Το RDF (Resource Description Framework), πρότυπο του W3C, είναι ένα μοντέλο δεδομένων για την αναπαράσταση πληροφορίας στον Παγκόσμιο Ιστό και αποτελεί τη θεμελίωση ενός συνόλου τεχνολογιών για τη μοντελοποίηση κατανεμημένης γνώσης στο Σημαντικό Ιστό. Η παρούσα διπλωματική εργασία περιλαμβάνει τη μελέτη της τεχνολογίας RDF και της σημασιολογικής επέκτασης αυτής, του RDF Schema. Επίσης, στα πλαίσια αυτής της μελέτης έγινε συγκριτική αξιολόγηση των ήδη υπαρχόντων αρχιτεκτονικών για την αποθήκευση και επεξεργασία δεδομένων RDF, εκτιμώντας παράλληλα τη συμπεριφορά τους στην περίπτωση των κατανεμημένων αποθεμάτων. Επιπρόσθετα, αξιολογήθηκαν οι δυνατότητες που προσφέρει σε τέτοιους μηχανισμούς η γλώσσα SPARQL, μια γλώσσα επερωτήσεων για RDF η οποία αποτελεί πρότυπο του W3C. Τέλος, ερευνήθηκαν στο επίπεδο των κατανεμημένων αποθεμάτων δύο πολύ σημαντικά χαρακτηριστικά αυτής της τεχνολογίας, η δυνατότητα συνδυασμού των δεδομένων και της εξαγωγής συμπερασμάτων (inferencing) και η υποστασιοποίηση (reification). Στο τελευταίο στάδιο, και βάσει της παραπάνω αποτύπωσης, πραγματοποιήθηκε η ανάπτυξη μιας εφαρμογής σε γλώσσα Java, η οποία επιτρέπει τη σύνδεση σε ένα ή περισσότερα απομακρυσμένα ή και τοπικά αποθέματα RDF, διαθέτοντας τον απαραίτητο μηχανισμό αποστολής επερωτήσεων (queries) προς αυτά. Η συγκεκριμένη εφαρμογή επιτυγχάνει τον κατάλληλο συνδυασμό των διαθέσιμων κατανεμημένων πληροφοριών και την εξαγωγή συμπερασμών, μια διαδικασία που αποτελεί πρωταρχικό στόχο στο πεδίο του Σημαντικού Ιστού. Για την αξιολόγηση των χαρακτηριστικών της χρησιμοποιήθηκαν απλά παραδείγματα που επιβεβαιώνουν την ορθή λειτουργία της και φανερώνουν το εύρος των δυνατοτήτων της. Άλλωστε, η επεκτασιμότητα και η αξιοπιστία ενός τέτοιου μηχανισμού αποτέλεσαν τη φιλοσοφία πάνω στην οποία στηρίχθηκε η ανάπτυξη του, λαμβάνοντας συγχρόνως υπόψη τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά των κατανεμημένων αποθεμάτων εγγράφων RDF. / RDF (Resource Description Framework), a W3C recommendation, is a data model for representing information in the World Wide Web and constitutes the foundation of many existent technologies for the modeling of distributed knowledge in the Semantic Web. This thesis includes a study of the RDF technology and of its semantic extension, RDF Schema. Also, a comparative evaluation was made among already existing frameworks for the storage and management of RDF data, appreciating their behavior in the case of distributed repositories. Moreover, an evaluation was made for the possibilities that SPARQL offers in such mechanisms, a RDF query language and soon a W3C recommendation. Finally, two very important characteristics of this technology were researched in the field of distributed repositories, the possibility of combination of data and export of conclusions (inferencing) and reification. In the last part, and based on the above imprints, an application was developed in Java, which allows the connection to one or more remote and local RDF repositories, having the necessary mechanism as well for making queries. This application successfully combines distributed knowledge and leads to inferencing, something that is a fundamental objective in the field of Semantic Web. For the evaluation of this application's characteristics, simple examples were used that confirm its proper function and reveal the breadth of its possibilities. Scalability and reliability have been the main goals during this application's development phase, having always in mind that we refer to distributed RDF repositories, which are more complicated and have some special characteristics.

Η ραγδαία ανάπτυξη του Παγκόσμιου Ιστού τα τελευταία χρόνια έχει προκαλέσει την αύξηση του εκπαιδευτικού υλικού που είναι διαθέσιμο σε ηλεκτρονική μορφή, με αποτέλεσμα η αναζήτηση και η εύρεση των ψηφιακών εκπαιδευτικών υλικών να γίνεται όλο και πιο δύσκολη. Για αυτό το λόγο τα ψηφιακά εκπαιδευτικά αντικείμενα, ή αλλιώς Μαθησιακά Αντικείμενα (Learning Objects) πρέπει να περιγράφονται με τη χρήση εκπαιδευτικών μεταδεδομένων έτσι ώστε να διευκολύνονται οι λειτουργίες της εύρεσης, ανάκτησης, κατηγοριοποίησης και επαναχρησιμοποίησης των αντικειμένων. Τα τελευταία χρόνια έχουν δημιουργηθεί αρκετά αποθέματα για την αποθήκευση ψηφιακών εκπαιδευτικών αντικειμένων, όπως είναι το DSpace, το EPrints και το Fedora. Τα ψηφιακά αποθέματα κάνουν χρήση μεταδεδομένων για τα ψηφιακά αντικείμενα που αποθηκεύονται στο σύστημά τους. Συχνά όμως παρατηρείται ότι ενώ η κύρια χρήση των αποθεμάτων είναι για εκπαιδευτικούς σκοπούς, δεν δίνεται η δυνατότητα να εμπλουτίζονται τα εκπαιδευτικά αντικείμενα που αποθηκεύονται στα αποθέματα με μεταδεδομένα εκπαιδευτικού τύπου. Κατά συνέπεια, ο κύριος στόχος της διπλωματικής εργασίας είναι να μελετήσει τα διαθέσιμα πρότυπα εκπαιδευτικών μεταδεδομένων και να επεκτείνει τα υπάρχοντα σύνολα μεταδεδομένων των ψηφιακών αποθεμάτων ώστε να συμπεριλαμβάνουν και μεταδεδομένα εκπαιδευτικού σκοπού. Για να επιβεβαιωθούν τα αποτελέσματα της συγκεκριμένης μελέτη έγινε εφαρμογή της σε ένα πραγματικό εκπαιδευτικό απόθεμα που αναπτύχθηκε στα πλαίσια του ΕΠΕΑΕΚ ΙΙ για το Πανεπιστήμιο Πατρών. Βασικό χαρακτηριστικό των εκπαιδευτικών αποθεμάτων είναι και η διαλειτουργικότητα με άλλα συστήματα. Η διαλειτουργικότητα εξασφαλίζει τη συνεργασία του συστήματος με άλλα αποθέματα επιτρέποντας τη συγκομιδή και αξιοποίηση των ψηφιακών αντικειμένων και από άλλα αποθέματα. Για το λόγο αυτό μελετάται το πώς μπορεί να επιτευχθεί η διαλειτουργικότητα ενός συστήματος ώστε να αξιοποιούνται και τα εκπαιδευτικά μεταδεδομένα του αποθέματος, μέσω της υπηρεσίας ΟΑΙ-PMH, που υποστηρίζεται από τα περισσότερα αποθέματα, αλλά και μέσω της καινούριας υπηρεσίας OAI-ORE. Η υλοποίηση της διαλειτουργικότητας στα πλαίσια της συγκεκριμένης εργασίας επικεντρώνεται στο σύστημα DSpace. Ο Σημαντικός Ιστός (Semantic Web) αποτελεί την εξέλιξη του Παγκόσμιου Ιστού. Στον Σημαντικό Ιστό οι πληροφορίες περιγράφονται από δεδομένα αποκτώντας συγκεκριμένη σημασία και δίνοντας έτσι τη δυνατότητα στις μηχανές να επεξεργαστούν δεδομένα που μέχρι σήμερα ήταν κατανοητά μόνο από τους ανθρώπους. Έτσι, γίνεται μελέτη ώστε να επιτευχθεί η δυνατότητα σημασιακής διαλειτουργικότητας στα αποθέματα και συγκεκριμένα στο DSpace. Με τον τρόπο αυτό γίνεται δυνατή η συνδιαλλαγή και διαπραγμάτευση πληροφοριών μεταξύ συστημάτων, οι οποίες, ενώ μπορεί να είναι κατά βάση ετερογενείς, προερχόμενες από πολλαπλές πηγές και αδόμητες σημασιακά, μπορούν να συσχετίζονται και, βάσει συμπερασμών, να συνδυάζονται κατάλληλα με στόχο την ανακάλυψη νέας γνώσης. / The rapid growth of World Wide Web in the last years has led to an increase of the educational material that is available in digital way. As a result of this, searching and discovering of digital educational material is becoming more and more difficult. For this reason, digital education objects, or Learning Objects, have to be described using education metadata in order to facilitate searching, retrieval, classification and reuse of these objects. In the recent years, a lot of repositories have been built to store digital educational objects, like DSpace, EPrints and Fedora. Digital repositories make use of metadata to describe digital objects that are stored in their system. But we can note that although the main use of these repository systems is for educational purposes, we do not have the ability to enrich learning objects that are stored in these systems with educational metadata. Therefore, the main purpose of this thesis is to study the available educational metadata standards and to extend the available metadata sets of digital repositories in order to include and support metadata for education purposes. A main feature of most educational repositories is interoperability with other systems. Interoperability assures the cooperation of one repository with others by allowing the harvesting and using of digital objects stored in one place by other systems and services. For this reason, it is studied how educational metadata can be incorporated in a repository’s interoperability services, and mainly in the OAI-PMH service, which is supported by most repositories, but also in a new service named OAI-ORE. The implementation of these interoperability services is focused on the DSpace system. Finally, Semantic Web is the evolution of World Wide Web. In Semantic Web information is described by data, so this information gains meaning which gives the ability to machines to process this information which till now was meaningful only to humans. So, it is also studied how semantic interoperability can be achieved between repositories and specifically between repositories based on DSpace. This will give the ability to exchange information between systems. Although this information may come from different and heterogeneous sources, and although this information may be semantically unstructured, it can be associated and combined in order to discover new knowledge.