Forschungsgruppe Informationssysteme und Semantic Web Seminar Semantic Grid Seminar WS 2004/05 Forschungsgruppe Informationssysteme und Semantic Web Prof. Dr. S. Staab, B. Tausch

Agenda Einführung Semantic Grid Themen

Semantic Grid Was ist Semantic Web? Was ist das Grid? „ a web of data with formal semantics that can be processed directly or indirectly by machines “ Was ist das Grid? „ a hardware and software infrastructure that provides dependable, consistent, pervasive, and inexpensive access to high-end computational capabilities. “

Was ist “The Grid” Begriff geprägt durch Ian Foster und Carl Kesselman Grid-Bibel: “The Grid: Blueprint for a new computing infrastructure” Grid in Analogie zum Strom-Netz Plug and Play “Energie” Grundidee: Distributed Computing Parallel Computing Plug and Play Energie: Herkunft unbekannt

Computational Grids Vereinigung verteilter Ressourcen High-end Computers Desktop Computer „Informations-Quellen“ …zum Lösen komplexer Probleme Simulation Data-Mining

Entailment of the Implicit Relational Distributed Data Semantic Web Layers Entailment of the Implicit Explicit Semantics Relational Distributed Data Data Exchange

Semantic Web & RDF(S) RDF+RDFSchema RDF RDF Schema provides metadata about Web resources commits to small set of modeling primitives resource, property, value has an XML syntax RDF Schema extended set of modeling primitives class, subclassof, type property, subpropertyof domain, range enables definition of a domain vocabulary and embedding into an is-a hierarchy John IBM M42 DT PCJE1GE Computer Person subClassOf type isOwnedBy domain range Hardware

Semantic Web & Ontologies Ontology In its classical sense ontology is a philosophical discipline In Computer Science: “An Ontology is a formal and explicit specification of a shared conceptualisation of a domain of interest” (cf. Tom Gruber 1993) Characteristics: Shared understanding of a domain of interest Formal description of the meaning of terms and relations Machine executable

Ontology Example Rules Object Person Department Product Controller cooperatesWith worksIn produces Person Department Product owns isOwnedBy Controller Manager Software Hardware Möchtest du die Regeln behalten? Deswegen unterscheidet diese Ontologie sich von der Ontologie auf der übernächsten Folie. Rules cooperatesWith is symmetric isOwnedBy and owns are inverse If a person works in a department, she has knowledge about a product produced in that department.

Dimensionen des Semantic Web activity information implicit semantics explicit semantics centralized (C/S) ad-hoc P2P-based Semantic Web Services SWAP SWWS Semantic Web Complexity/size of manageable service(s) WWW OGSA: Open Grid Services Architecture: Vereinigung von Grid mit Web Services Ontologien zur Beschreibung der Services Arten von Services: Data Services Query Services Knowledge Extraction Knowledge Discovery / Mining

Grid, Peer-to-Peer, Web Services Dezentral, Direkte Kommunikation Bspw. File-Sharing „Community“ Gedanke Web Services Software-Komponenten können über Web-Protokolle aufgerufen werden (RPC) Lose Koppelung, SOAP, WSDL, UDDI Grid Abstraktion für das Teilen von Ressourcen Hohe Verfügbarkeit, High-Performance Virtuelle Organisation Trend: Kollaboration, Service-Orientation, Konvergenz mit Web Technologien

Three Layer GRID Abstraction Knowledge Grid Control Information Grid Data to Knowledge Computation/Data Grid

Knowledge Grid Service Reasoning Arbitrary Service Inferencing Service Service Description Service Reasoning Discovery Dynamic Integration Arbitrary Service Inferencing Service Selection Composition Knowledge Extraction Service Knowledge Discovery / Mining Service Knowledge Integration Service Cata- log Cata- log <html/> Public Sources Paid Sources Internal Knowledge Sources

Semantic Grid Anwendungs-Szenarien des Grids: Probleme: Simulation, Multimedia, Data-Grids, …etc Probleme: Architekturen, Dynamik, Heterogenität, Standards Mögliche Lösungsansätze: Semantische Technologien und ökonomische Methoden - Semantische Beschreibung der Ressourcen - Trust, Security, and Policies im Grid - Marktliche Koordination der Ressourcen-Allokation

Themenbereiche Grundlagen des Grid Computing Semantic Web Semantic Grid Computing Projekte im Semantic Grid Kontext

I. Grundlagen des Grid Computing 1. Idee und Entwicklung des Grid Computing 2. Standardisierungen in der Grid Community - Ihre Beziehungen und ihre Umsetzung in existierenden Grid-Plattformen 3. Umsetzung des Grid-Ansatzes im IT-Business

II. Semantic Web 1. Basis des Semantic Web: das Resource Description Framework 2. Ontologiesprachen 3. Ontologien für das Semantic Web

III. Semantic Grid 1. Idee und Prinzipien des Semantic Grid 2. Semantic Web Services 3. Semantische Beschreibungen von Resourcen im Grid 4. Semantic Matchmaking

IV. Projekte im Semantic Grid Kontext 1. Semantische Technologien und Pervasive Computing 2. Workflow Management und Collaborative Tools - Grid-Technologien zur Unterstützung wissenschaftlicher Arbeitsprozesse

Themenübersicht I.1 Grundlagen des Grid Computing I.2 Standardisierungen in der Grid Comunity I.3 Umsetzung des Grid-Ansatzes im IT-Business II.1 Basis des Semantic Web: das Resource Description Framework II.2 Ontologiesprachen II.3 Ontologien für das Semantic Web III.1 Idee und Prinzipien des Semantic Grid III.2 Semantic Web Services III.3 Semantische Beschreibungen von Resourcen im Grid III.4 Semantic Matchmaking IV.1 Grid-Technologien zur Unterstützung wissenschaftlicher Arbeitsprozesse IV.2 Semantische Technologien und Pervasive Computing

Formales Blockveranstaltung : 05.01. / 12.01 / 19.01. / 26.01. Raum E523 08:30 – 12:00 Uhr Besprechung der Vortragsstruktur eine Woche vorher 45 Minuten Vortrag (incl. anschließender Diskussion) Ca. 15 Seiten schriftliche Ausarbeitung eine Woche später

Ansprechpartner Bernhard Tausch Raum B 104 tausch@uni-koblenz.de 0261/287-2765 Prof. Staab Raum B 110 Sprechstunde: Dienstags, 10:00 Uhr staab@uni-koblenz.de 0261/287-2761