Optimierung des OBMDA-Transformartionsalgorithmus mit SHACL-Bedingungen

- Bachelor/Master-Arbeit -


Beschreibung:

Dieses Thema kann im Rahmen des BMBF-geförderten Projekts Smadi zur "Digitalisierung smarter Materialien und ihrer Herstellungsprozesse" mit dem Teilvorhaben "Ontologie-basierter Zugriff auf Daten und Modelle" (OBDMA) geschrieben. Es betrifft einen Aspekt des bereits vorliegenden prototypischen OBDMA-Systems, das es zu analysieren und theoretisch wie auch praktisch zu erweitern gilt. Die Arbeit lässt sich mit einer studentischen Hilfskraftstelle koppeln.

Im OBDA-Paradigma wird der Zugriff auf Daten über ein Vokabular definiert, deren intendierte Bedeutungen in einer sogenannten Ontologie approximativ erfasst werden. Sollen nun Anfragen über den Daten und  der Ontologie beantwortet werden, so müssen implizite Konsequenzen (neue Fakten), die sich aus dem Zusammenspiel der Ontologie mit den Daten ergeben, eingefangen werden. Im OBDA-Ansatz geschieht das durch eine Transformation (üblicherweise Umschreiben, engl. rewriting genannt),  die die  ursprüngliche Anfrage in eine erweiterte Anfrage überführt.
Diese Transformation jedoch kann in einigen Fällen zu einer exponentiell größeren Anfrage im Vergleich zur Ursprungsanfrage führen. Daher sind Optimierungsmechanismen nötig, die die umgeschriebene Anfrage wieder kondensieren.  Es hat sich gezeigt, dass zusätzliches Wissen über die Daten in Form von Integritätsbedingungen eine derartige Optimierung ermöglichen.
Mit SHACL liegt ein W3C-Standard für die Formulierung von Integritätsbedingungen für Daten vor, die in einem bestimmten im Semantic Web normierten Format (und zwar in als RDF-Tripel) gespeichert sind. Ihre Rolle ist ähnlich der von Integritätsbedingungen in Datenbanken wie etwa Fremdschlüsselbeziehungen. Ziel ist. einen  erweiterten/optimierten Umschreibealgorithmus zu entwickeln und zu implementieren, der auf der Basis von gegebenen SHACL-Bedingungen arbeitet.

Betreuer:

Mena Leemhuis

PD Dr. Özgür Özcep
Institut für Informationssysteme
Ratzeburger Allee 160 ( Gebäude 64 - 2. OG)
23562 Lübeck

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