Entwurf eines Objektmodells für semistrukturierte Daten im Kontext von XML Content Management Systemen

Seit einigen Jahren werden zur Erstellung und Pflege umfangreicher Websites vornehmlich Content Management Systeme (CMS) eingesetzt. Die überwiegende Entwicklungsarbeit wurde bei diesen Systemen in immer mächtigere Templatesprachen und aufwändigere Benutzeroberflächen investiert. Aspekte, die das zugrunde liegende Datenmodell betreffen, wurden dabei allerdings vernachlässigt: zumeist wird mehr oder weniger direkt auf eine Datenbank zugegriffen. Ziel der vorliegenden Arbeit ist der Entwurf einer auf die CMS-Aufgabenstellung ausgerichteten Architektur, deren Datenmodell zusammen mit einer darauf abgestimmten Templatesprache die Entwicklung neuer Webangebote effizienter und einfacher machen kann. Zunächst werden die Anforderungen an ein Datenmodell für CMS erarbeitet. Darauf basierend wird ein objektorientiertes Modell entwickelt und mittels einer formalen Semantikbeschreibung definiert. Das Modell unterstützt inhärent die typischen hierarchischen Strukturen von Websites. Vererbung ist durch Verwendung einer speziellen Form der Familienpolymorphie sowohl zwischen einzelnen Klassen als auch zwischen kompletten Webanwendungen möglich. Ein Entwickler kann große Teile von vorhandenem Code auf dem Wege der Vererbung wiederverwenden. Eine Zerlegung von Objekten in feingranulare Bestandteile ermöglicht eine weitere Reduzierung von Redundanzen bei der Modellierung. Als Bindeglied zwischen Daten und publizierten Dokumenten haben sich Templates bewährt. Eine Analyse der Anforderungen und vorhandenen Ansätze führt zu der Entscheidung für eine funktionale Templatesprache. Diese Templatesprache und die Beschreibung des objektorientierten Datenmodells werden zu einer einheitlichen Sprache integriert, die zudem durch die die Einbindung von XML die Ausgabe in unterschiedlichen Dokumentenformaten unterstützt.Design of an object model for semistructured data in context of XML content management systems For several years, mostly Content Management Systems (CMS) are used for the creation and maintenance of large web sites. Most of the development effort of these systems has been put in more sophisticated template languages und complex user interfaces. Aspects regarding the underlying data model have been neglected though: the database is accessed more or less directly in most cases. The goal of the present thesis is the design of an architecture which is attuned to the tasks of CMS, the data model of which together with a template language can make the development of new web sites more efficient and easier. At first, the requirements on a data model for CMS are compiled. Thereupon an object-oriented model is developed and defined by means of a formal semantic description. This model inherently supports the typical hierarchical structures of websites. Inheritance is possible between single classes as well as between entire web applications by utilizing a special kind of family polymorphism. A developer can re-use large parts of existing code through inheritance. Moreover, a decomposition of objects into fine-grained parts allows the reduction of redundancies in modelling. Templates have proved as the crucial link between data and published pages. An analysis of requirements and existing approaches leads to the decision for a functional template language. This template language and the description of the objekt-oriented data model are integrated into a uniform language which furthermore supports the output in different document formats by integrating XML

Verteilung und Integration von Informationen im Verkehrsbereich

Verteilung und Mobilität spielen in der Verkehrstelematik eine große Rolle. Die verwendeten Datenquellen sind im Allgemeinen heterogen und von unterschiedlicher Qualität. Im Rahmen des Verbundprojektes OVID der Universität Karlsruhe (TH) bot das Institut für Programmstrukturen und Datenorganisation (IPD) im Sommersemester 2004 ein Seminar mit dem Titel "Verteilung und Integration von Informationen im Verkehrsbereich" an. In diesem Seminar wurden Fragestellungen untersucht, die sich mit den Anforderungen und existierenden Techniken für hochgradige Verteilung und Mobilität von Datenquellen im Verkehrsbereich beschäftigten. Die dabei erzielten Ergebnisse werden in diesem Bericht vorgestellt

Anwendung der Konzeption semistrukturierter Daten zur semantisch orientierten Verarbeitung von Verben der deutschen Sprache: zweite revidierte veröffentlichte Ausgabe

Das für diese Masterthesis realisiertes Softwaresystem verwendet als Teilkomponente die Softwarelösung IPEE (Internet Pattern Extrakt Engine), die von M.Sc. Andreas Frey entwickelt und in der ursprünglichen Fassung dokumentiert wurde. Diese Kapitel sind aus Gründen des Copyrights, die auf der Software IPEE liegen, nicht in der veröffentlichten Fassung (der Masterthesis) enthalten. Eingeleitet wird die Arbeit mit Aspekten des Entwicklungsstandes des Semantik Web (Web3.0). Es folgt die Begriffsdefinition der Semantik und der semantisch orientierten Verarbeitung. Für die Ablage (Archivierung) und Verarbeitung von Daten für semantisch orientierte verarbeitende Systeme eignet sich die Konzeption der semistrukturierten Daten, die darauf folgend definiert und mit den anderen Konzeptionen - wie strukturiert und nicht strukturiert - in Beziehung gesetzt wird. In den folgenden Kapiteln werden die Komponenten erklärt, die für die Realisierung eines Prototypen zur semantisch orientierten Verarbeitung verantwortlich sind und hauptsächlich auf Aspekte der semantisch orientierten Verarbeitung von Verben fokussiert sind. Von Relevanz sind hierbei Komponenten zur Wort- und Phrasen-Analyse und zur automatischen Recherche von Wörtern aus dem Internet. Da diese Komponenten auf die Realisierung von Pattern-Extraktionsverfahren basieren, wurde die spezielle Softwarelösung IPEE verwendet. Des weiteren werden Komponenten für die Generierung des semantischen Graphen und die Visualisierung anhand von hyperbolischen Bäumen mit Hilfe einer Open Source Software Treebolic Browser beschrieben. Auch wird eine GUI für die Eingabe und Verarbeitung von Sätzen der deutschen Sprache und die Verwaltung eines Bedeutungswörterbuches erklärt. Abschließend erfolgt eine experimentelle Auswertung der semantisch orientierten Verarbeitung

Abbildung relationaler Daten auf die Ontologie des CIDOC CRM

Vor dem Hintergrund des Problems der Datenbankintegration hat diese Arbeit das Mapping der relationalen Daten des Bilddatenbanksystems ConedaKor auf die vom ICOM entwickelte Ontologie CIDOC CRM zum Ziel. Nachdem die beiden zugrunde liegenden Datenmodelle vorgestellt worden sind, diskutiert die Arbeit verschiedene Mapping-Ansätze im Hinblick auf die Automatisierung des Mapping-Prozesses. Aus dieser Diskussion resultierend, wird für das spezifische Problem des Abbildens der relationalen Daten von ConedaKor auf die Ontologie CIDOC CRM ein Mapping-Ansatz vorgestellt, der im Wesentlichen auf linguistischen Kriterien beruht. Zur softwaretechnischen Realisierung des Ansatzes wurde im Rahmen dieser Arbeit ein Tool implementiert, das im Anschluss beschrieben wird. Schließlich werden die erreichten Ergebnisse des Tools evaluiert und diskutiert

Änderungsoperationen in XML-Anfragesprachen

Mit dem Sprachvorschlag XML Query (kurz XQuery) des W3C gibt es einen hoffnungsvollen Kandidaten für eine Standard-XML-Anfragesprache. Jedoch wird die erste Version keine Möglichkeiten für Update-Operationen vorsehen. Heutige XML-Anwendungen realisieren Änderungen in der Regel mittels der DOM-API. Dies ist jedoch ein klassisches, prozedurales Vorgehen. Datenbankkonzepte, wie Transaktionen, Recovery und logische und physische Datenunabhängigkeit finden in diesen low-level-Schnittstellen keine Beachtung. Eine ëchte" Update-Sprache sollte dies aber sehr wohl beinhalten. In dieser Diplomarbeit wurde zunächst ein Anforderungskatalog für eine XML-Update-Sprache aufgestellt. Als nächstes wurden existierende Ansätze untersucht und in Bezug auf diese Anforderungen verglichen. Weiterhin war es unverzichtbar Grundlagen für XML Änderungen zu definieren. Danach wurde ein Datenmodell und eine Menge von Grundoperationen für Änderungen aufgestellt, wobei auch auf potentielle Probleme hingewiesen wurde. Der nächste Schritt war die Integration der Änderungsoperationen in die Syntax der XML Query Language, die als Resultat die hier als "SUNFLWR" benannten Ausdrücke lieferte. Abschließend wurde gezeigt wie solche SUNFLWR-Ausdrücke auf ein relationales Datenbanksystem abgebildet werden können

Integration von Ontologien in objektorientierte Programmiersprachen als verteilte und dynamische Datenmodelle

Immer mehr Teilbereiche des Semantic Web sind in den letzten Jahren erfolgreich umgesetzt geworden. Ebenso wird bei der Bearbeitung von komplexen Problemräumen mittlerweile oft auf semantische Modelle zurückgegriffen, um eine flexible Beschreibung der Domäne zu erstellen. Werkzeuge, welche die Entwicklung von Anwendungen, die auf semantischen Modellen basieren, unterstützen, sind bislang jedoch nur in begrenztem Maße verfügbar. Insbesondere die Verarbeitung von verteilten und dynamischen Modellen ist mit keinem der derzeit verfügbaren Produkte vollständig zu realisieren. Diese Arbeit untersucht die Möglichkeiten zur Integration von semantischen Modellen in objektorientierte Programmiersprachen. Es werden bestehende Ansätze analysiert und ein formales Modell der Integration erstellt. Das formale Modell wird in Form eines prototypischen Rahmenwerks in der Programmiersprache Ruby implementiert und validiert.Many aspects, that were part of Tim Berners-Lees vision of the semantic web, are now in use. As well in the context of complex semistructured problem-spaces, semantic models were used to gather a flexible description of the domain of interest. But tools for supporting the development based on semantic models are incomplete and too complex for pushing semantic applications beyond their limits. Especially the processing of distributed and dynamic models in an object-oriented manner is not covered by any of the products presently available. This thesis examines the possibilities of integrating ontologies into object-oriented programming languages. Based on the analysis of existing approaches a formal model will be established. In order to validate the model, a reference implementation for the programming language Ruby will be developed

Integration von Ontologien in objektorientierte Programmiersprachen als verteilte und dynamische Datenmodelle

Immer mehr Teilbereiche des Semantic Web sind in den letzten Jahren erfolgreich umgesetzt geworden. Ebenso wird bei der Bearbeitung von komplexen Problemräumen mittlerweile oft auf semantische Modelle zurückgegriffen, um eine flexible Beschreibung der Domäne zu erstellen. Werkzeuge, welche die Entwicklung von Anwendungen, die auf semantischen Modellen basieren, unterstützen, sind bislang jedoch nur in begrenztem Maße verfügbar. Insbesondere die Verarbeitung von verteilten und dynamischen Modellen ist mit keinem der derzeit verfügbaren Produkte vollständig zu realisieren. Diese Arbeit untersucht die Möglichkeiten zur Integration von semantischen Modellen in objektorientierte Programmiersprachen. Es werden bestehende Ansätze analysiert und ein formales Modell der Integration erstellt. Das formale Modell wird in Form eines prototypischen Rahmenwerks in der Programmiersprache Ruby implementiert und validiert.Many aspects, that were part of Tim Berners-Lees vision of the semantic web, are now in use. As well in the context of complex semistructured problem-spaces, semantic models were used to gather a flexible description of the domain of interest. But tools for supporting the development based on semantic models are incomplete and too complex for pushing semantic applications beyond their limits. Especially the processing of distributed and dynamic models in an object-oriented manner is not covered by any of the products presently available. This thesis examines the possibilities of integrating ontologies into object-oriented programming languages. Based on the analysis of existing approaches a formal model will be established. In order to validate the model, a reference implementation for the programming language Ruby will be developed