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

17.01.2006

IPD, Universität Karlsruhe (TH)

W S M OWeb ServiceModeling OntologyEin Vortrag von Dominik Weingardtim Rahmen des S2D2 Seminares

S2D2 Seminar: Vortrag WSMO 2

W S M O

17.01.2006

Motivation

Anwendungsbeispiel Semantic Web Services

S2D2 Seminar: Vortrag WSMO 3 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


Anwendungsbeispiel (2)

Bezahlung ausschließlich über Kreditkarte

Lieferung an Kunden durch vom VCS beauftragte Spedition

DienstgeberDienst-nehmer

Sub-Dienstgeber

Sub-Dienstgeber

Sub-Dienstgeber

Grober Ablauf der Dienstleistung:

Kunde VCS z.B. Großhändler


Semantic Web Services

WWWURI, HTML, HTTP

Semantic WebRDF, RDF(S), OWL

Web ServicesUDDI, WSDL, SOAP

statisch

Semantic WebServices

Syntax Semantik

dynamisch

Semantic Web Technologie + Web Service Technologie .=

Semantic Web Services


Inhalt des Vortrages

Motivation

WSMO Einführung

Detailbetrachtung: Choreography & Orchestration

Zusammenfassung


W S M O

17.01.2006

WMSO Einführung

Was ist WSMO? WSMO – WSML – WSMX Entwurfsentscheidungen WSMO Hauptelemente


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


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

WSML WSMX


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


WSMO Hauptelemente

Ontologies (Ontologien)

formal spezifizierte Terminologie für die von allen Komponenten genutzten Informationen

Web Servicessemantische 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


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


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 <<http://www.wsmo.org/2004/d2/#webservice>> 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/CreditCardChargingInterfaceOntologychoreography CreditCardChargingChoreographyorchestration CreditCardChargingOrchestration

Namespaces

nicht-funktionale Eigenschaften

Interfaces

Capability


W S M O

17.01.2006

DetailbetrachtungChoreography & Orchestration

WS Interfaces Modellierung von C&O WS Discovery Ablauf-Demonstration


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


Web ServiceImplementierung

(in WSMO nicht von Interesse)

WS Interfaces (2)

ChoreographyChoreography

Capability

funktionale Beschreibung

WS

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

OrchestrationOrchestration

Ein Web Service mit seinen Elementen:

Service Interfaces


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


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


Menge vorhandenerpassender Autos

Ablauf-Demonstration

VCSService

(Agent)

Kunde(Agent)

Choreography Orchestration

gewünschtes Auto

(Marke, Modell, …)gewünschtes Auto

(Marke, Modell, …) Groß-händler 1Service

Groß-händler 1Service

gewünschtes Auto

(Modell, Marke, …)



Auswahl eines dervorhandenen Autos Groß-

händler 2Service(Agent)

Käufer- und Kredit-kartendaten

Kredit-karten

Service

Kreditkartendaten des

Kunden, Begünstigter (VCS)

und Preis des Autos

Bezahlung erfolgtODER: Karte ungültigKarte ungültig, Kauf

abgebrochenKauf (ausgewähltes Auto, Abrechnungsdaten VCS)

Kauf erfolgt

SpeditionsService

Versand des Autoan Käuferadresse

Versand erfolgtKauf erfolgreichabgeschlossen


W S M O

17.01.2006

Zusammenfassung

Das Wesentlichste Offene Punkte


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


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

2323

Vielen Dank für EureVielen Dank für Eure

Aufmerksamkeit!Aufmerksamkeit!


Literatur D2v1.2 Web Service Modeling Ontology | Dumitru Roman, Holger Lausen, Uwe Keller u.a.

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/

D3.3v0.1 WSMO Use Case “VTA” | Michael Stollberg, Rubén Lara u.a. 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/

D15v0.1 Orchestration in WSMO | Dumitru Roman u. James Sciclunahttp://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

D17v0.2 WSMO Tutorial: ICAC 2005 | Christoph Bussler u.a. 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

Languages for (Semantic) Service Description | Michael Klein u. Birgitta König-Rieshttp://hnsp.inf-bb.uni-jena.de/DIANE/docs/Dagstuhl2004-SSD.pdf

http://www.wsmo.org/TR/d3/d3.1/v0.1/

http://www.wsmo.org/TR/d3/d3.1/v0.1/

http://www.wsmo.org/TR/d14/v0.1/


W S M O

17.01.2006

Anhang

Die ausgelassenen WSMO Hauptelemente:

Ontologies Goals Web Services: Capability Mediators


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


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


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


Capability Deklaration in WSMLcapability 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


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

Documents

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