Universität Leipzig

QuellcodeverzeichnisxiQuelltext 3.1Quelltext 3.2Quelltext 3.3Quelltext 3.4Quelltext 3.5Quelltext 3.6Quelltext 3.7Quelltext 3.8Quelltext 3.9Quelltext 3.10Quelltext 3.11Quelltext 3.12Quelltext 3.13Quelltext 3.14Quelltext 3.15Naiver Ansatz der Modellierung des Datenmodells24Die Entität Reifiable26Java-Interface Reifiable27Modelldefinition der Menge associations28Modelldefinition der Gleichheitsregel für Topic-EntitätenIndex-Mengen der Gegenstandsanzeiger31Indirekt enthaltene Eigenschaftsmengen32Gesammelte Eigenschaften aus Mengen32Umgekehrte Indizierungsrichtung33Vordefinierte Beziehung types34Initialisierung des Java-Interface-Generators37Implementierung von parent im Java-Interface-GeneratorJava Interface für Belegstellen (occurrences)38Java Interface für nur lesbare Belegstellen39Interface des generischen Java Event-Listeners39Quelltext 4.1Quelltext 4.2Quelltext 4.3Quelltext 4.4Quelltext 4.5Quelltext 4.6Quelltext 4.7Quelltext 4.8Quelltext 4.9Quelltext 4.10Quelltext 4.11Quelltext 4.12Quelltext 4.13Quelltext 4.14Quelltext 4.15Quelltext 4.16Quelltext 4.17Quelltext 4.18Quelltext 4.19Quelltext 4.20Quelltext 4.21Quelltext 4.22Quelltext 4.23Quelltext 4.24Quelltext 4.25Quelltext 4.26Quelltext 4.27Quelltext 4.28Quelltext 4.29Quelltext 4.30Quelltext 4.31Quelltext 4.32Quelltext 4.33Pseudoquellcode zur Illustrierung der Rubysyntax44Parameter und Argument47Zählschleife in Java48Zählschleife in Ruby48Zählschleife in Ruby (kompakter)48Ausgabe der drei vorherigen Quellcodebeispiele48Installation von RTM51Laden der Bibliothek RTM52IRB Eingabeaufforderung52IRB Eingabeaufforderung52Erstellen einer Topic Map mit RTM53Erstellen einer Topic Map mit TinyTiM53Erstellen einer Beziehung54Schlüsselwortparameter überdecken Positionsparameter54Block-Parameter bei Objekterstellung54Abfrage eines Topics anhand eines direkten GA in TMAPI55Abfrage eines Topics anhand eines direkten GA in RTM55Registrierung von Präfixen57Ausgabe von Topic-Namen mit TMAPI57Ausgabe von Topic-Namen mit RTM58Ausgabe von Topic-Namen eines Typs mit RTM58Ausgabe von Topic-Namen eines Typs per Hash mit RTM58Erstellen eines getypten Topic-Namens per Hash-Zuweisung mit RTM59Rückgabewert bei einer Hash-Zuweisung in Ruby59Ändern eines getypten Topic-Namens per Hash-Zuweisung mit RTM60Definition einer binären Beziehung62Navigation von Topic Map zum Wert eines Namens eines Topics64Navigation mit Schnellzugriffsmethoden64Abbilden von Listenelementen auf Funktionswerte mit map64Abfragen einer Liste aller Topic-Namen als String-Wert64Die Methode value der Menge von Topic-Namen64Abfrage aller Topics ohne Namen65Abfrage aller Topics mit Belegstellen mit dem Wert “10” (ineffizient)662938

xiiQuellcodeverzeichnisQuelltext 4.34Quelltext 4.35Quelltext 4.36Quelltext 4.37Quelltext 4.38Quelltext 4.39Quelltext 4.40Quelltext 5.1Quelltext 5.2Quelltext 5.3Quelltext 5.4Quelltext 5.5Quelltext 5.6Quelltext 5.7Quelltext 5.8Quelltext 5.9Quelltext 5.10Quelltext 5.11Quelltext 5.12Quelltext 5.13Quelltext 5.14Quelltext 5.15Quelltext 5.16Quelltext 5.17Abfrage aller Topics mit Belegstellen mit dem Wert “10” (effizienter)Abfrage aller Topics, die nicht Spieler in einer Beziehung sind66Ausgabe aller Topics, je Zeile alle Namen67Abfrage aller Beziehungen mit Typ type-instance68Registrierung einer Erweiterung68Import von Topic Maps69Import von Topic Maps mit Optionen69Topic-Map-Objects-Klasse76“Bogachev Objects” Beispiel: Modellierung Vorname77Benutzung von Active-Record-Objekten79SQL-Befehle des fache stika in Active-Topic-Maps-Klassen84Beziehung zwischen zwei Domänenobjekten (many)86Beziehung zwischen zwei Domänenobjekten (one)86Erstellung eines neuen Person-Objektes86Festlegen von Namen86Auslesen von Namen87Suchen von Objekten87Suchen von Objekten nach Typ88Kombination von Domänenobjekten88Beziehung und Definition der Beziehungstypen9266

1EINLEITUNGA subject is “anything whatsoever,regardless of whether it exists or[whether it] has any other specific characteristics,about which anything whatsoevermay be asserted by any means whatsoever.”— Topic Maps Data Model [TMDM]Topic Maps1 ist eine standardisierte Technologie, um die reale Welt in einem abstrakten, formalen Modell zu formulieren. Dieser Vorgang wird Wissensmodellierung(Knowledge Engineering) genannt und umfasst unter anderem die Wissensakquiseund die Wissensrepräsentation. Wissensakquise ist die Erfassung und Strukturierungvon explizitem und implizitem Wissen. Wissensrepräsentation ist die Abbildung diesesWissens in einem formalen Modell.Im formalen Modell Topic Maps wird jeder Aussagegegenstand durch ein Topicrepräsentiert. Ein Topic ist also ein Repräsentant im Modell für einen Aussagegegenstand in der Realität. Jede Aussage, die über ein Topic getroffen werden kann, isteingeordnet in eine der folgenden drei Kategorien: Topic-Name (Zuordnung eines Aussagegegenstands zu einem Wort (oderSymbol), mit dem der Aussagegegenstand in natürlicher Sprache referenziertwird), Belegstelle (Zuordnung eines Eigenschaftstyp eines Aussagegegenstandes zurString-Repräsentation eines Eigenschaftswertes), Beziehung (Verknüpfung zwischen mehreren Topics)Die theoretische Grundlage für das Modell bildet das Topic-Maps-Referenzmodell(TMRM) [TMRM]. Das TMRM definiert eine minimale konzeptuelle Basis auf derdas Topic-Maps-Datenmodell (TMDM) aufbaut.Topic Maps können auf viele verschiedene Arten dargestellt werden: Mit Hilfeeiner Topic-Maps-Syntax in einer Datei, innerhalb von Datenbanken, als Struktureninnerhalb von laufenden Programmen und mental im menschlichen Gehirn. Alldiese Formen repräsentieren dieselbe abstrakte Struktur, die durch ISO/IEC13250-2,das Topic-Maps-Datenmodell, definiert wird [TMDM].Eine Topic-Maps-Engine ist eine Programmbibliothek, die über eine Programmierschnittstelle die Erstellung von Topic-Maps-basierten Anwendungen unterstützt.Die Topic-Maps-Engine stellt dabei Klassen und Funktionen zur Verfügung, um die1 Für Erläuterungen zur in dieser Arbeit verwendeten Terminologie sei auf Anhang A.1 verwiesen.1

2einleitungTopic Maps zu erstellen, zu modifizieren und abzufragen. Dabei stellt sie sicher,dass die durch das Datenmodell festgelegten Bedingungen eingehalten werden. Zudiesen Bedingungen zählen neben der Struktur der Topic Map auch die Gleichheitsund Zusammenführungsregeln.1.1motivationAnfangs waren standardisierte Serialisierungsformate die Grundlage von TopicMaps-Engine-Implementierungen. Der TMAPI-Standard [TMAPI] von 2005 war dieerste standardisierte Programmierschnittstelle. TMAPI baut auf dem Serialisierungsformat XTM 1.0 [XTM1] und den ersten Entwürfen des Topic-Maps-Datenmodellsauf. Grundlegende Änderungen im Metamodell und im Datenmodell, verabschiedetim Teilstandard ISO/IEC13250-2 [TMDM] im Jahr 2006, werden bisher (März 2008)in keiner standardisierten Topic-Maps-Programmierschnittstelle und in fast keinerveröffentlichten Topic-Maps-Engine voll reflektiert.2Diese Arbeit entwickelt die Programmierschnittstelle TMAPI hinsichtlich derVorgaben des TMDM weiter und generalisiert sie zu einem domänenspezifischen3Modell, das zur Generierung von Topic-Maps-Programmierschnittstellen und TopicMaps-Engines in verschiedenen Programmiersprachen genutzt wird. Die Domänedieses Modells ist also das Topic-Maps-Datenmodell. Eine darauf aufbauende Implementierung ist die im Rahmen dieser Arbeit weiterentwickelte Topic-Maps-EngineRuby Topic Maps. Ruby Topic Maps setzt die von einer Topic-Maps-Programmierschnittstelle geforderten Eigenschaften um.Die mit Hilfe des Modells festgelegte Schnittstelle kann auch als Schnittstellezwischen mehreren Komponenten genutzt werden, sodass mit wenig Aufwand neueImplementierungen der Schnittstelle erstellt werden können.Weiterhin kann die Domäne einer Anwendung in einer speziellen DSL, der ActiveTopic Maps Modelling Language, spezifiziert werden. Definiert werden Domänenklassen4 , die typisierte Charakteristika und Beziehungen zu anderen Domänenklassenhaben. Durch diese Beziehungen sind die Domänenklassen kombinierbar. Eine nichtleere Menge von kombinierbaren Domänenklassen bildet eine Komponente. Durchdie Bibliothek Active Topic Maps werden die in den Domänenklassen definierten Charakteristika und Beziehungen auf die zuvor definierte Programmierschnittstelle derTopic-Maps-Engine Ruby Topic Maps abgebildet. Die Domänenklassen der Anwendung bauen folglich zur Datenhaltung direkt auf die darunterliegende Topic-MapsEngine auf. Die Anwendung greift zur Datenhaltung und -verwaltung ihrerseitsauf die Domänenklassen zu. Die (implizit) zu Komponenten zusammengefasstenDomänenklassen verbinden die darunterliegende Topic-Maps-Engine und die darüberliegende Anwendung und bilden eine Middleware. In der Zusammenfassungwird eine Vision zur Integration von anderen Datenquellen angestrebt, welche dasKonzept der Middleware auf die integrierende Topic-Maps-Engine erweitert.2 Beispielsweise enthält die aktuelle Entwicklungsversion von TM4J 2.0 in der öffentlichen QuellcodeVerwaltung eine prototypische Implementierung [Bal08]. Die hier entwickelte Engine Ruby Topic Mapsenthält Support, weitere sind Mappa [Heu08b] (bisher kein offizielles Release), sowie Perl TM [Bar08b](Lower Level API).3 “Domäne” und “domänenspezifisch” werden in Abschnitt 3.1.1 definiert.4 “Klasse” ist hierbei der Begriff aus der objektorientierten Programmierung.

1.2 problemstellung1.2problemstellungDie Weiterentwicklung des Topic-Maps-Standards von XML Topic Maps 1.0 [XTM1]zur Topic Maps 2.0 Standard-Familie5 manifestierte den Grundgedanken von TopicMaps sowohl generischer als auch strikter als zuvor. Das Topic-Maps-Datenmodell [TMDM] bietet ein Fundament für die Serialisierungsformate XTM 2.0 [XTM2]und CTM [CTM], sowie für Kanonialisierung. Notwendigerweise werden durchdas TMDM grundlegende ontologische Festleg

Bock, Benjamin: Ruby Topic Maps. In: TMRA: Scaling Topic Maps, Third International Conference on Topic Maps Research and Applications, Leipzig, Deutschland (2007) Bock, Benjamin: Application Development with Ruby Topic Maps. Topic Maps 2008 Conference, Oslo, Norwegen (2008) iv