W S M O 17.01.2006 IPD, Universität Karlsruhe (TH) Web Service Modeling Ontology Ein Vortrag von Dominik Weingardt im Rahmen des S2D2 Seminares.

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1 W S M O 17.01.2006 IPD, Universität Karlsruhe (TH) Web Service Modeling Ontology Ein Vortrag von Dominik Weingardt im Rahmen des S2D2 Seminares

2 W S M O S2D2 Seminar: Vortrag WSMO2 17.01.2006 Motivation Anwendungsbeispiel Semantic Web Services

3 S2D2 Seminar: Vortrag WSMO3 17.01.2006 Anwendungsbeispiel (1) virtueller Autohändler (Virtual Car Shop VCS) bietet Online-Autokauf-Service für Endbenutzer (Kunde) an Just-In-Time Business: erst wenn Kunde Auto bestellt, bezieht VCS dieses von einem Großhändler

4 S2D2 Seminar: Vortrag WSMO4 17.01.2006 Anwendungsbeispiel (2) Bezahlung ausschließlich über Kreditkarte Lieferung an Kunden durch vom VCS beauftragte Spedition Dienstgeber Dienst- nehmer Sub-Dienstgeber Grober Ablauf der Dienstleistung: KundeVCSz.B. Großhändler

5 S2D2 Seminar: Vortrag WSMO5 17.01.2006 Semantic Web Services WWW URI, HTML, HTTP Semantic Web RDF, RDF(S), OWL Web Services UDDI, WSDL, SOAP statisch Semantic Web Services SyntaxSemantik dynamisch Semantic Web Technologie + Web Service Technologie. = Semantic Web Services

6 S2D2 Seminar: Vortrag WSMO6 17.01.2006 Inhalt des Vortrages Motivation WSMO Einführung Detailbetrachtung: Choreography & Orchestration Zusammenfassung

7 W S M O S2D2 Seminar: Vortrag WSMO7 17.01.2006 WMSO Einführung Was ist WSMO? WSMO – WSML – WSMX Entwurfsentscheidungen WSMO Hauptelemente

8 S2D2 Seminar: Vortrag WSMO8 17.01.2006 Was ist WSMO? Web Service Modeling Ontology ist … » ein konzeptionelles Modell für die Beschreibung von Semantic Web Services » eine Ontologie von Kernelementen für SWS Ziele » automatisierte maschinelle Dienst- auffindung (WS Discovery) und -ausführung » größtmögliche Einfachheit und Vollständigkeit der Lösung des Integrationsproblemes » Ausführbarkeit

9 S2D2 Seminar: Vortrag WSMO9 17.01.2006 WMSO – WSML – WSMX ein konzeptionelles Modell für SWS eine formale Sprache für WSMO eine regelbasierte Sprache für SWS Ausführungsumgebung für WSMO Unterteilung in mehrere Arbeitsgruppen: WSMO WSMLWSMX

10 S2D2 Seminar: Vortrag WSMO10 17.01.2006 Entwurfsentscheidungen konform zu den Web-Standards Ontologie-basiert ontologische Rollentrennung strikte Entkopplung » Anwendungen so unabhängig wie möglich Zentralität der Vermittlung » skalierbare Kommunikation » Abbildung versch. Geschäftslogiken aufeinander Beschreibung vs. Implementierung » Unterscheidung zw. nach außen sichtbarem Verhalten und internem Verhalten & Implementierung Ausführungssemantik

11 S2D2 Seminar: Vortrag WSMO11 17.01.2006 WSMO Hauptelemente Ontologies (Ontologien) formal spezifizierte Terminologie für die von allen Komponenten genutzten Informationen Web Services semantische Beschreibung von WS: Capability (Fähigkeit) Funktionalität des WS Interfaces (Schnittstellen) zur Nutzung des WS Goals (Ziele) mögliche Zielsetzungen eines Clients, wenn er einen Web Service aufrufen will Mediators (Vermittler) Verbindungsglieder zw. Komponenten mit Vermittlungsmöglichkeiten für den Umgang mit Heterogenitäten

12 S2D2 Seminar: Vortrag WSMO12 17.01.2006 Web Services Ein Web Service enthält: nicht-funktionale Eigenschaften » vollständige Elementbeschreibung » Qualitätsmerkmale (QoS) » Web Service Management Capability » funktionale Beschreibung (Dienstangebot) » Veröffentlichung des WS zwei Arten von Interfaces » Choreography: wenn Service aufgerufen wird » Orchestration: wenn Service andere WS aufruft

13 S2D2 Seminar: Vortrag WSMO13 17.01.2006 WS Deklaration in WSML Beispiel: Kreditkarten Abrechnungs Service namespace {_"http://example.org/CreditCardCharging#", dc _"http://purl.org/dc/elements/1.1#", po _"http://example.org/purchaseOntology#", foaf _"http://xmlns.com/foaf/0.1/", wsml _"http://www.wsmo.org/wsml/wsml-syntax#", ccci _"http://www.example.org/CreditCardChargingInterfaceOntology#"} webService _"http://example.org/CreditCardChargingWebService" nonFunctionalProperties dc:title hasValue Credit Card Charging Web Service" dc:creator hasValue Association of all Credit Card Companies" dc:description hasValue "web service for charging a credit card with an given amount and creating a remittance order for a given recipient" dc:publisher hasValue " Association of all Credit Card Companies" dc:date hasValue "2006-01-12" dc:type hasValue > dc:format hasValue "text/html" dc:language hasValue "en-us" version hasValue "$Revision: 1.5 $" endNonFunctionalProperties importsOntology _"http://example.org/purchaseOntology" capability CreditCardChargingCapability interface CreditCardChargingInterface importsOntology _http://www.example.org/CreditCardChargingInterfaceOntology choreography CreditCardChargingChoreography orchestration CreditCardChargingOrchestration Namespaces nicht-funktionale Eigenschaften Interfaces Capability

14 W S M O S2D2 Seminar: Vortrag WSMO14 17.01.2006 Detailbetrachtung Choreography & Orchestration WS Interfaces Modellierung von C&O WS Discovery Ablauf-Demonstration

15 S2D2 Seminar: Vortrag WSMO15 17.01.2006 WS Interfaces (1) Choreography & Orchestration ermöglichen automatisierte Dienstausführung Choreographie » wie muss man (als User) mit dem Service interagieren, um seine Funktionalität nutzen zu können Orchestration » wie wird die Funktionalität des Services durch die Aggregation anderer Web Services erreicht

16 S2D2 Seminar: Vortrag WSMO16 17.01.2006 Web Service Implementierung (in WSMO nicht von Interesse) WS Interfaces (2) Choreography Capability funktionale Beschreibung WS Client – Service Interaktions- schnittstelle für WS Aufruf nach außen sichtbares Verhalten Kommunikations- struktur Grounding Realisierung der Funktionalität durch Aggregation anderer WS funktionale Aufspaltung Komposition von WS nicht-funktionale Eigenschaften DC + QoS + Version + Finanzielles WS Orchestration Ein Web Service mit seinen Elementen: Service Interfaces

17 S2D2 Seminar: Vortrag WSMO17 17.01.2006 Modellierung von C&O zustandsbasierte Beschreibung von Choreography & Orchestration basierend auf Abstrakten Zustandsautomaten Zustands-Signatur » durch die Elemente einer Ontology gegeben Zustand » definiert durch Menge der Instanzen und deren Attributwerte guarded transition (Übergang) » Zustandsänderung durch Änderungen an der Instanzen-Menge Start- zustand Kreditkarten- daten erhalten Bezahlung erfolgt

18 S2D2 Seminar: Vortrag WSMO18 17.01.2006 WS Discovery Kerntechnologie für SWS Aufgabe: Web Services, die ein gegebenes Ziel erreichen können, anhand Beschreibungen von Goal und WS automatisiert auffinden Ziel-getriebener Ansatz abgeleitet vom KI Rationaler Agent-Ansatz » Dienstnehmer (Agent) formuliert Goal unabhängig » Intelligenter Matching Mechanismus erkennt Services, die für das Erreichen des Goals geeignet sind

19 S2D2 Seminar: Vortrag WSMO19 17.01.2006 Menge vorhandener passender Autos Ablauf-Demonstration VCS Service (Agent) Kunde (Agent) Choreography Orchestration gewünschtes Auto (Marke, Modell, …) gewünschtes Auto (Marke, Modell, …) Groß- händler 1 Service gewünschtes Auto (Modell, Marke, …) Menge vorhandener passender Autos Menge vorhandener passender Autos Auswahl eines der vorhandenen Autos Groß- händler 2 Service (Agent) Käufer- und Kredit- kartendaten Kredit- karten Service Kreditkartendaten des Kunden, Begünstigter (VCS) und Preis des Autos Bezahlung erfolgt ODER: Karte ungültig Karte ungültig, Kauf abgebrochen Kauf (ausgewähltes Auto, Abrechnungsdaten VCS) Kauf erfolgt Speditions Service Versand des Auto an Käuferadresse Versand erfolgt Kauf erfolgreich abgeschlossen

20 W S M O S2D2 Seminar: Vortrag WSMO20 17.01.2006 Zusammenfassung Das Wesentlichste Offene Punkte

21 S2D2 Seminar: Vortrag WSMO21 17.01.2006 Das Wesentlichste Unterteilung in » WSMO = abstrakte Konzepte mittels Ontologien » WSML = konkrete, F-Logik basierte Sprache » WSMX = Ausführungsumgebung für WSMO Services Begriff des Goals zur klaren Trennung zwischen Service-Angebot und -Anfrage Mediators für Umgang mit Heterogenitäten Web Service Interfaces zur Definition der Client/WS- (Choreography) und der WS/WS-Kommunikation (Orchestration) Kernkonzept von C&O basierend auf Abstrakten Zustandsautomaten

22 S2D2 Seminar: Vortrag WSMO22 17.01.2006 Offene Punkte WSML ist unvollständig Matching ist unvollendet C&O nicht modellierbar mittels Tools wie z.B. UML Fluß-Diagrammen bessere Spezifikation, wie beim Aufruf eines anderen WS dieser mit Orchestration kombiniert wird, muss gefunden werden Formulierung von Präferenzen in Goals schwierig

23 23 Vielen Dank für Eure Aufmerksamkeit!

24 S2D2 Seminar: Vortrag WSMO24 17.01.2006 Literatur D2v1.2 Web Service Modeling Ontology | Dumitru Roman, Holger Lausen, Uwe Keller u.a. http://www.wsmo.org/TR/d2/v1.2/ http://www.wsmo.org/TR/d2/v1.2/ D3.1v0.1 WSMO Primer | Cristina Feier u. John Domingue http://www.wsmo.org/TR/d3/d3.1/v0.1/ http://www.wsmo.org/TR/d3/d3.1/v0.1/ D3.3v0.1 WSMO Use Case VTA | Michael Stollberg, Rubén Lara u.a. http://www.wsmo.org/2004/d3/d3.3/v0.1/ http://www.wsmo.org/2004/d3/d3.3/v0.1/ D14v0.1 Ontology-based Choreography & Orchestration | Dumitru Roman u.a. http://www.wsmo.org/TR/d14/v0.1/ http://www.wsmo.org/TR/d14/v0.1/ D15v0.1 Orchestration in WSMO | Dumitru Roman u. James Scicluna http://www.wsmo.org/2005/d15/v0.1/ http://www.wsmo.org/2005/d15/v0.1/ D17v0.2 WSMO Tutorial: ESWC 2005 | Christoph Bussler u.a. http://www.wsmo.org/TR/d17/resources/200505-ESWC05/SWStutorial-eswc05.ppt http://www.wsmo.org/TR/d17/resources/200505-ESWC05/SWStutorial-eswc05.ppt D17v0.2 WSMO Tutorial: ICAC 2005 | Christoph Bussler u.a. http://www.wsmo.org/TR/d17/resources/200506-ICAC/icac-05_tutorial.ppt http://www.wsmo.org/TR/d17/resources/200506-ICAC/icac-05_tutorial.ppt D17v0.2 WSMO Tutorial: Net Object Days 2004 | Christoph Bussler u.a. http://www.wsmo.org/TR/d17/resources/netobjectdays04/WSMOTutorial-netobjectdays-20040927.ppt http://www.wsmo.org/TR/d17/resources/netobjectdays04/WSMOTutorial-netobjectdays-20040927.ppt Languages for (Semantic) Service Description | Michael Klein u. Birgitta König-Ries http://hnsp.inf-bb.uni-jena.de/DIANE/docs/Dagstuhl2004-SSD.pdf http://hnsp.inf-bb.uni-jena.de/DIANE/docs/Dagstuhl2004-SSD.pdf

25 W S M O S2D2 Seminar: Vortrag WSMO25 17.01.2006 Anhang Die ausgelassenen WSMO Hauptelemente: Ontologies Goals Web Services: Capability Mediators

26 S2D2 Seminar: Vortrag WSMO26 17.01.2006 Ontologies Ontologies werden überall in WSMO als Datenmodell verwendet » alle Elementbeschreibungen beruhen auf Ontologien » alle während der WS Nutzung ausgetauschten Daten sind Ontologien » semantische Informationsverarbeitung Elemente einer WSMO Ontology: » Concepts: Konzepte (Klassen) der Ontologie » Attributes: Attribute, die zu einem Konzept gehören » Relations: Beziehungen zw. mehreren Konzepten » Functions: Relationen mit einem Rückgabewert » Instances: Instanzen von Konzepten der Ontologie » Axioms: logische axiomatische Ausdrücke

27 S2D2 Seminar: Vortrag WSMO27 17.01.2006 Goals Ein Goal enthält: erforderte Capability » erwartete WS Funktionalität, um die Zielsetzungen zu erfüllen (Dienstanfrage) » Bescheibung aus Sicht des Dienstnehmers erfordertes Interface » unterstütztes Kommunikationsverhalten (Choreography) des DN für WS Nutzung » Angabe von Einschränkungen / Vorlieben bzgl. Orchestration akzeptabler WS möglich

28 S2D2 Seminar: Vortrag WSMO28 17.01.2006 Web Services: Capability Eine Capability enthält: Pre-conditions » Eingabewerte, die WS erwartet, um seinen Dienst erbringen zu können Assumptions » Bedingungen an Zustand der Welt, die erfüllt sein müssen, damit WS ausgeführt werden kann Post-conditions » Resultat des WS abhängig von Eingabewerten und Bedingungen Effects » Änderungen am Zustand der Welt durch Ausführung des WS

29 S2D2 Seminar: Vortrag WSMO29 17.01.2006 Capability Deklaration in WSML capability CreditCardChargingCapability sharedVariables {?creditCard, ?initialBalance, ?amount, ?recipient} precondition nonFunctionalProperties dc#description hasValue "credit card required, recipient must be bank customer" endNonFunctionalProperties definedBy ?creditCard[balance hasValue ?initialBalance] memberOf po#creditCard and ?recipient memberOf po#bankCustomer and ?amount > 0 and ?initialBalance >= ?amount. assumption nonFunctionalProperties dc#description hasValue "credit card must be valid" endNonFunctionalProperties definedBy po#validCreditCard(?creditCard). postcondition nonFunctionalProperties dc#description hasValue creating a remittance order for the recipient" endNonFunctionalProperties definedBy ?remittanceOrder memberOf po#remittance[recipient hasValue ?recipient, amount hasValue ?amount]. effect nonFunctionalProperties dc#description hasValue "credit card will be charged with given amount" endNonFunctionalProperties definedBy ?finalBalance = (?initialBalance - ?amount) and ?creditCard[po#balance hasValue ?finalBalance]. Pre-conditions Post-conditions Assumptions Effects

30 S2D2 Seminar: Vortrag WSMO30 17.01.2006 Mediators Mediators ermöglichen einen expliziten Umgang mit Heterogenitäten und lösen unkorrekte Zuordnungen auf 4 Typen von WSMO Mediators: » OO Mediators verknüpfen Ontologien mit Ontologien » GG Mediators verknüpfen Goals mit Goals » WG Mediators verknüpfen Web Services mit Goals » WW Mediators verknüpfen Web Services mit Web Services