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Building blocks for semantic data organization on the desktop

Popitsch, Niko (2011) Building blocks for semantic data organization on the desktop.
Dissertation, University of Vienna. Fakultät für Informatik
BetreuerIn: Klas, Wolfgang

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DOI: 10.25365/thesis.16182
URN: urn:nbn:at:at-ubw:1-29736.65225.355865-2

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Abstract in English

The organization of (multimedia) data on current desktop systems is done to a large part by arranging files in hierarchical file systems, but also by specialized applications (e.g., music or photo organizing software) that make use of file-related metadata for this task. These metadata are predominantly stored in embedded file headers, using a magnitude of mainly proprietary formats. Generally, metadata and links play the key roles in advanced data organization concepts. Their limited support in prevalent file system implementations, however, hinders the adoption of such concepts on the desktop: First, non-uniform access interfaces require metadata consuming applications to understand both a file’s format and its metadata scheme; second, separate data/metadata access is not possible, and third, metadata cannot be attached to multiple files or to file folders although the latter are the primary constructs for file organization. As a consequence of this, current desktops suffer, inter alia, from (i) limited data organization possibilities, (ii) limited navigability, (iii) limited data findability, and (iv) metadata fragmentation. Although there were attempts to improve this situation, e.g., by introducing semantic file systems, most of these issues were successfully addressed and solved in the Web and in particular in the Semantic Web and reusing these solutions on the desktop, a central hub of data and metadata manipulation, is clearly desirable. In this thesis a novel, backwards-compatible metadata model that addresses the above-mentioned issues is introduced. This model is based on stable file identifiers and external, file-related, semantic metadata descriptions that are represented using the generic RDF graph model. Descriptions are accessible via a uniform Linked Data interface and can be linked with other descriptions and resources. In particular, this model enables semantic linking between local file system objects and remote resources on the Web or the emerging Web of Data, thereby enabling the integration of these data spaces. As the model crucially relies on the stability of these links, we contribute two algorithms that preserve their integrity in local and in remote environments. This means that links between file system objects, metadata descriptions and remote resources do not break even if their addresses change, e.g., when files are moved or Linked Data resources are re-published using different URIs. Finally, we contribute a prototypical implementation of the proposed metadata model that demonstrates how these building blocks sum up to constitute a metadata layer that may act as a foundation for semantic data organization on the desktop.

Schlagwörter in Englisch

meta data model / linked data / link integrity / file system / semantic desktop / semantic wiki

Abstract in German

Die Organisation von (Multimedia-) Daten auf Desktop-Systemen wird derzeit hauptsächlich durch das Einordnen von Dateien in ein hierarchisches Dateisystem bewerkstelligt. Zusätzlich werden gewisse Inhalte (z.B. Musik oder Fotos) von spezialisierter Software mit Hilfe Datei-bezogener Metadaten verwaltet. Diese Metadaten werden meist direkt im Dateikopf in einer Unzahl verschiedener, vorwiegend proprietärer Formate gespeichert. Allgemein nehmen Metadaten und Links die Schlüsselrollen in fortgeschrittenen Datenorganisationskonzepten ein, ihre eingeschränkte Unterstützung in vorherrschenden Dateisystemen macht die Einführung solcher Konzepte auf dem Desktop jedoch schwierig: Erstens müssen Anwendungen sowohl Dateiformat als auch Metadatenschema verstehen um auf Metadaten zugreifen zu können; zweitens ist ein getrennter Zugriff auf Daten und Metadaten nicht möglich und drittens kann man solche Metadaten nicht mit mehreren Dateien oder mit Dateiordnern assoziieren obgleich letztere die derzeit wichtigsten Konstrukte für die Dateiorganisation darstellen. Dies bedeutet in weiterer Folge: (i) eingeschränkte Möglichkeiten der Datenorganisation, (ii) eingeschränkte Navigationsmöglichkeiten, (iii) schlechte Auffindbarkeit der gespeicherten Daten, und (iv) Fragmentierung von Metadaten. Obschon es Versuche gab, diese Situation (zum Beispiel mit Hilfe semantischer Dateisysteme) zu verbessern, wurden die meisten dieser Probleme bisher vor allem im Web und im Speziellen im semantischen Web adressiert und gelöst. Das Anwenden dort entwickelter Lösungen auf dem Desktop, einer zentralen Plattform der Daten- und Metadatenmanipulation, wäre zweifellos von Vorteil. In der vorliegenden Arbeit wird ein neues, rückwärts-kompatibles Metadatenmodell als Lösungsversuch für die oben genannten Probleme präsentiert. Dieses Modell basiert auf stabilen Datei-Identifikatoren und externen, semantischen, Datei- bezogenen Metadatenbeschreibungen welche im RDF Graphenmodell repräsentiert werden. Diese Beschreibungen sind durch eine einheitliche Linked-Data- Schnittstelle zugänglich und können mit anderen Beschreibungen und Ressourcen verlinkt werden. Im Speziellen erlaubt dieses Modell semantische Links zwischen lokalen Dateisystemobjekten und Netzressourcen im Web sowie im entstehenden “Daten Web” und ermöglicht somit die Integration dieser Datenräume. Das Modell hängt entscheidend von der Stabilität dieser Links ab weshalb zwei Algorithmen präsentiert werden, welche deren Integrität in lokalen und vernetzten Umgebungen erhalten können. Dies bedeutet, dass Links zwischen Dateisystemobjekten, Metadatenbeschreibungen und Netzressourcen nicht brechen wenn sich deren Adressen ändern, z.B. wenn Dateien verschoben oder Linked-Data Ressourcen unter geänderten URIs publiziert werden. Schließlich wird eine prototypische Implementierung des vorgeschlagenen Metadatenmodells präsentiert, welche demonstriert wie die Summe dieser Bausteine eine Metadatenschicht bildet die als Grundlage für semantische Datenorganisation auf dem Desktop verwendet werden kann.

Schlagwörter in Deutsch

Metadatenmodell / Linked Data / Link Integrität / semantisches Dateisystem / semantischer Desktop / semantisches Wiki

Item Type: Hochschulschrift (Dissertation)
Author: Popitsch, Niko
Title: Building blocks for semantic data organization on the desktop
Umfangsangabe: XV, 219 S. : graph. Darst.
Institution: University of Vienna
Faculty: Fakultät für Informatik
Publication year: 2011
Language: eng ... Englisch
Supervisor: Klas, Wolfgang
Assessor: Klas, Wolfgang
2. Assessor: Quirchmayr, Gerald
Classification: 54 Informatik > 54.87 Multimedia
54 Informatik > 54.99 Informatik: Sonstiges
AC Number: AC08807427
Item ID: 16182
(Das PDF-Layout ist ident mit der Druckausgabe der Hochschulschrift.)

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