Diplomarbeit Konzeption und Realisierung von Dienstkomposition fr DIANE

Diplomarbeit: Konzeption und Realisierung von Dienstkomposition für DIANE Service Descriptions Mirco Stern Betreuender Mitarbeiter: Michael Klein Betreuer: Prof. Dr. Böhm 02. 12. 2005 Mirco Stern

Hintergrund: Dienstvermittlung • Übergeordnetes Problem: "Dienstvermittlung“: Zusammenbringen von Dienstnehmer & Dienstgeber • Beispiel: – Dienstnehmer: „Suche irgendeine Info I- Klausur von Prof. Dr. Abeck der letzten 5 Jahre. . . “ – Dienstgeber: Klausur. Verzeichnis. hole(Fach f, Professor p, Datum d) 02. 12. 2005 Mirco Stern 2

Schematischer Ablauf einer Dienstvermittlung Dienstverzeichnis 1. Dienstgeber beschreibt angebotenen Dienst DG 2. Dienstgeber veröffentlicht Dienst (Dienstverzeichnis) 3. Dienstnehmer beschreibt gesuchten Dienst 4. Dienstnehmer sucht nach passendem Angebot (Dienstverzeichnis; Vergleich: Anfrage- Angebote) 5. Dienstnehmer erfährt von passendem Dienstgeber 6. Dienstnehmer ruft passenden Dienstgeber auf 02. 12. 2005 Mirco Stern DN 3

Dienstvermittlung in DIANE • Ziel von DIANE Service Descriptions: Vollständige Automatisierung der Dienstnutzung • • Finden eines Dienstgebers (Vergleich Anfrage- Angebot) Korrekter Aufruf (Belegung der Schnittstelle) Þ Semantische Beschreibung von Diensten: „DSD- DIANE Service Descriptions“ 02. 12. 2005 Mirco Stern 4

Schwerpunkt der DA: „Dienstkomposition“ • „Suche irgendeine Info I- Klausur von Prof. Dr. Abeck der letzten 5 Jahre. . . “ • Dienst: Klausur. Verzeichnis. hole(Fach f, Professor p, Datum d) 02. 12. 2005 Mirco Stern 5

Schwerpunkt der DA: „Dienstkomposition“ • „Suche irgendeine Info I- Klausur von Prof. Dr. Abeck der letzten 5 Jahre und die dazugehörige Musterlösung“ Þ Beschreibung? • Möglichkeit 1 - Dienst: Klausur. Verzeichnis. hole. Klausur. Mit. Muster. Lösung(Fach f, Professor p, Datum d) • Möglichkeit 2 – Dienstkomposition: Klausur. Verzeichnis. hole(Fach f, Professor p, Datum d) + Muster. Lösungs. Verzeichnis. hole(Fach f, Professor p, Datum d) Bei gleicher Belegung der Parameter!!! 02. 12. 2005 Mirco Stern 6

Schwerpunkt der DA: „Dienstkomposition“ • „Suche irgendeine Info I- Klausur von Prof. Dr. Abeck der letzten 5 Jahre. . . “ • Dienst: Klausur. Verzeichnis. hole. Info. I(Datum d) Þ ? ? ? • Dienstkomposition: „Wann hat Prof. Dr. Abeck Info I gelesen? “ date! + Klausur. Verzeichnis. hole(date) 02. 12. 2005 Mirco Stern 7

Ziele der DA: „Dienstkomposition“ • Allgemein (Definition): – Situation: Anfrage kann nicht durch einzelnen verfügbaren Dienst erfüllt werden Þ Zusammensetzen verfügbarer Dienste • Problem: Definition deckt verschiedene Arten von Dienstkomposition ab • Ziele der DA: – Herausarbeiten dieser verschiedenen Fälle – Erweiterung der DIANE Dienstbeschreibung – Realisierung des dazugehörigen Vergleichs 02. 12. 2005 Mirco Stern 8

Inhalt • Ziele der Diplomarbeit (Thema) • Hintergrund: Dimensionen von „Dienstkomposition“ • Überblick über die zugrunde liegende Technologie: DIANE Service Descriptions (DSD) • Konzeption: Erweiterung der DIANE Dienstbeschreibung • Realisierung des dazugehörigen Vergleichs • Zusammenfassung 02. 12. 2005 Mirco Stern 9

Inhalt • Ziele der Diplomarbeit (Thema) • Hintergrund: Dimensionen von „Dienstkomposition“ 1. 2. 3. Erfüllen von Vorbedingungen Erbringen mehrerer Effekte Umgang mit fehlendem Wissen • Überblick über die zugrunde liegende Technologie: DIANE Service Descriptions (DSD) • Konzeption: Erweiterung der DIANE Dienstbeschreibung • Realisierung des dazugehörigen Vergleichs • Zusammenfassung 02. 12. 2005 Mirco Stern 10

Dimension I: Erfüllen von Vorbedingungen • Situation: Dienst existiert, der Effekt anbietet. Vorbedingungen nicht erfüllt Beispiel: – – Anfrage: Übersetzung Chinesisch – Deutsch Angebot: Englisch - Deutsch • • • Effekt: Deutsche Version von Text t Vorbedingung: Englische Version von Text t Dienstkomposition als „Chaining“ von Diensten: Rekursives Betrachten einer Vorbedingungen eines Dienstes als Effekt eines zu Suchenden 02. 12. 2005 Mirco Stern 11

Dimension I: Erfüllen von Vorbedingungen • Existieren einige Ansätze: [2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, A classification of Issues. . . ] Im Rahmen dieser DA nicht betrachtet! 02. 12. 2005 Mirco Stern 12

Dimension II: Erbringen mehrerer Effekte • Merkmal: Komposition inhärent in der Anfrage enthalten • Beispiel: Suche eine alte Info I- Klausur und zugehörige Lösung • Andere Betrachtung: „Zerlegung“ in Komponenten, für die Dienste verfügbar sind • Einige Ansätze verfügbar: [1, 9, 10, 11, 12, 13, A classification of Issues. . . ] • Probleme: – – 02. 12. 2005 Basieren auf semantisch schwachen Dienstbeschreibungen „Feste“ Zerlegungen (nicht an verfügbaren Diensten ausgerichtet) Mirco Stern 13

Dimension II: Erbringen mehrerer Effekte • Besondere Unterklasse: Quantifizierte Anfragen • Beispiel: Suche alle Klausuren zu Info I der Jahre 2000 bis 2005 • Abgrenzung: Nicht: „Alle Dienste“, die Effekt erbringen • Unterschied: – – • Semantisch: Duplikate Prozedural: Lokalisierung vs. Komposition Fall wurde in der Literatur bisher nicht betrachtet 02. 12. 2005 Mirco Stern 14

Dimension III: Umgang mit fehlendem Wissen • Situation: Wissen für die Auswahl eines Dienstes fehlt • Beispiel: Suche Info I-Klausur von Prof. Dr. Abeck Gefundener Dienst: Biete Info I- Klausur vom 29. Februar 2000 • Unrealistische Annahme: Vergleicher hat vollständiges Wissen Þ Erkennen, dass Wissen fehlt & Beschaffen • Einige Ansätze existieren [5, 8, 10, 11, 14] • „Erkennen“ abhängig von der zugrunde liegenden Dienstbeschreibung 02. 12. 2005 Mirco Stern 15

Dimension von „Dienstkomposition“ • Fokus dieser DA: Erbringen mehrerer Effekte (Erbringung der Effekte einer Anfrage durch eine Menge verfügbarer Dienste) Umgang mit fehlendem Wissen 02. 12. 2005 Mirco Stern 16

Inhalt • Ziele der Diplomarbeit (Thema) • Hintergrund: Dimensionen von „Dienstkomposition“ • Überblick über die zugrunde liegende Technologie: DIANE Service Descriptions (DSD) • Konzeption: Erweiterung der DIANE Dienstbeschreibung • Realisierung des dazugehörigen Vergleichs • Zusammenfassung 02. 12. 2005 Mirco Stern 17

Beispielontologie ONTOLOGY: domain. university. exam 02. 12. 2005 Mirco Stern 18

Instanzen Entsprechende Instanz: 02. 12. 2005 Mirco Stern 19

DSD-Anfrage Menge Dienstnehmer sucht eine Funktionalität, keinen bestimmten Dienst! Direkte Bedingung 02. 12. 2005 Mirco Stern Attribut. Bedingung 20

DSD-Angebot ÞAufgaben des Vergleichers: 1) Vergleichsergebnis 2) Belegen der Variablen Variable 02. 12. 2005 Mirco Stern 21

Vergleich Anfrage- Angebot • Ergebnis є [0, 1] • Vergleich rekursiv entlang der Anfrage: „Sind die Elemente des Angebots in der Anfragemenge enthalten? “ 1) 2) 3) Typ Direkte Bedingungen Attribute 02. 12. 2005 Mirco Stern 22

Inhalt • Ziele der Diplomarbeit (Thema) • Hintergrund: Dimensionen von „Dienstkomposition“ • Überblick über die zugrunde liegende Technologie: DIANE Service Descriptions (DSD) • Konzeption: Erweiterung der DIANE Dienstbeschreibung • Realisierung des dazugehörigen Vergleichs • Zusammenfassung 02. 12. 2005 Mirco Stern 23

Verbinden mehrerer Effekte 02. 12. 2005 Mirco Stern 24

Verbinden mehrerer Effekte 02. 12. 2005 Mirco Stern 25

Verbinden mehrerer Effekte • Lösung: Trennung der Forderung „gleiche Belegung“ von der Berechnung des Vergleichswerts Þ „Wertübergabe“-Semantik 02. 12. 2005 Mirco Stern 26

Verbinden mehrerer Effekte 02. 12. 2005 Mirco Stern 27

Verbinden mehrerer Effekte • „Wertübergabe“-Semantik • Hintergrund: Trennung der Forderung „gleiche Belegung“ von der Berechnung des Vergleichswerts • Reihenfolge der Belegung durch den Benutzer vorgegeben (Präferenzen) • Vorteile (u. a. ): – – 02. 12. 2005 Lokalität bei der Berechnung des Vergleichsergebnisses Dienstnehmer kann Präferenzen festlegen Mirco Stern 28

Quantifizierte Anfragen • Quantifizierte Anfragen sind notwendig für Wissensdienste (Schwerpunkt 2 der DA: Umgang mit fehlendem Wissen- Nutzung von Wissensdiensten) Þ Konzept für Quantifizierung erarbeitet (DSD Erweiterungen und Semantik). 02. 12. 2005 Mirco Stern 29

Inhalt • Ziele der Diplomarbeit (Thema) • Hintergrund: Dimensionen von „Dienstkomposition“ • Überblick über die zugrunde liegende Technologie: DIANE Service Descriptions (DSD) • Konzeption: Erweiterung der DIANE Dienstbeschreibung • Realisierung des dazugehörigen Vergleichs • Zusammenfassung 02. 12. 2005 Mirco Stern 30

Architektur des Vergleichers 02. 12. 2005 Mirco Stern 31

Architektur des Vergleichers • Quantifizierte Anfragen können unendlich viele Effekte enthalten • „Billiger“ Test • Fehler sonst spät gemerkt! 02. 12. 2005 Mirco Stern 32

Architektur des Vergleichers • Wertübergabe-Semantik (Binden von Variablen) Þ Reihenfolge der Effekte • Meta-Information (Steuerung des Vergleichs) 02. 12. 2005 Mirco Stern 33

Architektur des Vergleichers • Möglichst viele unpassende Angebote aussortieren. • Keine Passenden verwerfen! • Idee: Typ-Prüfung • Dazu: Berechnung einer Überdeckung der Effekte 02. 12. 2005 Mirco Stern 34

Architektur des Vergleichers 02. 12. 2005 Mirco Stern 35

Kern- Vergleich I • • „Plug- In“- Idee als Grundlage der Komposition mehrere Effekte als auch Quantoren): Angebot Teil der Anfrage? (sowohl Ist Problem bei verbundenen Effekten: Verlust der Lokalität des Vergleichs! (Möglichkeit der Belegung) 02. 12. 2005 Mirco Stern 36

Verbinden mehrerer Effekte Anfrage: 02. 12. 2005 Mirco Stern 37

Kern- Vergleich I Angebot: 02. 12. 2005 Mirco Stern 38

Kern- Vergleich I • „Plug- In“- Idee als Grundlage der Komposition (sowohl mehrere Effekte als auch Quantoren): Ist Angebot Teil der Anfrage? • Problem bei verbundenen Effekten: Verlust der Lokalität des Vergleichs! (Möglichkeit der Belegung) Þ Þ Wiederherstellung durch Ignorieren von Verbindungen: Zunächst Vergleich je eines Anfrage- Effekts mit einem Angebots. Effekt (keine Belegung von Variablen) Nutzung des rekursiven Vergleichsvorgehens möglich • Sehr selektiver Vergleich! 02. 12. 2005 Mirco Stern 39

Erweiterungen des Kern- Vergleichers (Betreffen Nutzung von Wissensdiensten für den Vergleich) 1) Generierung und Ausführung von Wissensanfragen falls Instanzen für den Vergleich „hilfreich“ sind (Dienstkomposition)- Ausgeführt durch Instanzen-Manager • „Hilfreich“: Ohne weitere Informationen müsste Angebot als unpassend verworfen werden Wdh. Beispiel: • • 2) Anfrage: Alte Info I-Klausuren von Prof. Dr. Abeck Angebot: Alte Info I-Klausuren; Eingabe: Datum Vergleich der Anfrage nach Instanzen (Sonderfall) 02. 12. 2005 Mirco Stern 40

Architektur des Vergleichers 02. 12. 2005 Mirco Stern 41

Architektur des Vergleichers 02. 12. 2005 Mirco Stern 42

Multi. Effekt-Manager Aufgabe: Bearbeitung der Einschränkungen, die durch gemeinsame Mengen in der Anfrage entstehen 1. Einelementige Mengen? 2. Kombination 3. Schnitt-Berechnung 02. 12. 2005 Mirco Stern 43

Multi. Effekt-Manager 1. Einelementige Mengen? • • Verbindung auch im Angebot oder Entsprechende Menge einelementig Anfrage: 02. 12. 2005 Angebot 1: Mirco Stern Angebot 2: 44

Multi. Effekt-Manager 2. Kombination • Berechnung der möglichen Überdeckungen der Anfrageeffekte Anfrage: 02. 12. 2005 Angebote: Mirco Stern 45

Multi. Effekt-Manager 3. Schnitt-Berechnung Anfrage: 02. 12. 2005 Angebot: Mirco Stern 46

Architektur des Vergleichers 02. 12. 2005 Mirco Stern 47

Architektur des Vergleichers • Optimale Belegung der Variablen in Reihenfolge der Effekte • Nicht implementiert: Quantifizierung/ Kombination von Diensten zur vollständigen Überdeckung der Anfrageeffekte 02. 12. 2005 Mirco Stern 48

Architektur des Vergleichers • Berechung des Vergleichswerts unter Beachtung der gewählten Belegungen • Wieder isoliert möglich 02. 12. 2005 Mirco Stern 49

Architektur des Vergleichers • Wenn passendes Angebot gefunden: Ausgabe. Variablen binden. • Im Wesentlichen wie bisher! 02. 12. 2005 Mirco Stern 50

Evaluation • Relevanz von Dienstkomposition (Am Beispiel Wissensanfragen: ) – Diplomarbeit von Thomas Fischer (35 Anfragen bei Buchhandel) – 1 unpassend – 3 ohne Instanzen – 22 mit Instanzen auf Book – 34 mit Instanzen auf Copy. Of. Book • Vergleich mit anderen Ansätzen (Am Beispiel mehrerer Effekte: ) – Grundlage: Semantische Dienstbeschreibung – Algorithmische Komposition • Vorläufige Laufzeitmessung – – 02. 12. 2005 Pentium 3, 700 MHz, 512 MB 1. 6144 s, 0. 025 s Mirco Stern 51

Evaluation 02. 12. 2005 Mirco Stern 52

Inhalt • Ziele der Diplomarbeit (Thema) • Hintergrund: Dimensionen von „Dienstkomposition“ • Überblick über die zugrunde liegende Technologie: DIANE Service Descriptions (DSD) • Konzeption: Erweiterung der DIANE Dienstbeschreibung • Realisierung des dazugehörigen Vergleichs • Zusammenfassung 02. 12. 2005 Mirco Stern 53

Zusammenfassung • Dienstkomposition- Betrachtung von – – • Erweiterung der Dienstbeschreibung – – – • Anfragen mit mehreren Effekten Nutzung von Wissensdiensten Elemente zum Verbinden von Effekten Quantifizierung von Anfragen Sonderfall zur Beschaffung von Instanzen Realisierung des Vergleichs mit Komposition – – – 02. 12. 2005 „Plug-In“- Semantik des Kern-Vergleichs (Grundlage der Komposition) Wiederherstellung der Lokalität durch Isolierung der Betrachtung gemeinsamer Mengen vom Rest des Vergleichs Beschaffung von Instanzen Mirco Stern 54

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