteile des Web ist das Semantic Web, auch „Web 3.0“ genannt. Dies ist möglicherweise die dritte Entwicklungsstufe des Web.

Dieser Begriff besteht aus zwei Wörtern „Semantic“ und „Web“.

„Semantik ist die Lehre von der Wortbedeutung. Es handelt sich dabei um den Sinn und Inhalt einer Information.übertragen auf die Informatik bedeutet dies, dass der semantische Aspekt einer Information von Zeichen und deren Anordnung abhängt. (…)“^[10]

Der Begriff „Web“ wurde bereits im Abschnitt 2.1 ausführlich beschrieben.

Im Jahre 2001 hat Tim Berners-Lee den Begriff „Semantic Web“ informal definiert. „The Semantic Web is an extension of the current web in which information is given well-defined meaning, better enabling computers and people to work in cooperation.”^[11]

Aus dieser Definition lassen sich drei Kerncharakteristikas des Semantic Web ableiten.Zum einen soll das vorhandene, präsentationsorientierte Web erweitert und nicht durch Semantic Web abgelöst werden. Zum anderen sollen Daten explizit um Aussagenüber ihre Bedeutung angereichert werden. Dies wird anhand zahlreicher Beispiele im Abschnitt 2.7 erläutert. Mit Hilfe von Semantic Web soll letztendlich das Verhältnis zwischen dem Computer und dem Menschen optimiert werden. Dies kann zur Steigerung der Effizienz führen.

2.4 Ziele des Semantic Web

Das Semantic Web verfolgt als Hauptziel das vorhandene Web um semantische Elemente und Verknüpfungen zu erweitern.

Dieses lässt sich in weitere Unterziele aufteilen. Eins davon ist, die Daten, die bereits im Web vorhanden sind, für den Computer verwertbar zu machen. Dieser muss in der Lage sein, die Daten nach Wünschen bzw. Interessen des Nutzers automatisch zu ordnen. Des Weiteren soll der Computer befähigt werden, die Informationen zu interpretieren und diese automatisch weiterzuverarbeiten. Der Computer soll die Funktionalität erhalten Informationen basierend auf deren Inhalten miteinander in Beziehung zu setzen.^[12]

2.5 Wichtigste Grundsätze des Semantic Web

Im folgenden Kapitel werden die wichtigsten Grundsätze des Semantic Web dargestellt.

Das World Wide Web Consortium (W3C) ist ein internationales Konsortium, welches im Jahre 1994 gegründet wurde. Tim Berners-Lee als Direktor und Jeffrey Jaffe als Chief Executive Officer (CEO) sind bei diesem tätig.

Das obere Ziel des W3C besteht darin, dass durch die Entwicklung neuer Standards die Potentiale des Web ausgeschöpft werden können.^[13],^[14]

Das Konsortium handelt nach sechs Grundsätzen des Semantic Web, welches sich diese selbst entwickelt hat. Diese werden im folgenden Text dargestellt.

- Erster Grundsatz: URI (Uniform Resource Identifier) identifizieren alles

URI ist in der Lage Menschen, Dinge und Orte aus der physikalischen und aus der digitalen Welt zu identifizieren und zu lokalisieren. Dieser Identifikator wird im Kapitel 2.6.2 ausführlich anhand von Beispielen erläutert.

- Zweiter Grundsatz: Ressourcen und Beziehungen sind typisiert

Das heutige Web ist darauf angewiesen, dass der Mensch sich selbst die gewünschten Daten selektiert, diese in Relation zueinander setzt und daraus logische Schlussfolgerungen zieht.

Dieses enthält keine Metadaten, welche die Ressourcen beschreiben, wie diese verwendet werden können und wie diese zu anderen Ressourcen in Beziehung stehen. Ziel des W3C besteht darin, dem Computer dies durch die Standards zu ermöglichen.

Die Standards, die diese Anforderungen erfüllen, werden in den Kapiteln 2.6.4 und 2.6.5 erläutert.

- Dritter Grundsatz: Teilweise vorhandene Informationen sind akzeptabel

Die Informationen im semantischen Web können nach einem bestimmten Zeitraum nicht mehr vorhanden sein oder deren Adresse wird für etwas anders verwendet. Dadurch gehen Informationen verloren.

Die Werkzeuge des Semantic Web können mit partiellen Informationen arbeiten. Mittels URI, bereits oben beschrieben, können Informationen eindeutig identifiziert werden. Wenn eine Verlinkung zu einer bestimmten Information fehlt, können vorhandene Informationen für Rückschlüsse genutzt werden.

- Vierter Grundsatz: Absolute Wahrheit ist nicht nötig

In diesem Grundsatz ist die Wahrheit im Sinne der Glaubhaftigkeit zu verstehen.

Informationen, die sich im Semantic Web befinden sind nicht immer wahr. Diverse Applikationen, die diese verarbeiten, sollen die Glaubhaftigkeit einschätzen können.

- Fünfter Grundsatz: Entwicklung wird unterstützt

Das Semantic Web kann mittels des Regelwerks diverse ähnliche Konzepte, die evtl. von verschiedenen Gruppen, in verschiedenen Ländern erarbeitet werden, beschreiben. Es ist ebenfalls möglich die unterschiedlichen Konzepte zu kombinieren, obwohl diverse Vokabulare benutzt werden.

Mit dem Regelwerk können die Mehrdeutigkeit beseitigt und Widersprüche geklärt werden. Ebenfalls können vorhandene Informationen ohne Veränderung der alten angereichert werden.

- Sechster Grundsatz: Minimalistisches Design

“The Semantic Web makes the simple things simple, and the complex things possible.”^[15]

Das W3C fokussiert sich auf notwendige Standards. Dabei soll ermöglicht werden, dass bei der Nutzung semantischer Technologien, die aufeinander aufbauen, ein Mehrwert geschaffen wird.

2.6 Semantische Technologien

In den nachfolgenden Kapiteln wird zunächst die Entwicklung der Semantic-Web-Architektur dargestellt.

Anhand dieser werden Basistechnologien und spezifische Technologie, wie beispielsweise die Wissenspräsentation, erläutert. Für das bessere Verständnis werden semantische Technologien plastisch anhand zahlreicher Beispiele dargestellt.

Einige der semantischen Technologien werden ausführlich beschrieben und andere nicht. Die ausführlich beschriebenen Technologien sind für die Ausarbeitung des vierten Kapitels von großer Bedeutung.

2.6.1 Semantic-Web-Architektur

In den nachfolgenden Abbildungen sind zwei ähnliche Semantic-Web-Architekturen dargestellt. Links ist die visionäre Semantic-Web-Architektur, entwickelt von Tim Berners-Lee im Jahre 2000, zu sehen. Nach vielen Forschungsarbeiten und Diskussionen erschien eine neue Version der Semantic-Web-Architektur, die rechts zu sehen ist.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 1: Semantic-Web-Architektur 2000^[16]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 2: Semantic-Web-Architektur 2007^[17]

2.6.2 Basistechnologien des Semantic Web

Anhand der aktuellen Version der Semantic-Web-Architektur werden einzelne Bestandteile erläutert.

Die Semantic–Web-Architektur ist nach dem Bottom-Up-Prinzip zu lesen. Die einzelnen Technologien bauen aufeinander auf und dementsprechend sind diese abwärtskompatibel. Basierend auf untenliegenden Technologien funktionieren die höherliegenden Technologien.

URI wurde bereits im Kapitel 2.5 erwähnt.

Es handelt sich um eine Zeichenfolge, die in der Lage ist eine physikalische oder abstrakte Ressource eindeutig zu identifizieren. Unter dem Begriff „Ressource“ sind beispielsweise Dokumente, Bilder, Dateien und Internetadressen zu verstehen.

Es gibt zwei Untermengen von URI. Einerseits URL (Uniform Resource Locator) und anderseits URN (Uniform Resource Name).

Der erste kann die Ressource und den Ort eindeutig durch Zugriffsmechanismus wie beispielsweise HTTP (HyperText Transfer Protocol) oder FTP (File Transfer Protocol), im Web ermitteln. Der Inhalt, der an diesem Ort repräsentiert ist, kann sich stetig ändern, wobei der Ort identisch bleibt.

Der zweite vergibt jeder Ressource im Web einen eindeutigen und endgültigen Namen. Ein Buch kann beispielsweise durch eine ISBN (International Standard Book Number) eindeutig identifiziert werden.

URL kann geändert werden, wenn beispielsweise ein Dokument an einem anderen Ort abgespeichert wird, aber URN bleibt immer gleich.^[18],^[19]

IRI (Internationalized Resource Identifier) ist eine internationale Variante des URI.

Dieser verwendet die Unicode-Zeichen um die URI zu erweitern.^[20]

Unicode wurde vom Unicode Konsortium, eine Organisation, die sich insbesondere der Entwicklung der Unicode-Standards gewidmet hat, als internationaler Standard entwickelt.

Unicode besteht aus verschiedenen Zeichensätzen, wie beispielsweise lateinischen oder kyrillischen. Dieser vergibt jedem Zeichen eine eindeutige Nummer damit der Computer die Zeichen ohne Missverständnisse interpretieren kann. Durch seine Nummerierung einzelner Zeichen ist dieser programm-, system-, und sprachunabhängig.^[21],^[22]

XML (Extensible Markup Language) ist eine Auszeichnungs- und Metasprache.

Diese definiert die Bausteine eines Dokuments und legt ihre Beziehung fest.

XML bildet eine syntaktische Grundlage für das Semantic Web. Mittels dieser Auszeichnungssprache wird die logische Struktur der XML-Dokumente festgelegt.^[23],^[24],^[25]

Ein XML-Dokument besteht aus diversen Komponenten, die im unteren Text erläutert und anhand eines Beispiels dargestellt werden.

- XML-Deklaration: Ein XML-Dokument beginnt immer mit einer einheitlichen XML-Deklaration, welche das Dokument als XML-Dokument bezeichnet. Diese enthält eine Versionsnummer des angewandten XML-Standards. Die XML-Deklaration kann wie folgt aussehen:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten^[26]

Unter Pseudo-Attribute sind Daten in einem bestimmten Format zu verstehen. Diese haben in dem Attribut einen Wert.

Encoding wird benutzt, um die Kodierung des XML-Dokumentes festzulegen. Wenn diese nicht definiert wird, erscheint automatisch 8-Bit Unicode Transformation Format (utf-8). Dies ist eine der bekanntesten Kodierungen für Unicode-Zeichen.^[27]

- XML-Element: Ein XML-Element beginnt mit einem Start-Tag und endet mit einem End-Tag.

Der XML-Name steht in spitzen Klammern. Dieser beginnt mit einem Buchstaben oder mit einem Unterstrich. In dem Namen können sowie Buchstaben als auch Zahlen vorhanden sein. Die Länge des Namens ist nicht beschränkt. Es wird unter Klein- und Großschreibung unterschieden.

Alles, was sich zwischen den spitzen Klammern befindet, wird Inhalt des XML-Elements genannt.

Jedes XML-Dokument besteht aus genau einem Wurzelelement und anderen Elementen die innerhalb dieses verschachtelt sein müssen.^[28]

Dies wird anhand eines Beispiels verdeutlicht:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

- XML-Attribut: Ein XML-Attribut hat weder eine Struktur, wie ein XML-Element, noch kann diesesüber Namensräume modularisiert werden.

Dieses gilt lokal für ein XML-Element, in welchem dieses sich befindet. Mittels des XML-Attributs können Informationen dem XML-Element hinzugefügt werden.

Das XML-Attribut befindet innerhalb eines Start-Tags. Dessen XML-Name ist identisch mit dem Aufbau eines XML-Namens von XML-Element. Ein XML-Attribut wird nach dem XML-Namen geschrieben.

Die Trennung zwischen dem XML-Namen und dem XML-Attribut erfolgt durch ein Gleichheitszeichen und wird mit einem einfachen oder doppelten Anführungszeichen umgerahmt.^[30]

Dies soll anhand folgenden Beispiels verdeutlicht werden:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten^[31]

Es gibt ein spezielles Attribut namens xml:lang, welches die Aufgabe hat, die Sprache des XML-Dokuments zu definieren.^[32]

Anhand folgenden Beispiels werden dieses und ein Wurzelelement mit anderen Elementen dargestellt:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Im vorliegenden Beispiel zeigt das spezifische XML-Attribut „de“, dass das XML-Dokument in deutscher Sprache geschrieben ist. Wenn dieses in einer anderen Sprache geschrieben wurde, wie beispielsweise in spanischer Sprache, dann stünde als Wert „es“ für Spanisch.

XML ermöglicht zwar die Trennung von Inhalten und Strukturen und die Be-schreibung einzelner Abschnitte eines Dokuments, doch es ist für die vollständig automatisierte Verarbeitung durch den Computer ungenügend.

Im oberen Beispiel kann der Computer lesen, dass Melanie Mustermann eine Person ist, einen Titel Doktor trägt und an der FH Düsseldorf tätig ist. Das XML-Dokument wurde in der deutschen Sprache geschrieben.

Allerdings weiß der Computer nicht, ob der Begriff „Doktor“ ein Titel ist. Um ihm dies beizubringen, werden Ontologien benutzt, die im weiteren Kapitel erläutert werden.

2.6.3 Wissensrepräsentation mittels Ontologie

Die am häufigsten gebrauchte Definition von Ontologie in Bezug auf die Informatik entstand im Jahre 1993 von Gruber:

„An ontology is an explicit specification of a conceptualization.“^[33]

Eine weitere Definition entstand drei Jahre später:

„An ontology is a shared understanding of some domain of interest.“^[34]

Im Sinne der Informatik ist die Ontologie ein abstraktes Modell.

Mittels dieses können alle bereits vorhandene Begriffe im Web, ihre Relationen und Restriktionen untereinander für ein abgegrenztes Themengebiet in computerlesbarer Form dargestellt werden.

Mit anderen Worten dient die Ontologie der Wissensrepräsentation, die nicht nur für den Menschen, sondern auch für den Computer verständlich ist.^[35],^[36]

Die Auswahl der Ontologiesprache hängt davon ab, wie die Ontologie nachher genutzt werden soll.

2.6.4 Ontologie in RDF (Resource Description Framework) und RDFS (Resource Description Framework Schema)

RDF (Resource Description Framework) ist ein auf XML basiertes System, um eine Ressource zu beschreiben, indem logische Zusammenhänge dargestellt und Ressourcen miteinander verknüpft werden. Das Ziel besteht darin, die Daten in auswertbarer Form für den Computer zu beschreiben.

Mit Hilfe von RDF-Tripel wird jede Aussage in ihre Bestandteile zerlegt. Dieses besteht aus Subjekt, Prädikat und Objekt.

Das Subjekt ist die zu gestaltende Ressource.

Das Prädikat stellt ein Attribut dar und beschreibt das Objekt, dieses wird in Form einer gerichteten Kante dargestellt.

Das Objekt ist ein dazugehöriger Wert zum Subjekt.

Das Subjekt und Objekt werden eindeutig durch URI, die bereits im Kapitel 2.6.2 beschrieben wurde, identifiziert.

Der Satz „Konstanz ist eine Stadt“ ist in Form eines RDF-Tripels darzustellen.^[37],^[38],^[39]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

RDF beschreibt Knoten, die durch gerichtete Kanten miteinander verbunden sind. Diese erscheinen in Graphen-Form im Gegensatz zur XML, die die Daten in Baumstruktur darstellt. Dieses bietet ein einfaches Lesen und Verstehen der Daten, allerdings werden die Daten mit steigender Menge unübersichtlich.

RDF ist eine Datenmodellierungssprache und ähnelt sich in ihrer Struktur dem ERM (Entity-Relationship-Modell) und dem UML (Unified Modeling Language)-Klassendiagramm.^[41]

Im Februar 2014 erschien die Version 1.1 des RDF, die W3C als Empfehlung ausgesprochen hat. Es wurden einige Änderungen vorgenommen.^[42] Diese werden in dieser Arbeit nicht erläutert, da die Änderungen sich nicht auf die Elemente, die bereits oben erläutert wurden, beziehen.

RDFS (Resource Description Framework Schema), eine Erweiterung des RDF, die auch wie dieses eine Empfehlung des W3C ist.

RDFS stellt ein Vokabular zur Typisierung der RDF Ressourcen dar. Dieses enthält festgelegte Konzepte, die Klassen, Attribute und Relationen der Ressourcen beschreiben. Mit Hilfe von RDFS können von RDF zerlegte Aussagen vom Computer interpretiert werden.^[43],^[44]

2.6.5 Ontologie in OWL (Ontology Web Language)

OWL (Ontology Web Language) ist die wichtigste Ontologiesprache.

Diese basiert auf RDF und RDFS.

OWL hat sowie eine eindeutige Syntax als auch eine eindeutige Semantik. Aufgrund der eindeutigen Semantik können aus Daten logische Schlussfolgerungen gezogen werden.^[45]

OWL besteht aus folgenden Komponenten, die im weiteren Text erläutert werden:

- Klassen: Klassen, auch Konzepte genannt, haben die Aufgabe diverse Begriffskategorien zu beschreiben.

Diese erscheinen in Ontologie als Taxonomien. Begriffe werden nach bestimmten Kriterien klassifiziert und diese in einerüber-/Unterordnung dargestellt.

Taxonomien sind hierarchisch aufgebaut, wobei keine Beziehungen zwischen den einzelnen Begriffen definiert sind. Die Klasse „Rezept“ könnte drei Unterklassen „Vorspeise“, „Hauptspeise“ und „Dessert“ haben. Diese wiederrum können weitere Unterklassen bilden, wie beispielsweise unter „Vorspeise“ die Unterklasse „Avocado-Mozzarella-Salat“.^[46]

- Relationen: Relationen, auch Attribute genannt, repräsentieren Beziehungen zwischen den einzelnen Klassen und Instanzen. Eine Relation „Autor“ kann das Rezept „Avocado-Mozzarella-Salat“ mit einer Person in Verbindung setzen.

- Regeln: Regeln, auch Axiome genannt, sind Aussagen, die immer wahr sind. Diese dienen der Wissensrepräsentation, welche nicht aus anderen Begriffen abgeleitet werden kann. So eine Regel kann beispielsweise „Zwischen dem Planeten Mars und Deutschland ist keine Zugverbindung vorhanden“ lauten.^[47]

- Instanzen: Instanzen sind bestimmte Ausprägungen von Klassen. Diese repräsentieren reale Elemente, wie beispielsweise eine Person.^[48],^[49]

RIF (Rule Interchange Format) ist ein Standard, welches von W3C im Februar 2013 bekannt gemacht wurde.

Es handelt sich um ein anerkanntes Regelaustauschformat, welches die Aufgabe hat, den Austausch zwischen verschiedenen Ontologiesprachen zu ermöglichen. Dieserübersetzt die Regeln einer Ontologiesprache in andere Sprachen.^[50]

SPARQL (Protocol and RDF Query Language) ist eine Anfragesprache, die auf RDF Daten zugreift.^[51]

Die Schichten der Semantic-Web-Architektur, wie „Unifying Logic“, „Proof“, „Trust“, „User interface and applications“, „Crypto“ stellen noch keine Standards dar. Diese Schichten werden von diversen Arbeitsgruppen des W3C erforscht.

Es sind bereits wissenschaftliche Konzepte vorhanden, an denen die W3C-Arbeitsgruppen arbeiten. Die Forscher haben bereits Anforderungen, die in diesen Schichten erfüllt werden müssen, definiert. Diese werden im weiteren Text kurz dargestellt:

Unifying Logic: ist eine weitere Abstraktionsschicht. Es wird versucht aus dem expliziten Wissen weitere Schlussfolgerungen zu extrahieren.

Proof: bei dieser Schicht soll die Konsistenz der Daten geprüft werden. Ob Widersprüche zwischen den einzelnen Komponenten vorliegen oder ob diese widerspruchsfrei zueinander in Beziehung stehen.

Trust: hier findet die Prüfung des Wissens auf die Plausibilität. Der Computer muss in der Lage sein diese Anforderungen zu erfüllen.

User interface and applications : bei dieser Schicht handelt es sich um die Gestaltung der Schnittstelle sowie zwischen dem Computer und dem Nutzer als auch zwischen den Anwendungen.

Crypto: es handelt sich um die sichere Verschlüsselung der Daten, damit die Kommunikation vertraulich erfolgen kann. Aktuell gibt es noch keinen Standard für das Semantic Web.

2.7 Begriffshierarchie im Kontext von Wissensmanagement

In diesem Kapitel werden die bereits beschriebenen semantischen Technologien den einzelnen Stufen der Wissenstreppe nach North zugeordnet. Dies geschieht nur bis zur Stufe „Wissen“. Die weiteren Stufen der Wissenstreppe werden im Kapitel 3.5 erläutert.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 3: Wissenstreppe nach North ^[52]

Ein Zeichen kann ein Buchstabe, eine Ziffer oder auch ein Sonderzeichen sein. Durch die Syntax, die Satzlehre, werden Zeichen nach bestimmten Regeln sortiert und es entstehen Daten. Diese ergeben sich aus einem Zeichenvorrat und sind voneinander unabhängig.

Mit Hilfe von URI und IRI werden Zeichen zu Daten umgewandelt. Mittels XML werden Daten strukturiert.

[...]

---

^[1] aus Vereinfachungsgründen wird das Wort "Leser" nur in männlicher Form benutzt. Dieser Ausdruck umfasst auch die weibliche Form

^[2] DATACOM Buchverlag GmbH o. J. URL: http://www.itwissen.info/definition/lexikon/Internet-Internet.html Abruf am 22.09.2014

^[3] ebenda, S. 3

^[4] aus Vereinfachungsgründen werden die Wörter "Nutzer" und "Anbieter" nur in männlicher Form benutzt. Diese Ausdrücke umfasst auch die weibliche Form.

^[5] aus Vereinfachungsgründen wird die Wörter "Nutzer" und "Anbieter" nur in männlicher Form benutzt. Diese Ausdrücke umfasst auch die weibliche Form.

^[6] DATACOM Buchverlag GmbH o. J. URL: http://www.itwissen.info/definition/lexikon/Web-2-0-web-2-0.html Abruf 22.09.2014

^[7] Hitzler et al. 2008 S. 10-11

^[8] eigenes Beispiel

^[9] ebenda, S. 4 Sack 2013 URL: http://www.tele-task.de/archive/podcast/15979/ Abruf 24.09.2014

^[10] DATACOM Buchverlag GmbH o. J. URL: http://www.itwissen.info/definition/lexikon/Semantik-semantics.html Abruf 24.09.2014

^[11] Berners-Lee et al. 2001 S. 29f.

^[12] DATACOM Buchverlag GmbH o. J. URL: http://www.itwissen.info/definition/lexikon/Web-3-0-web-3-0.html Abruf 25.09.2014

^[13] W3C o. J. URL: http://www.w3.org/Consortium/ Abruf 25.09.2014

^[14] W3C o. J. URL: http://www.w3.org/Consortium/mission Abruf 25.09.2014

^[15] Koivunen und Miller 2001 URL: http://www.w3.org/2001/12/semweb-fin/w3csw Abruf 25.09.2014

^[16] eigene Darstellung basierend auf Tim Berners-Lee 2000 URL: http://www.w3.org/2000/Talks/1206-xml2k-tbl/slide10-0.html Abruf 29.09.2014

^[17] eigene Darstellung basierend auf W3C 2007 URL: http://www.w3.org/2007/Talks/0130-sb-W3CTechSemWeb/#(24) Abruf 29.09.2014

^[18] semanticweb.org o. J. URL: http://semanticweb.org/wiki/URI Abruf 27.09.2014

^[19] Dan Connolly 2006 URL: http://www.w3.org/Addressing/#background Abruf 27.09.2014

^[20] semanticweb.org o J. URL: http://semanticweb.org/wiki/Internationalized_Resource_Identifier Abruf 30.09.2014

^[21] The Unicode Consortium o. J. URL: http://www.unicode.org/consortium/consort.html Abruf 27.09.2014

^[22] The Unicode Consortium o. J. URL: http://www.unicode.org/standard/WhatIsUnicode.html Abruf 27.09.2014

^[23] Liam R. E. Quin 2010 URL: http://www.w3.org/standards/xml/core Abruf 27.09.2014

^[24] Dengel 2012 S. 96f.

^[25] Hitzler et al. 2008 S. 18f.

^[26] Eigenes Beispiel basierend auf Hitzler et al. 2008 S. 19

^[27] DATACOM Buchverlag GmbH o. J. URL: http://www.itwissen.info/definition/lexikon/unicode-transformation-format-8-UTF-8.html Abruf 27.09.2014

^[28] Hitzler et al. 2008 S. 19-20

^[29] ebenda, S. 12

^[30] Hitzler et al. 2008 S. 20

^[31] Eigenes Beispiel basierend auf Hitzler et al. 2008 S. 21

^[32] Hitzler et al. 2008 S. 21

^[33] Gruber 1993 S. 199

^[34] Uschold und Gruninger 1996

^[35] Ultes-Nitsche 2010 S. 6f.

^[36] Dengel et al. 2012 S. 64f.

^[37] W3C o. J. URL: http://www.w3.org/RDF/ Abruf 28.09.2014

^[38] semanticweb.org o. J. URL: http://semanticweb.org/wiki/RDF Abruf 28.09.2014

^[39] Hitzler et al. 2008 S. 36f.

^[40] eigenes Beispiel

^[41] Ultes-Nitsche 2010 S. 8

^[42] W3C 2014 URL: http://www.w3.org/TR/2014/NOTE-rdf11-new-20140225/ Abruf 28.09.2014

^[43] Ultes-Nitsche 2010 S. 9

^[44] Stuckenschmidt 2011 S. 102ff.

^[45] ebenda, S. 17

^[46] eigenes Beispiel

^[47] eigenes Beispiel

^[48] Dengel et al. 2012 S. 65f.

^[49] Ultes-Nitsche 2010 S. 7f.

^[50] W3C 2013 URL: http://www.w3.org/TR/rif-overview/ Abruf 28.09.2014

^[51] W3C 2013 URL: http://www.w3.org/TR/sparql11-query/ Abruf 29.09.2014

^[52] eigene Darstellung basierend auf North 2011 S. 36