Agents the Semantic Web and Semantic Web Services
Agents, the Semantic Web and Semantic Web Services Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi 26 Mars 2003
Plan Diapositive 2 • Aspect “données” – Web actuel • HTML • XML – Web sémantique • RDF • DAML+OIL • Exemple • Aspect “processus” – Web services • • • Vision Avantages Etat actuel Standards Extension aux agents Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
Web actuel Diapositive 3 • Utilisations courantes – – – Recherche d’information Nouvelles et loisirs Achats Voyage: réservation/achat/enregistrement Communauté virtuelle Applications B 2 B, B 2 C et P 2 P • Les informations sont principalement structurées selon les formats – HTML : Hyper Text Markup Language – XML : EXtensible Markup Language Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
Qu’est ce que HTML ? ? Diapositive 4 • HTML est un langage de marquage conçu et maintenu par W 3 C • Fichier HTML = Fichier texte contenant des tags de marquage définissant une certaine présentation d’affichage. • Par exemple, présenter l’organigramme d’une équipe projet de W 3 C sous forme d’un tableau. • Dernière version, HTML 4. 01 a fait l’objet d’une recommandation le 24 Décembre 1999. Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
Qu’est ce que XML? Diapositive 5 • XML est un langage de marquage conçu et maintenu par W 3 C, pour décrire les données dans un document. • Si conceptuellement, le focus de HTML a été mis sur comment afficher les données, celui de XML a été mis sur ce que les données sont. • Par exemple, structurer les données de l’organigramme d’une équipe projet de W 3 C. • Dernière version, XML 1. 0, a fait l’objet d’une recommandation le 6 Octobre 2000. Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
Caractéristiques de XML Diapositive 6 • Les documents doivent être bien formés – Un seul élément racine – Les éléments doivent obligatoirement être balancés, et proprement imbriqués (pe. <br /> <b>bold <i> and italic </i> text</b>) – Les attributs doivent être spécifiés et définis (pe. <img src=‘images/banner. gif’/>) • Les documents peuvent être validés – La structure et le contenu du document respectent les règles spécifiés par une grammaire (pe. DTD, Schéma XML) – XML associé à un DTD ou un schéma XML est désigné comme auto-descriptif Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
Le Web actuel est-il sémantique ? Diapositive 7 • Les documents XML ne possèdent pas de sémantique – Ils peuvent avoir des sémantiques seulement par convention – Un accord sémantique implicite à l’intérieur d’une communauté d’utilisateurs pour un domaine de données particulier • La majorité du contenu web actuel est conçu pour qu’il soit compréhensible par des humains seulement. • Les machines n’ont aucun moyen fiable pour manipuler et traiter la sémantique des informations. Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
Problèmes de sémantique pour XML Diapositive 8 • Synonymie and polysémie – <PERSONNE> vs. <INDIVIDU> – <SPIDER> désigne-t-il un araignée ou un logiciel? • Différences structurelles – <PERSON> <NAME>Lee Lacy</NAME> <PERSON> vs. – <PERSON> <NAME> <FNAME>Lee</FNAME> <LNAME>Lacy</LNAME> </NAME> </PERSON> Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
Vers le Web sémantique Diapositive 9 • Définition – Le Web Sémantique est une représentation abstractive des données sur le World Wide Web, basée sur les standards RDF (Resource Description Framework) ainsi que d’autres standards à définir. Il est en cours de développement par le W 3 C, en collaboration avec un grand nombre de chercheurs et de partenaires industriels – "The Semantic Web is an extension of the current web in which information is given well-defined meaning, better enabling computers and people to work in cooperation. " -Tim Berners-Lee, James Hendler, Ora Lassila, The Semantic Web, Scientific American, May 2001 Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
Vers le Web sémantique Diapositive 10 • Sources d’information analysables par des “machines” Par Miguel Salmeron Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
Vision de Tim Berners- Lee du Web sémantique Diapositive 11 Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
Resource Description Framework (RDF) Diapositive 12 • La croissance continue du volume des informations disponibles sur le web rend le modèle actuel de moins en moins adéquat • RDF offre un modèle de données supportant un accès uniforme aux sources d’information et services, ainsi qu’aux applications intelligentes pour le traitement d’informations sur le web Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
RDF : le modèle Diapositive 13 • Recommandation de W 3 C en Février 1999 • Ressemble à un modèle de données orientées objets. Utilise des URI pour identifier des objets, propriétés et relations entre objets • Consiste en des entités et des relations binaires (statements) entre ces entités • Se base sur le triplet (sujet, prédicat, objet) Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
RDF : le modèle Diapositive 14 • Les relations (statements) et prédicats peuvent être utilisés comme sujets ou objets d’autres relations (mécanisme de réification). • Distingue entre ressources qui sont des objets identifiables par des URI et littéraux qui sont de simples chaînes de caractères Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
RDF : le schéma Diapositive 15 • Recommandation de W 3 C en Mars 2000 • Offre des moyens pour définir le domaine et l’étendue des propriétés, ainsi que les hiérarchies des classes et sous-classes • Les propriétés sont globales et décrites en terme des classes qu’elles relient Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
RDF : Exemple de schéma Diapositive 16 <rdfs: Class ID="Resource. Access. Rule"> <rdfs: label xml: lang="en">Access Rule</rdfs: label> <rdfs: comment>An assertion of access privileges to a resource. </rdfs: comment> <rdfs: is. Defined. By resource="http: //www. w 3. org/2001/02/acls/ns#"/> </rdfs: Class> <rdf: Property ID="has. Access. To"> <rdfs: label xml: lang="en">has access to</rdfs: label> <rdfs: comment>Relates an Access Rule to the resources to which the rule applies. The inverse relation is 'accessed. By'</rdfs: comment> <rdfs: range rdf: resource="http: //www. w 3. org/2000/01/rdf-schema#Resource"/> <rdfs: domain rdf: resource="#Resource. Access. Rule"/> <rdfs: is. Defined. By resource="http: //www. w 3. org/2001/02/acls/ns#"/> </rdf: Property> Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
RDF : la syntaxe Diapositive 17 • Facilite l’échange des données représentées en RDF : XML s’avère un choix naturel. • Mais le modèle reste indépendant d’une syntaxe particulière • La spécification propose deux formes de syntaxes pour la sérialisation des données RDF en XML : abrégée et standard. Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
RDF : Exemple de syntaxe Diapositive 18 <Project rdf : about=”http: //www. daml. org/projects/#11”> <has. Homepage> <rdfs: Resource rdf: ID=”http: //www-db. stanford. edu/Onto. Agents”> <dc: Creator>Stefan Decker</dc: Creator> <rdfs: Resource> </has. Homepage> </Project> Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
RDF est-il suffisant ? Diapositive 19 • Contraintes seulement de étendue/domaine (sur les propriétés) • Pas de propriété sur les propriétés (unique, transitive, inverse etc. ) • Pas d’équivalence (“child. Of ” vs “fils. De”). D’où une certaine insuffisance expressive Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
DAML + OIL Diapositive 20 • DAML – DARPA Agent Markup Language (DAML) est une initiative du gouvernement américain en Août 2000, pour promouvoir un langage simple pour exprimer les définitions de classes RDF de manière plus sophistiquée que celle permise par RDFS • OIL – Ontology Inference Layer (OIL) est une initiative européenne fournissant une classification plus sophistiquée, utilisant des constructeurs de frame-based AI. • DAML+OIL – Définir un langage beaucoup plus sophistiqué pour l’expression des classifications et propriétés des ressources que RDFS (dernière version Mars 2001) – Base de Web Ontology Language (OWL): langage de marquage sémantique pour la publication et le partage des ontologies sur le Web Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
DAML+OIL : exemples Diapositive 21 • Prenons l’exemple suivant exprimé en RDF <rdfs: Class rdf: ID="Product"> <rdfs: label>Product</rdfs: label> <rdfs: comment>An item sold by Super Sports Inc. </rdfs: comment> </rdfs: Class> <rdfs: Property rdf: ID="product. Number"> <rdfs: label>Product Number</rdfs: label> <rdfs: domain rdf: resource="#Product"/> <rdfs: range rdf: resource="http: //www. w 3. org/2000/01/rdf-schema#Literal"/> </rdfs: Property> <Product rdf: ID="Water. Bottle"> <rdfs: label>Water Bottle</rdfs: label> <product. Number>38267</product. Number> </Product> Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
DAML+OIL : exemples Diapositive 22 • Types de données <daml: Datatype. Property rdf: ID="product. Number"> <rdfs: label>Product Number</rdfs: label> <rdfs: domain rdf: resource="#Product"/> <rdfs: range rdf: resource="http: //www. w 3. org/2000/10/XMLSchema#non. Negative. Integer"/> </daml: Datatype. Property> • Equivalence <rdf: Description about="#product. Number"> <daml: same. Property. As rdf: resource="http: //consortium-of-shoppers. org/vocab/product. ID"/> </rdf: Description> • Unicité <daml: Datatype. Property rdf: ID="product. Number"> <rdfs: label>Product Number</rdfs: label> <rdfs: domain rdf: resource="#Product"/> <rdfs: range rdf: resource="http: //www. w 3. org/2000/10/XMLSchema#non. Negative. Integer"/> <rdf: type rdf: resource="http: //www. w 3. org/2001/10/daml+oil#Unique. Property"/> </daml: Datatype. Property> Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
Exemple de Semantic Search Diapositive 23 • Exemple de recherche sémantique bâti sur le framework TAP – home page de Eric Miller Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
Web services : Vision Diapositive 24 dynamique statique Web Services Semantic Web UDDI, WSDL, SOAP Services WWW Semantic Web URI, HTML, HTTP RDF, OWL, Rule. ML? syntaxique Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi sémantique Mars 2003
Web Services Diapositive 25 WEB Services The WEB UDDI WSDL SOAP URI HTML HTTP Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
Web Services Diapositive 26 Client 2 - HTTP Get Recherche Répertoire distant de Web de services 3 - WSDL Services (UDDI) design time (manuel) Ecriture du 1 code client 4 - requête Soap du service Invoquation du service Publication 5 - réponse Soap Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Fournisseur de service Mars 2003
WSDL : Web Services Description Language Diapositive 27 http: //www. example. com/Hello. Service. wsdl <message name="Say. Hello. Request" > <part name="first. Name" type="xsd: string" /> </message> <message name="Say. Hello. Response" > <part name="greeting" type="xsd: string" /> </message> <port. Type name="Hello_Port. Type"> <operation name="say. Hello"> <input message="tns: Say. Hello. Request"/> <output message="tns: Say. Hello. Response"/> </operation> </port. Type> Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
SOAP : Simple Object Access Protocol Diapositive 28 < Say. Hello. Request > requête SOAP < first. Name > Jean < first. Name /> </ Say. Hello. Request > < Say. Hello. Response > réponse SOAP < greeting > Hello, Jean ! < greeting /> </ Say. Hello. Response > Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
UDDI : Universal Description, Discovery & Integration Diapositive 29 Microsoft : uddi. microsoft. com SAP : uddi. sap. com IBM : uddi. ibm. com xmethods. net : pour les développeurs bindingpoint. com SUN : à venir Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
Avantages des Web Services Diapositive 30 • Modulaires : composants réutilisables • Disponibles : ouverts à une utilisation externe • Descriptibles : via une interface d’accès • Indépendants de l’implémentation • Publiés : disponible dans des répertoires Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
Etat actuel des Web Services Diapositive 31 • WSDL : description syntaxique du service • UDDI : registre statique (Yahoo! like) • Intervention humaine nécessaire (design time) • Définition sémantique des données ? • Protocole d’utilisation du service (choreography) ? • Mediation (matching entre clients et services) ? • Composition automatique de services ? • Confiance (trust), sécurité et qualité de service ? Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
Vers un WWW d’agents Diapositive 32 Je veux passer 2 semaines dans un pays chaud, pas trop loin et pas cher ? Web Services Info. géographique Info. touristique Info. météo Billets d’avions Agent Hôtels Location de voitures Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
La guerre des standards Diapositive 33 • W 3 C Web Services Choreography Working Group • Microsoft, IBM et BEA : BPEL 4 WS • SUN : WSCI • HP : WSCL • Fiabilité des services • Microsoft, IBM et BEA… : WS-Reliable. Messaging • Oracle, Sun, Hitachi, Fujitsu, NEC… : WS-Reliability • Organisations : W 3 C, OASIS, WS-I. . . • Autres standards : WSIL (inspection), eb. XML, Rosetta. Net, . . . Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
DAML-S Diapositive 34 • Ontologie DAML+OIL pour la description des WS • Description des processus • Publication et découverte de services • Sélection, composition et interopération • invocation • exécution et monitoring Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
DAML-S Diapositive 35 • Service. Profile : Quoi ? (description) • Service. Model : Comment ? • Service. Grounding : bas niveau Service présente Service. Profile Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi décrit par Service. Model supporte Service. Grounding Mars 2003
DAML-S : Service Profile Diapositive 36 <!ENTITY congo "http: //www. daml. org/services/daml-s/2001/10/Congo. daml"> . . <profile: service. Name> Congo_Book. Buying_Agent </profile: service. Name> <profile: provided. By> <profile: Service. Provider rdf: ID="Congo. Buy"> <profile: name> Congo. Buy </profile: name> <profile: phone> 412 268 8780 </profile: phone> . . <input> <profile: Parameter. Description rdf: ID="Book. Title"> <profile: parameter. Name> book. Title </profile: parameter. Name> <profile: restricted. To rdf: resource="&xsd; #string"/> <profile: refers. To rdf: resource="&congo; #book. Name"/>. . Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
DAML-S : Service Model Diapositive 37 <daml: Class rdf: ID="Sign. In. Data"> <rdfs: sub. Class. Of rdf: resource="&daml; #Thing"/> </daml: Class> Concept Processus <rdf: Property rdf: ID="acct. Name"> <rdfs: domain rdf: resource="#Sign. In. Data"/> <rdfs: range rdf: resource="&xsd; #string"/> <rdf: Property rdf: ID="password"> <rdfs: domain rdf: resource="#Sign. In. Data"/> <rdfs: range rdf: resource="&xsd; #string"/>. . . <daml: Class rdf: ID="Congo. Buy"> <rdfs: sub. Class. Of rdf: resource="&process; #Simple. Process"/> </daml: Class> <rdf: Property rdf: ID="congo. Buy. Sign. Info"> <rdfs: sub. Property. Of rdf: resource="&process; #input"/> <rdfs: domain rdf: resource="#Congo. Buy"/> <rdfs: range rdf: resource="#Sign. In. Data"/> </rdf: Property> <rdf: Property rdf: ID="congo. Buy. Book. Name">. . Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
Matchmaking de services Diapositive 38 • Comment un agent peut trouver le bon service ? • Bon service sataisfait au but de l’agent • Besoin de fonctions de matching entre : But de l’agent (template) propriétés du service • Similarité syntaxique : comparaison de « strings » • Similarité opérationelle : comparaison de Qo. S • Similarité sémantique : comparaison de concepts Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
Analyse de performance Diapositive 39 • Comment s’assurer qu’un processus composé de plusieurs services répond aux besoins opérationnels de l’agent ? • Analyse du temps d’exécution • Analyse de la charge supportée par le processus • Monitoring de l’exécution du processus • Difficulté : on ne peut pas toujours tester les WS • Qo. S des WS : domaine de recherche et standardisation Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
Web Services : une extension aux agents Diapositive 40 • Vision défendue par Joanna Bryson et al. (MIT et Univ. Bath UK) • Les Web Services sont une extension aux agents • Un Web Service est un comportement (Behaviour) • Intelligence modulaire = composition de services Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
Un scénario de “science-fiction” Diapositive 41 ns fou rnit dem ure and vrir u o c é d ctio a s n a r t Fournisseur 1 Fournisseur 2 ner n o i ier s c i o g é prov n ap es Fournisseur n Stock Processus 1 Processus 2 Processus 3 Futura Co. Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi • Zéro Stock • Zéro papier • Zéro retards • Zéro employés ? Mars 2003
Conclusion Diapositive 42 • Un Web Service est un service accessible via le Web • Standards : WSDL, SOAP, UDDI. . . • Niveau sémantique : DAML-S • DAML-S : Service. Profile, Service. Model et Service. Grounding • La recherche est encore à ses débuts. Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
Ma vision Diapositive 43 • Nous sommes à l’aube d’une révolution • Révolution industrielle automatisation des processus manuels dans les industries manufacturières • Révolution de l’information automatisation des processus cognitifs dans les entreprises • Sourcing automatique • Approvisionnement automatique • Gestion automatique de stocks • Gestion automatique de Supply chain • . . . Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
Références Diapositive 44 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. “Framework for the semantic web: an RDF tutorial” Stefan Decker, Prasenjit MITRA et Sergey MELNIK Stanford University , Novembre-Décembre 2000. “Agents and the Semantic Web” James Hendler, University of Mary Land, Mars-Avril 2001. “OIL : an Ontology Infrastructure For the Semantic Web” Dieter Fensel and Frank van Harmelen, Vrije Universiteit, Amsterdam, Ian Horrocks, University of Manchester, UK, Deborah L. Mc. Guinness, Stanford University et Peter F. Patel-Schneider, Bell Laboratories, Mars-Avril 2001. “OWL: An Object-Oriented Framework for Intelligent Home and Office Applications” Bernd Brügge, Ralf Pfleghar, Thomas Reicher “Semantic Search: Eric Miller ” http: //www. w 3. org/2002/05/tap/semsearch/ “http: //www. daml. org/ ” le site officiel de DARPA Agent Markup Language “ http: //www. w 3. org/2001/sw/ “ répertoire Semantic Web du site officiel du world wide web consortium “ Semantic Network Services “ présentation de Thomas Bandholtz, KM Solution Manager, Schlumberger Sema, Cologne (DE), dans le cadre de Open Forum 2003 on Metadata Registries, 23 janvier 2003. Houssein Ben-Ameur | Youssef Bououlid-Idrissi Mars 2003
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