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Das Problem der semantischen Interpretierbarkeit des World Wide Webs beschäftigt
zahlreiche Wissenschaftler aus den Gebieten der Datenbanktechnik,
der künstlichen Intelligenz und der Bibliotheks- beziehungsweise Informationswissenschaft.
Tim Berners-Lee, der Erfinder des World Wide Web, hat den
Term „Semantic Web“ geprägt. Gemäß seiner Vorstellung ist die Zukunft des
heutigen „Web der Links“ ein „Web der Bedeutung“. Große Bekanntheit
erreichte der Artikel The Semantic Web von Tim Berners-Lee, James Hendler
und Ora Lassila mit der erstmaligen Definition ihrer Vision:

The Semantic Web is not a separate Web but an extension of the current one, in which
information is given well defined meaning, better enabling computers and people to work in
cooperation.

Die Idee ist, Informationen im Internet nicht nur darzustellen, sondern sie
so zu strukturieren, dass nicht nur Menschen, sondern auch Maschinen sie
’verstehen’ können.
Das Semantic Web ist folglich eine Erweiterung des bestehenden World
Wide Web mit maschinenlesbaren Daten. Sollte diese Idee auf eine breite
Akzeptanz stoßen und ähnliche Wachstumsraten erleben wie das World Wide
Web seinerzeit, könnten Interoperabilität und Integration zwischen Systemen
und Anwendungen beflügelt werden.

Ob dieses Ziel je erreicht werden wird, ist gegenwärtig fraglich. Die Technologie
ist zwar langsam ausgereift, doch es mangelt an Killer-Applikationen.
Falls die Benutzeranzahl von semantischen Anwendungen keine kritische
Masse überschreitet, könnte dem Semantic Web das Schicksal zuteil werden,
dem akademischen Umfeld nicht zu entwachsen.

Es tritt wieder die Frage in den Vordergrund, durch welche Methoden des
Semantic Web die im vorhergehenden Abschnitt dargestellten Probleme der
semantischen Repräsentation von Inhalten im Internet gelöst werden sollen.
Im Ansatz des semantischen Webs werden keine Systeme mit künstlicher
Intelligenz entwickelt, die versuchen die menschliche Intelligenz und Problemlösungsfähigkeit
nachzubilden. Vielmehr soll die bereits existierende Struktur des World Wide Web erweitert werden.

Die Augmentation von HTML durch Wissensrepräsentationssprachen
führt dazu, dass diese Dokumente nicht länger nur Formatierungsinformationen
enthalten, sondern auch Informationen über ihren Inhalt und
dessen Bedeutung. Die daraus resultierenden Informationen können wieder
miteinander verknüpft werden, was schließlich zu einer semantischen
Repräsentation des Inhalts des gesamten World Wide Web führen soll.
Diese Verknüpfungen sind nicht auf Textdokumente beschränkt. Multimediale
Objekte (zum Beispiel Fotografien), auf die in Hypertextdokumenten
verwiesen wird oder die in Hypertextdokumenten eingebettet sind, können
mit denselben Mechanismen integriert und beschrieben werden.
Die nachfolgende Abbildung zeigt das layer-cake-Modell eben erwähnter Wissensrepräsentationssprachen.

Sie beschreibt die wichtigsten Schichten des Designs
des Semantic Web. Das Fundament des Semantic Web wird auf der untersten
Ebene des „Layer-Cake“-Modells durch XML gebildet. XML ist eine Sprache
zur Erzeugung von strukturierten Dokumenten, die von Menschen lesbar
sind. Diese Dokumente können durch ein benutzerdefiniertes Vokabular
ausgezeichnet werden. XML hat mittlerweile, vor allem im ökonomischen
Bereich, einen festen Platz bei der Datenkommunikation im Internet erlangt.
RDF bildet das grundlegende syntaktische Datenmodell des semantischen
Netzes. Um einen Vergleich zu ziehen, könnte RDF als das aus dem
Gebiet der Datenbanken stammende entity-relationship-Modell des Semantic
Web bezeichnet werden.

Es ermöglicht die Angabe von einfachen Aussagen über Objekte oder
Ressourcen des World Wide Web. Das Datenmodell von RDF basiert nicht auf
XML, aber RDF hat auch eine XML-basierte Syntax. Aus diesem Grunde ist
es in der Abbildung oberhalb von XML vorzufinden.

RDF Schema bietet einfache Möglichkeiten zur hierarchischen Organisation
von Objekten des World Wide Web an. Äquivalent zu vielen modernen,
objektorientierten Programmiersprachen (zum Beispiel Smalltalk, Java und
C++) enthält es Klassen und Eigenschaften. Weiterhin ermöglicht es Vererbung
in Form von Subklassen, Subeigenschaften sowie Restriktionen bezüglich
Wertebereichen und Domänen. Die Grundlage von RDF Schema wird
durch RDF gebildet. Insgesamt kann RDF Schema als eine simple Sprache
zur Erzeugung von Ontologien betrachtet werden.
Je nach Anwendungsfall besteht das Bedürfnis nach einer mächtigeren
Sprache zur Generierung von Ontologien, welche RDF Schema erweitern
und Repräsentationen mit komplexeren Beziehungen zwischen Objekten
des World Wide Web erlauben. Ein Beispiel hierfür ist die Web Ontology Language.

Die Logikschicht erweitert Ontologiesprachen und erlaubt die Bildung
von deklarativem applikationsspezifischem Wissen.

Die proof -Schicht führt sowohl deduktive Prozesse als auch die Repräsentation
von Beweisen durch Sprachen des semantischen Netzes (aus den
darunter liegenden Schichten) ein und kann zur Validierung von Beweisen
benutzt werden.

An der Spitze der Pyramide findet sich die Vertrauensschicht. Vertrauen
ist ein zentrales Konzept des semantischen Webs: Es wird sein Potential erst
dann voll ausschöpfen können, wenn die Benutzer seinen Operationen Vertrauen entgegenbringen.
Damit wird auf deren Sicherheit und die Qualität der bereitgestellten Informationen Bezug genommen.

An dieser Stelle der Zusammenhang zwischen Metadaten und dem semantischen Web wichtig.
Der Schlüsselaspekt hinter der Realisierung des Semantischen Webs ist
nach Nagarajan die Bereitstellung von Metadaten und deren Assoziation
mit Ressourcen des World Wide Web. Der Prozess Metadaten mit Ressourcen,
zum Beispiel Fotografien und Webseiten oder [un]-strukturierter Text mit
Fotografien, zu verknüpfen, wird Annotation genannt. Semantische Annotation
bezeichnet dabei den Vorgang, Ressourcen mit semantischen Metadaten
auszuzeichnen.

Semantische Annotation kann entweder durch formale oder nicht formale
Methoden erfolgen. Formale semantische Annotation basiert, im Gegensatz
zur nicht formalen Beschreibung, auf konzeptuellen Modellen, die mittels
wohlgeformter Wissensrepräsentationssprachen ausgedrückt werden.