Semantic WebServices Grundlegende Aspekte des Semantic Web © 2003 - Stefan Dreßler.

SemanticWebServicesGrundlegende Aspekte des Semantic

Web

© 2003 - Stefan Dreßler

SemanticWebServices

• Einführung• Begriffsklärung• Heutige Techniken• Der Weg zur Semantik

– Charakterisierung von WebServices– DAML-S – semantisches Markup für WebServices– höhere Ontologie(n)

• Ausblick

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[Vortrags-Übersicht]

Wozu das Ganze?

• Der Überflutung durch Informationen Herr werden

• Der Computer soll wieder „rechnen“• Der Computer soll „verstehen“, was er uns

anzeigt

Gewinnung einer höheren Informationsqualitätmaschinelle Lösung komplexer Probleme

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[Einführung]

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Was sind WebServices?

• WebServices sind RemoteProcedure Calls (RPC) über HTTP.

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[Begriffsklärung]

SemanticWebServices

• WebServices sind verteilte, lose gekoppelte und wiederverwendbare Softwarekomponenten, auf die über Standard-Internetprotokolle programmatischzugegriffen werden kann.(Andreas Schmidt)

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[Begriffsklärung]

SemanticWebServices

• Ein WebService ist eine Komponente, die ihre Funktionalität über eine – standardisierte und veröffentlichte Schnittstelle

anbietet, – mit anderen Komponenten verknüpft werden

kann– und über ein offenes, im Internet verwendetes

Protokoll zugreifbar ist.

(Mario Jeckle)

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[Begriffsklärung]

SemanticWebServices

• WebServices sind Services, die über das Web erreicht werden können.(Dieter Fensel)

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[Begriffsklärung]

+

Kommunikation über standardisierte und von allen anerkannte Schnittstellen und Protokolle

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WebServices werden beschrieben/benutzt durch:

• eine kompatible Übermittlung der Informationen (SOAP - Simple Object Access

Protocol)• eine verwertbare Beschreibung des Dienstes

(WSDL - Web Service Description Language)• ein Verzeichnis vorhandener Dienste

(UDDI - Universal Description, Discovery and Integration)

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[Heutige Techniken]

SemanticWebServices

Mögliche Suchanfrage

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[Heutige Techniken]

WSDL

SOAP über HTTP

UDDIUDDI

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Probleme bei Nutzung heutiger Techniken

• WSDL fehlt es an semantischen Beschreibungen

• UDDI reicht zum automatischen Auffinden von WebServices nicht aus– Keine Möglichkeit einer detaillierten

Beschreibung– Begrenzt auf Namen und Link-Informationen

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[Heutige Techniken]

SemanticWebServices

SemanticWeb soll es ermöglichen, WebServices

• Automatisch zu finden• Den Anforderungen entsprechend

auszuwählen• Diese zu überwachen• WebServices untereinander zu verknüpfen

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[Der Weg zur Semantik]

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Charakterisierung eines WebService

• Primitive (simple) WebServices– Ein einziger, über das Web ausführbarer Service– Keine weitere Interaktion mit dem Nutzer außer

simpler Rückgabe

• Komplexe WebServices– Aus mehreren primitiven WebServices

zusammengesetzt– Interaktion mit dem Nutzer/anderen WebServices

[Der Weg zur Semantik – Charakterisierung eines WebService]

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kartOO.com – Bsp. eines primitiven WebService

• Kugelgröße variiert je nach Relevanz• Verknüpfung dargestellt durch Linien und dem

semantisch verbindenen Wort

[Der Weg zur Semantik – Beispiel primitiver WebService: kartOO.com]

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DAML-S – DARPA Agent Markup for Services

• DAML+OIL-Ontologie für WebServices• Ziel:

– Beschreibung von WebServices in einer computer-interpretierbaren Art und Weise

• Unterstützt simple und komplexe WebServices

[Der Weg zur Semantik – DAML-S]

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Wobei unterstützt uns DAML-S?

Automatische(s)• Finden eines WebService• Ausführung eines WebService• Zusammenstellung und Interoperation von

WebServices• Überwachung der Ausführung von

WebServices

[Der Weg zur Semantik – DAML-S]

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SemanticWebServices

DAML-S definiert eine Reihe von Klassen und

Eigenschaften zur Beschreibung eines WebService

[Der Weg zur Semantik – Eine höhere Ontologie für WebServices]

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ServiceProfile

• „was tut der Service?“• Informationen um zu entscheiden, ob der

WebService den Ansprüchen genügt• Beinhaltet Dinge wie

– Input/Output– Sicherheit– Lokalität– Qualität


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Unterscheidung von 3 Typen an Informationen

• einer Beschreibung des WebService und seines Providers

• der Spezifikation des bereitgestellten Funktionsumfanges

• funktionale Attribute, die zusätzliche Informationen und Anforderungen des WebService beinhalten


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SemanticWebServices[Der Weg zur Semantik – Eine höhere Ontologie für

WebServices]

• Beschreibende Attribute– serviceName, intendedPurpose, textDescription,

role, requestedBy, providedBy

• Funktionale Attribute– geographicRadius, serviceType, degreeOfQuality,

serviceParameter, communicationThru

– Unter anderem hilfreich, ähnliche WebServices voneinander zu unterscheiden

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ServiceModel

• „Wie arbeitet der WebService?“• Detaillierte semantische Beschreibung und

Charakterisierung• Wichtig für Einbeziehung und Kooperation

mit mehrerer WebServices untereinander


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ProzessModel – Erweiterung des ServiceModel


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• Detaillierte Beschreibung von Kontroll- und Datenfluß-strukturen


WebServices]Unterscheidung von 3 Arten von Prozessen

• Atomare Prozesse– Direkter Aufruf ohne Subprozesse– Ausführung in einem einzigen Schritt

• Zusammengesetzte Prozesse– Aus atomaren oder nicht-atomaren Prozessen

zusammengesetzt– Gesteuert durch Kontrollstrukturen

• Simple Prozesse– Vereinfachte, abstrakte „Black-Box“-Sicht auf

zusammengesetzte Prozesse

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WebServices]

DAML-S-Syntax für diese Aufsplittung:

<daml:Class rdf:ID="Process"><rdfs:comment>The General class</rdfs:comment>

<daml:disjointUnionOf rdf:parseType="daml:collection">

<daml:Class rdf:about="#AtomicProcess"/><daml:Class rdf:about="#SimpleProcess"/><daml:Class rdf:about="#CompositeProcess"/>

</daml:unionOf></daml:Class>

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Prozess-Kontrollstrukturen

• Sequence• Concurrent• Unordered• Choice• Split/Split+Join• If-then-else• Repeat-until/Repeat-While


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ServiceGrounding

• Implementationsspezifische Details• Beschreibt

– Zugriff auf atomare Prozesse– Art des Nachrichtenformats– Übertragungsformat (HTTP, RPC etc.)


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• Idee des SemanticWeb hat ausgehend von einer Vision stetig an Umsetzung und Form gewonnen

• XML versuchte, Schwächen des WWW zu beseitigen – doch durch eigene Dokumenten-formate ging Interoperabilität verloren

• Das SemanticWeb wird nun helfen, diese Probleme zu minimieren

[Ausblick]

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SemanticWebServices

• Aufwertung vorhandener Informationen mit Metadaten und Ontologien

• Bereitstellung und Verknüpfung dieser Informationen durch SemanticWebServices

• Verbesserter Zugriff auf Datenpools wird wieder möglich

• Schaffung eines enormen Mehrwertes für den Menschen

[Ausblick]

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Ende...

[ ;-) ]

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SemanticWebServices

(1) Sheila A. McIlraith, Tran Cao Son, Honglei Zeng, „Semantic Web Services“, The Semantic Web, IEEE Intelligent Systems, Special Issue on the Semantic Web, Volume 16, No. 2, pp. 46-53, March/April, 2001

(2) Dieter Fensel, Semantic Web Enabled Web Services, Invited Talk auf der International Semantic Web Conference, ISWC 2002, (http://ISWC2002.SemanticWeb.org/)

(3) Anupriya Ankolekar, Mark Burstein, Jerry R. Hobbs, Ora Lassila, David L. Martin, Sheila A. McIlraith, Srini Narayanan, Massimo Paolucci, Terry Payne, Katia Sycara, Honglei Zeng, “DAML-S: Semantic Markup For Web Services”, The DAML Services Coalition

(4) D. Fensel, C. Bussler, A. Maedche, „Semantic Web Enabled Web Services“, Vrije Universiteit Amsterdam (VU)

(5) A. Maedche, Steffen Staab, “Services on the Move – Towards P2P-Enabled Semantic Web Services”, FZI Uni-Karlsruhe, AIFB

(6) C. Bock, B. Schwark, “Semantic Web – Das Internet der Zukunft – Ein Bericht vom 9. AIK-Symposium“

(7) Evelyn Koska, „Das Semantik Web“, Folien zum Seminar, 2002 (8) Arne Handt, „XML-Schemakorrespondenzen“, <xmlcity:berlin>, 2002(9) Steffen Staab, „Intelligent Systems on the World Wide Web – Dynamic Services”,

Lecture Slides, AIFB, Uni Karlsruhe, Lecture Slides, 2001 (10) Andreas Schmidt, „Web Services”, FZI - Folien, 2002 (11) D. Schaller, „Web Services”, Ausarbeitung zum Vortrag, 2002 (12) R. Sösemann, „Konzepte von Informations-systemen”, Uni Tübingen, 2001(13) Melnicenco Olga “DAML-S: Semantic Markup for Web Services”, 2002 May 15

[Literatur]

Semantic WebServices Grundlegende Aspekte des Semantic Web © 2003 - Stefan Dreßler.

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