Presentation these

Une approche d’ intégration sémantique des Composants Métier pour supporter les

concepteurs des systèmes d’information

Soutenue publiquement le 28 septembre 2013 par :

EL ASRI HICHAM

2012/2013 EL ASRI HICHAMLABORATOIRE D INFORMATIQUE ET D AIDE A LA DECISION (LIAD)1

Soutenance de thèse de doctorat en Sciences

« Mathématiques et Informatique» de

l’université Hassan II - Faculté des Sciences

Aïn Chock Casablanca

Brahim Aghezzaf Professeur à l’université Hassan II Président

Amir HajjamEl Hassani Professeur à l’université de Technologie de Belfort Montbéliard Rapporteur

Azeddine Boulmakoul Professeur à l’université Hassan II Mohammadia Rapporteur

Benayad Nsiri Professeur à l’université Hassan II Rapporteur

Bouabid El Ouahidi Professeur à l’université Mohammed-V Agdal Examinateur

Abderrahim Sekkaki Professeur à l’université Hassan II Directeur de thèse

Plan de travail

1. Introduction

2. La problématique de l’intégration des Composants Métier

3. Le processus d’intégration des Composants Métier

4. Exemples d’application

5. Conclusion et perspectives

2

La réutilisation des Composants L’intégration des Composants MétierLes conflits d’intégrationMotivationL’intégration par les ontologies

IntroductionLa problématique de l’intégration des Composants Métier

Le processus d’intégration des Composants MétierExemples d’application

Conclusion et perspectives

La réutilisation des Composants (1/3)

La réutilisation est depuis longtemps considérée comme uneapproche prometteuse pour remédier à certains problèmes (coût, délai, fiabilité, maintenance) du développement des SI.

3






Cette approche a donné lieu à deux types problématique : L’ingénierie pour la réutilisation ( Design for Reuse): Il s’agit de développer des outils et des méthodes pour produire des Composants réutilisables. L’ingénierie par la réutilisation ( Design by Reuse): Il s’agit de développer des outils et des méthodes pour construire des systèmes à partir de composants réutilisables.

Un Système d’Information (SI) est perçu comme un assemblage de briques préfabriqués, appelés composants.

On se situe dans le cadre de l’ingénierie par réutilisation

4






La réutilisation peut se situer à différentes étapes de l’ ingéniere :AnalyseConceptionImplémentation ,Test et DéploiementLe recours à cette approche, en phase d’implémentation d’un SI, est unepratique aujourd’hui largement adoptée. (EJB, CORBA etc.)Les composants concernés dans cette phase sont des composants logiciels quiimplémentent des aspects techniques.

On s’intéresse aux phases d’analyse et de conception.

Plusieurs travaux et projets ont montré l’intérêt et la possibilité d’étendrecette approche aux phases d’analyse et de conception: (Méthode Symphony,Patrons d’analyse et de Conception etc..)

5





Les Composants Métier (1/4)

La réutilisation en phases d’analyse et de conception faitappel à une catégorie particulière de composants, appelésComposants Métier (CM).

Un CM est une représentation d’une entité ou d’unprocessus métier de l’entreprise.

En ingénierie par réutilisation: Le modèle d’analyse , ou deconception, d’un nouveau SI, est construit à partir d’unensemble de CM préétablis.

6






≪A Business Component is the software implementation of an autonomousbusiness concept or business process. It consists of all the software artifactsnecessary to represent, implement, and deploy a given business concept as anautonomous, reusable element of a larger distributed information system ≫

[Herzum, 99].

≪A Business Component model and implements business logic, rules andconstraints that are typical, recurrent and comprehensive notionscharacterizing a domain or business area≫ [Barbier, 02b] .

7

CM2CM3CM1

CM2

CM3

CM1






8

Plusieurs problèmes ont été identifiés dans ce domaine :

l’adaptation

l’identification

la recherche

l’intégration




On s’intéresse à l’intégration des Composants Métier.



9

Les aspects

d’intégration

Sémantique

Syntaxique

Structurel




L’intégration des Composants Métier

L’intégration des CM concerne différents aspects :

Nous sommes concernés par l’intégration sémantique10

La réutilisation des ComposantsL’intégration des Composants MétierLes conflits d’intégrationMotivationL’intégration par les ontologies

L’intégration sémantique de deux ou de plusieurs composantsmétier nécessite la détection et la résolution de conflits.




Les conflits d’intégration (1/6)

Trois types de conflits sémantiques ont été identifiés :• Nommage. • Mesure.• Confusion.

Nous traitons des conflits de nommage

11





Modélise dans un langage de haut niveau, type UML, desentités et des processus d’un domaine d’activité del’entreprise.

Comporte un certain nombre de concepts décrits dans destermes issus du vocabulaire de l’entreprise, et librementchoisis par les concepteurs.

En effet, de ce point de vu, un CM :

12



Exemple : Considérons les deux CM suivants :

FournirCabinet

Service

Prestation

CM1

L’ intégration des deux CM dans un même modèle de SI nécessitela détection et la résolution de conflits entre concepts.

CM2

FournirCompagnie Service

Catalogue




13



Détection des conflits sémantiques

FournirCabinet

Service

Prestation

CM1

CM2


Catalogue

??

?




14



Résolution des conflits sémantiques

FournirCabinet

Service

Prestation

CM1

CM2


Catalogue




Synonymie

Homonymie

Synonymie

15



Intégration des composants.

CMr

FournirCompagnie Prestation

CatalogueService




16



17




Motivation (1/2)

@[Ahmed Awad, Sherif Sakr, atthias Kunze, Mathias Weske: Design by Selection: A Reuse-Based Approach for Business ProcessModeling. International Conference on Conceptual Modeling (ER), 2011]


18




@[Rainer Lutz, David Würfel, and Stephan Diehl : How Humans Merge UML-Models, Empirical Software Engineering and Measurement(ESEM), International Symposium, ACM/IEEE, 2011]


Motivation (2/2)

Modélisation d’un SI : Difficultés d’interprétation et de compréhension du champ

d’étude et des concepts le structurant.

19

Des conflits d’ordre sémantique

(terminologique, ambiguïtés), structurel et

syntaxique (représentation). Ontologies

Insuffisances des SI classiques:





L’intégration par les ontologies (2/3)

Une ontologie de domaine est définie comme la conceptualisation desobjets reconnus comme existants dans un domaine, de leurs propriétés etrelations .

Les concepts et les relations présentes dans une ontologie sontsupposés faire l’objet d’un consensus entre les experts du domaine.

Une ontologie se présente sous la forme d’un graphe conceptueldont les noeuds sont les concepts et les arcs représentent lesrelations.





20


Les ontologies ont été intensivement étudiées ces dernières annéespour l’intégration sémantique dans différents domainesd’application : Web sémantique, Entrepôts de Données, EAI, etc.





21


Monde réel

Expert

Concepteur

Conceptualisation

Vérification & résolution des conflits

Connaissance et assistance

Modélisation

Enrichissement

22

Complémentarités SI & Ontologie

Initialisation






Enrichissement

Nous proposons d’utiliser les ontologies de domaine comme moyen pour la

résolution des conflits sémantiques entre Composants.






Nous ferons appel aux ontologies de domaine pour l’intégration sémantique des composants métier

Les CM modélisent des entités et des processus d’un domaine d’activité d’une Ese, dans un vocabulaire librement choisi par les concepteurs.

Les concepts d’une ontologie dedomaine font l’objet d’un consensusentre les experts du domaine.

23

– Exemple : Ontologie de domaine.

PartOf

Poste de travail

synonymie Compagnie

Cabinet

Service

Prestation

Service

homonymie synonymie

PartOf

Entreprise

synonymie

Catalogue

PartOf






24

Notre travail se situe dans le cadre de :

• L’ingénierie par réutilisation des composants.

• En phases d’analyse et de conception.

Et traite de la résolution des conflits de type nommage, rencontrés

lors de L’intégration sémantique des Composants Métier.

Enoncé de la problématique

25

Transformation des CM en ontologies

Alignement des ontologies avec enrichissement de l’ontologie de domaine.

Génération du Modèle de correspondance

Vue globale du processus d‘ intégration sémantique des CMLes phases du processus d’ intégration sémantique des CMTransformation des CM en ontologies et Alignement des ontologies.Mesure de la similarité syntaxique et sémantique.Enrichissement de l’Ontologie de domaine




Les phases du processus d’intégration sémantique des CM

Intégration des CM en utilisant le Modèle de Correspondance

26

27

Processus d’ intégration sémantique des composants métier

Phase pré-intégration Phase intégration

Transformationdes CM

En ontologies

Alignement des ontologies

Enrichissement

Construction de l’ontologie de

domaine

Aide a l’integration

L’obtention duCM

resultat

L’ ensemble des ontologies OCM

Ensemble des Composants Métier

CM

Mesure de similarité et Alignement des

ontologies

Ontologie de Domaine (OD)

Enrichissement de l’ontologie de domaine

L’integration des Composants metier

Catalogue des règles de

résolution des conflits

L’ontologie de correspondance

entre les concepts

CM resultat

Les CM sont décrits dans un langage de modélisation de haut niveau

(UML par ex.).

Il s’agit de les réécrire dans un langage de description des ontologies (

OWL, RDFS par ex.)

Pour réaliser cette transformation on peut s’appuyer sur plusieurs

travaux:

•Transformation de Modèles (MDA)

•Transformation de modèles UML annotés par un profil

OWL fourni par ODM (Ontology Definition Model)

•Le projet Eclipse EODM6 (EMF Ontology Definition

Meta model) : implèmente la transformation de modèles

UML en modèles RDFS et OWL à l’aide d’une API Java.





28

TransformationDes CM en Ontologies

CM1

CMi

CMn

OCM1

OCMi

OCMn





29

C’est une étape fondamentale du processus d’intégration.

Elle consiste à déterminer les relations sémantiques de synonymie etd’homonymie entre les concepts présents dans les OCM.

Alignement & enrichissement

d’ontologies

OCM1

OCMi

OCMn

Ontologie de Domaine Enrichie

Ontologie de correspondance

Ontologie de Domaine





30

Notons σ' la méthode de calcul de la similarité syntaxique, Ec l’ensemble des

concepts présents dans les OCM.





Mesure de la similarité syntaxique.

31





32

L’enrichissement de l’ontologie consiste à ajouter de nouvelles relations

ou de nouveaux concepts à l’ontologie.

La méthode de mesure de similarité sémantique y fait appel

lorsque:

• C1 et C2 appartiennent à Od.

• Il n’existe pas une relation sémantique entre C1 et C2

On utilise alors certaines règles ainsi que les relations figurant

dans les OCM pour découvrir de nouvelles relations et les ajouter

à Od.





33

Exemple de règle:

Deux concepts sont synonymes si leurs sous concepts fils sont

synonymes.

C1

C11 C12C13

C2

C21 C22C33





34

Vue globale du processus d‘ intégration sémantique des CMLes phases du processus d’ intégration sémantique des CMTransformation des CM en ontologies et Alignement des ontologies.Mesure de la similarité syntaxique et sémantique.Proposition des actions au concepteur du SI




Proposition des actions au concepteur du SI

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Vue globale du processus d‘ intégration sémantique des CMLes phases du processus d’ intégration sémantique des CMTransformation des CM en ontologies et Alignement des ontologies.Mesure de la similarité syntaxique et sémantique.Proposition des actions au concepteur du SI




Proposition des actions au concepteur du SI

36

Ontologie de support : d’une ontologie de domaine pour la visite médicale Les deux composants métier candidates a l’ intégrationLes deux ontologies générées a partir composants métierLe composant métier résultat de l’ intégration




Un fragment d’une ontologie de domaine pour la visite médicale

37





Les deux composants métier candidates a l’ intégration

38

-

0..1

0..*

0..1

0..*

0..1

0..*

0..1

0..*

0..1

0..*

Composant Métier CM1

SociétéLaboratoire

Direction commerciale

Direction marketing

Equipe de recherche Délègue médical

-

0..1

0..*

0..1

0..*

0..1

0..*

0..1

0..*

0..1

0..*


SociétéAtelier


Direction marketing

Equipe de recherche Visiteur médical

Ontology(OBC1 (Class Marketing Department partial restriction(partOfsomeValuesFrom(Company))(Class Sales Department partial restriction(partOfsomeValuesFrom(Company))(Class Laboratory partial restriction(partOfsomeValuesFrom(Company))(Class Delegated medical partial restriction(partOfsomeValuesFrom(Laboratory))(Class Research Team partial restriction(partOfsomeValuesFrom(Laboratory)))

Ontology(OBC2 (Class Marketing Department partial restriction(partOfsomeValuesFrom(Company))(Class Sales Department partial restriction(partOfsomeValuesFrom(Company))(Class Workshop partial restriction(partOfsomeValuesFrom(Company))(Class medical representative partial restriction(partOfsomeValuesFrom(Workshop))(Class Research Team partial restriction(partOfsomeValuesFrom(Workshop)))





Les deux ontologies générées a partir composants métier

39





L’Ontologie de Correspondance

40





41

Catalogue des règles de résolution des

conflits

-

0..1

0..*

0..1

0..*

0..1

0..*

0..1

0..*

0..1

0..*


SociétéLaboratoire


Direction marketing

Equipe de recherche Délègue médical

-

0..1

0..*

0..1

0..*

0..1

0..*

0..1

0..*

0..1

0..*


SociétéAtelier


Direction marketing

Equipe de recherche Visiteur médical

Renommer

Fusionner

Supprimer

….

…

CMr

Concepteur SI

Exécuter et/ou choisir desactions

Conclusion & perspectives


Proposition d’une méthode de résolution des conflits sémantiques de type

nommage entre Composants Métier.

Mise en œuvre de la méthode sur des cas réels.

Évaluer l’impact du choix de l’ontologie de domaine sur la qualité des

résultats de l’intégration.

Etendre le travail pour couvrir les autres types de conflits sémantiques :

confusion & mesure.

Nous pensons que l’utilisation des isomorphes des graphes peut être utile

dans l’ intégration.

Merci pour votre attention


Soutenance de thèse de doctorat en Sciences

« Mathématiques et Informatique» de

l’université Hassan II - Faculté des Sciences

Aïn Chock Casablanca


Journaux internationaux :

[1] Larbi KZAZ, Hicham ELASRI, Abderrahim.SEKKAKI , A model for semantic integration of business components,

International Journal of Computer Science & Information Technology (IJCSIT), ISSN: 0975-3826 (Online); 0975-4660 (Print),

February 2010

[2] Hicham Elasri, Abderrahim Sekkaki “Background Ontology Used in Ontologies Alignment to Support Integration Process of

Business Components” International Journal of Applied Mathematical Sciences, ISSN/EISSN: 1312885X 13147552,

Publisher: Hikari Ltd, volume 7, numero 20, Pages: 959-967, 2013

[3] Hicham Elasri, Abderrahim Sekkaki « Semantic integration process of business components to support information system

designers » International Journal of Web & Semantic Technology; Vol. 4 Issue 1, p51, Publisher: Academy & Industry

Research Collaboration Center (AIRCC), Jan2013,

[4] Hicham Elasri, Abderrahim Sekkaki “Semantic integration process of business components through ontology alignment”

JSW - Journal of Software, ISSN 1796-217X, publisher ACADEMY PUBLISHER, 2013 (a apparaître)

Conférences internationales :

[1] Hicham Elasri, L.Kzaz, A.Sekkaki, Vers une architecture d’intégration sémantique des Composants Métier, Le 14ème

colloque de l’Association Information et Management (A.I.M.), 10 au 12 juin 2009 à Marrakech, Maroc.

[2] Hicham Elasri, A.SEKKAKI, L.KZAZ, An ontology-based method for semantic integration of Business Components , IEEE

NOTERE 2011, 11th annual International Conference on New Technologies of Distributed Systems, 9-13 May 2011, Paris,

France,

[3] Larbi KZAZ, Hicham ELASRI, Abderrahim.SEKKAKI, Résolution des conflits sémantiques pour l’intégration des

Composants Métier, 4es Journées Francophones sur les Ontologies – JFO’11, 22 – 23 Juin 2011, Montréal, Canada

[ 4] Othman BENAMMAR, Hicham ELASRI and Abderrahim SEKKAKI, «Semantic matching of security policies to support

security experts» The Sixth International Conference on Emerging Security Information, Systems and Technologies,

(SECURWARE 2012), August 19 – 24, 2012 – Rome, Italy.

Workshops nationaux :

[1] Hicham ELASRI, Abderrahim SEKKAKI, Larbi KZAZ, Un processus d’aide à l’intégration sémantique des Composants

Métier par les concepteurs des SI, Internationaux Workshops on Information Technologies and Communication (WOTIC’11),

Morocco; 2011

Chapitres des livres

Hicham Elasri, Abderrahim Sekkaki “Semantic integration process of business components through ontology alignment”,Revolutionizing Enterprise Interoperability through Scientific Foundations, Book, IGI publisher . 2013 (a apparaître)

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