Lehrveranstaltungshandbuch Datenbanken und Wissensrepräsentation

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Verantwortlich: Prof.Dr.Büchel

Lehrveranstaltung

Befriedigt Modul (MID)

• aktuelle
  • Ma TIN2012 DBW

Organisation

Version erstellt 2013-04-25 VID 2 gültig ab WS 2012/13 gültig bis

Bezeichnung Lang Datenbanken und Wissensrepräsentation LVID F07_DBW LVPID (Prüfungsnummer)

Semesterplan (SWS) Vorlesung 2 Übung (ganzer Kurs) 1 Übung (geteilter Kurs) Praktikum 1 Projekt Seminar Tutorium (freiwillig) 1

Präsenzzeiten Vorlesung 30 Übung (ganzer Kurs) 15 Übung (geteilter Kurs) Praktikum 15 Projekt Seminar Tutorium (freiwillig) 15

max. Teilnehmerzahl Übung (ganzer Kurs) Übung (geteilter Kurs) Praktikum 14 Projekt Seminar

Gesamtaufwand: 150

Unterrichtssprache

• Deutsch

Niveau

• Master

Notwendige Voraussetzungen

• Praktische Informatik
  • Programmieren in Java, insbesondere das Klassenkonzept, Dateiverarbeitung, Kollektionstypen
• Lineare Algebra
  • Gute Kenntnisse algebraischer Strukturen: Mengen, das kartesische Produkt, Relationen, Gruppen, Körper Vektorraum, Matrizen
• Formale Sprachen
• Grundkenntnisse des Software Engineering
  • UML: USE-Case-, Klassen- und Aktivitätsdiagramm
• Datenbanken
  • Allgemeine Funktionalität eines DBMS; Relationales Datenmodell; Aufbau einer RDB; SQL; JDBC-Zugriffe auf RDB-Tabellen; Logische Datenanalyse: IFL-Diagramme, Data-Dictionary-Notation der strukturierten Analyse, ERD, DB-Design: Umsetzung ERD in Relationenschemata, 1NF, 2NF, 3NF; XML und DTD.
• Datenbanken 2
  • Parsen von XML Dokumenten (SAX- und DOM-Parser; Java-SAX-Schnittstelle; SQL-INSERT- und -UPDATE-Kommandos aus XML-Elementen mittels eines XML-Parsers generieren können). Beschreibung einer XML-Grammatik mit XML-Schema. Grundzüge der Theorie abstrakter Datentypen. Objektrelationale bzw. objektorientierte Datenbankkonzepte.

Literatur

• I. Boersch, J. Heinsohn, R. Socher: “Wissensverarbeitung“, 2. Aufl., Heidelberg (Spektrum) 2007.
• R. Eckstein, S. Eckstein. “XML und Datenmodellierung“, Heidelberg (dpunkt) 2004.  
• St. Edlich, A. Friedland u.a.: "NoSQL - Einstieg in die Welt nichtrelationaler Web 2.0 Datenbanken", München (Hanser) 2010.
• Görz, G. u.a. [Hrsg.]: “Handbuch der künstlichen Intelligenz“, 4. korr. Aufl., München [u.a.] (Oldenbourg) 2003.
• F.Lehner: "Wissensmanagement", München, Wien (Hanser) 2009.
• St. Russel, P. Norvig: „Künstliche Intelligenz“, München [u.a.] (Pearson) 2004.
• H. Schöning: “XML und Datenbanken”, München, Wien (Hanser) 2003. 
• St. Staab, R. Studer [Hrsg.]: “Handbook on Ontologies“, Berlin [u.a.] (Springer) 2004.
• C. Türker: „SQL:1999 & SQL:2003 – Objektrelationales SQL, SQLJ &SQL/XML“, Heidelberg (dpunkt) 2003. http://www.w3.org/   : XML, RDF, OWL . 

Dozenten

• Prof. Dr. Büchel

Wissenschaftliche Mitarbeiter

• Dipl.-Ing. Henk

Zeugnistext

Datenbanken und Wissensrepräsentation

Kompetenznachweis

Form
sMP	mündliche Prüfung

Aufwand [h]
sMP	10h

Intervall: 3/Jahr

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Lehrveranstaltungselemente

Vorlesung / Übung

Lernziele

Lerninhalte(Kenntnisse)

• Grundbegriffe der Wissensverarbeitung
  • Erkenntnis, System, Wissen.
  • Wissen und Sprache.
  • Formalisierbarkeit von Wissen.
  • Spezielle Systeme (Taxonomien).
  • Methoden der maschinellen Wissensakquisition.
• Forschungsgegenstände der Künstlichen Intelligenz (Überblick)
  • Wissensrepräsentation und Retrieval.
  • Expertensysteme und Agenten (insbes. WEB-Agenten).
  • Autonome Systeme (Roboter).
• Wissensrepräsentation
  • Konzepte, Methoden und Beschreibungssprachen der Wissensrepräsenation (z.B. Ontologien und OWL).  Wissensrepräsentationsstack gemäß W3C: XML, RDF, Ontologien.
  • Semantic Web.
  • Repräsentation von Regelwissen mittels der Prädikatenlogik.
  • Logikprogrammierung (PROLOG).
• Konzepte fortgeschrittener Datenbanktechnologien für die Wissensrepräsentation
  • Semantische Datenmodelle, Schemaevolution, RDF- und Ontologie-Datenbanken.
  • NoSQL-Datenbanken.
• Anwendung von datenbankgestützen Methoden der Wissensrepräsentation im Bereich der Computerlinguistik
  • Semantische Relationen in maschinenlesbaren Textkorpora
  • semantische Netze
  • maschinelle Lexikographie

Fertigkeiten

• Erstellung von Wissensrepräsentationskonzepten für Faktenwissen, Regelwissen und prozedurales Wissen
• Implemenation bestimmter Wissensrepräsentationskonzepte mittels geeigneter Datenbankschemata
• Implementation von Regelwissen durch eine PROLOG-Regelbasis
• Implementation von Ontologien mittels OWL

Begleitmaterial

• elektronische Vortragsfolien zur Vorlesung
• frei verfügbare Softwareentwicklungsumgebungen
• elektronische Sammlung von Beispielprogrammen
• Links auf relevante Web-Seiten
• Literaturempfehlungen
• WEB Seite mit Vorlesungskurzskript

Besondere Voraussetzungen

• keine

Besondere Literatur

Besonderer Kompetenznachweis

• keiner

Praktikum

Lernziele

Lerninhalte(Kenntnisse)

• Spezifikation und Implementierung einer Wissensbasis für ein ausgewähltes Wissensgebiet (einfaches Faktenwissen, Relationanwissen) als DBS mit Wissensakquisitionskomponente
• Programmierung einer DBS-PROLOG-Schnittstelle, um eine PROLOG-Faktenbasis aus einer DB generieren zu können.
• Spezifikation einer Ontologie und ihre Implementation mit OWL.

Fertigkeiten

• Erkennen der Ähnlichkeit von verschiedenen Paradigmen der Wissensrepräsentation (Beschreibung der Semantik von persistenten Objekten durch DB-Schemata, durch semantische Netze oder durch Ontologien) und ihrer Differenzen
• Entwicklung von RDB- und NoSQL-Architekturen zur Wissensrepräsentation und Programmierung ihrer Akquisitions- und Retrievalschnittstellen

Handlungskompetenz demonstrieren

• Anwendung der unter "Kenntnisse" und "Fertigkeiten" genannten Aspekte auf praxisbezogene Szenarien durch selbstständige Arbeit in kleinem Team.

Begleitmaterial

• elektronische Sammlung von Beispielprogrammen
• frei verfügbare Softwareentwicklungsumgebungen

Besondere Voraussetzungen

• keine

Besondere Literatur

• keine

Besonderer Kompetenznachweis

• keiner