TOCAI.IT: Tecnologie Orientate alla Conoscenza per l
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TOCAI.IT: Tecnologie Orientate alla Conoscenza per l’Interoperabilità Maurizio Lenzerini DASI-lab, Data and Service Integration Laboratory Dipartimento di Informatica e Sistemistica “A. Ruberti” Sapienza Università di Roma Camogli, 25 giugno 2009 June 7, 2004 Maurizio Lenzerini Ontologies interoperability La sfidafor della semantica 1 1 Scenario • Le piccole e medie imprese oggi devono essere in grado di affrontare problemi urgenti e complessi • • • • • • cooperazione con altri soggetti continua ed efficace analisi di dati e processi ottimizzazione dei loro processi veloce adattamento a nuovi scenari di business rafforzamento della sicurezza …. • Sfida: soluzioni basate sulle tecnologie orientate alla conoscenza (e perciò alla semantica) Maurizio Lenzerini La sfida della semantica 2 Il progetto TOCAI.IT Progetto FIRB (luglio 2006 – luglio 2009) http://www.dis.uniroma1.it/~tocai/ Partecipanti: Cini, CNR, Selex, CM, Think3 Obiettivo: Il progetto TOCAI.IT (Tecnologie Orientate alla Conoscenza per Aggregazioni di Imprese in InterneT) ha come obiettivo lo sviluppo di un insieme integrato di metodologie, tecniche e strumenti software basati sulle più avanzate tecnologie della conoscenza, che consentano l’analisi, la specifica, l’implementazione e la valutazione sul campo di nuovi modelli di organizzazione per le (piccole e medie) imprese, in una prospettiva di “internetworked enterprise” Maurizio Lenzerini La sfida della semantica 3 TOCAI.IT: la sfida • Il progetto prevede di investigare 3 diversi modelli organizzativi dell’impresa innovativa (scenari): • l’integrazione intra-azienda (Think3 – M. Sebastianis) • l’integrazione inter-azienda a livello di filiera (Selex – R. Vertucci) • la cooperazione e l’interoperabilità a livello di distretto (CM – P. Naggar) • La sfida del progetto è individuare un insieme coerente di metodologie e soluzioni tecnologiche avanzate adatte ai tre casi, superando i limiti e la frammentazione dei prodotti e servizi oggi disponibili per l’azienda integrata, e soprattutto contribuendo a creare una cultura aziendale più consapevole delle potenzialità e degli strumenti delle tecnologie della conoscenza. Maurizio Lenzerini La sfida della semantica 4 TOCAI.IT: la struttura Il progetto è caratterizzato da una struttura a quattro livelli 1. analisi economica dei modelli di organizzazione considerati, e dell’impatto delle corrispondenti soluzioni tecnologiche (E. Mollona) 2. analisi organizzativa e tecnica dei tre scenari rappresentati dalle tre aziende partecipanti alla ricerca (P. Ciancarini, M. Sebastianis, R. Vertucci, P. Naggar) 3. integrazione delle tecniche di base • • • • 4. modellazione e analisi ontologica e linguistica (N. Guarino) cooperazione centrata su dati e servizi (M. Lenzerini) cooperazione centrata su processi (U. Montanari) scoperta “bottom-up” dei pattern più rilevanti di uso dei dati e di esecuzione dei processi (D. Saccà) infrastruttura di base: piattaforme basate su griglie per la collaborazione e la condivisione di risorse e servizi (D. Talia) Maurizio Lenzerini La sfida della semantica 5 Rilevanza della conoscenza/semantica Interoperabilità: “the ability of two or more systems or components to exchange information and to use the information that has been exchanged“ In ogni forma efficace di interoperabilità il significato delle informazioni scambiate è rilevante. Il problema quindi non è se la semantica entra in gioco nell’interoperabilità, ma come essa entra in gioco • la semantica è implicita • la semantica è esplicita Tesi: trattare la semantica in modo esplicito porta vantaggi tangibili (e sfide interessanti) Maurizio Lenzerini La sfida della semantica 6 Semantica implicita Un’organizzazione offre funzionalità predefinite che sono in relazione (non esplicitata) con le sue risorse Risorsa 1 Risorsa 2 ….. Risorsa n Esempio paga ici Maurizio Lenzerini .. . servizi La sfida della semantica 7 Semantica implicita Esempio: pagamento ICI PagaICI(f,e) Risorsa 1 Risorsa 2 ….. Risorsa n .. . servizi Maurizio Lenzerini La sfida della semantica 8 Semantica implicita: caratteristiche • Le funzionalità si definiscono a “livello delle risorse” (esempio: manipolazione di dati relazionali) • Nuova funzionalità si “programmano” • L’interoperabilità si realizza “funzionalità per funzionalità” • Valutazione della qualità: • Alto accoppiamento • Bassa estendibilità Maurizio Lenzerini La sfida della semantica 9 Semantica esplicita (primo livello) Primo livello: i servizi sono espressi in termini di una rappresentazione concettuale, più astratta rispetto al livello logico delle risorse C1 C2 C3 Ontologia Mapping Risorsa 1 Maurizio Lenzerini Risorsa 2 Risorsa n La sfida della semantica servizi 10 Semantica esplicita (primo livello) pre: Esempio: pagamento ICI Ontologia Proprietà Fabbricato f: fabbricato e: intero < 500 post: ∃p in PagamentoICI …. PagaICI(f,e) anno qta anno PagamentoICI Proprietario Mapping Risorsa 1 Maurizio Lenzerini Risorsa 2 Risorsa n La sfida della semantica servizi 11 Vantaggi (al primo livello) • Le funzionalità si definiscono a “livello concettuale”, indipendentemente dalla loro realizzazione in termini delle risorse • Le funzionalità possono essere descritte in modo “cognitivamente” più adeguato, con un esplicito riferimento ai concetti dell’ontologia • L’individuazione di funzionalità rilevanti o interessanti è facilitato dal livello concettuale • La realizzazione può beneficiare di tecniche di sintesi (che sfruttano i mapping) Maurizio Lenzerini La sfida della semantica 12 Le sfide del primo livello • Quale linguaggio per l’ontologia • 25+ anni di ricerca nella rappresentazione della conoscenza sui linguaggi per ontologie • Quale linguaggio per i mapping • la ricerca sui linguaggi di mapping è più recente • La realizzazione delle funzionalità deve essere condotta ancora a livello logico • intensa attività di programmazione (sebbene aiutata in linea di principio da strumenti di sintesi) Maurizio Lenzerini La sfida della semantica 13 Semantica esplicita (secondo livello) Secondo livello: ai servizi tradizionali si affiancano servizi generici (definiti ad un livello di astrazione più alto) e servizi di base (componibili in altri servizi) C1 servizi disponibili servizi generici servizi di base C2 C3 Ontologia Mapping Risorsa 1 Maurizio Lenzerini Risorsa 2 Risorsa n La sfida della semantica servizi 14 Semantica esplicita (secondo livello) Esempio: interoperabilità di dati C1 C2 Answer(Q) C3 Ontologia Mapping dati 1 Maurizio Lenzerini dati 2 dati n La sfida della semantica servizio “generico”di query answering 15 Interoperabilità di dati: le sfide • Il servizio generico di query answering è realizzato una volta per tutte • Nella realizzazione di questo servizio, il sistema deve essere in grado di • ragionare sulla ontologia • ragionare sui mapping • tradurre automaticamente la richiesta espressa in termini dell’ontologia in una richiesta espressa in termini delle sorgenti di dati • Teniche di ragionamento automatico sono essenziali • Tecnologia ancora basata su prototipici di ricerca (MASTRO - http://www.dis.uniroma1.it/~quonto/) Maurizio Lenzerini La sfida della semantica 16 Semantica esplicita (secondo livello) Esempio – Goal g: ∃p in PagamentoICI : anno(p)=2007 and fabbricato(p)=f and qta=1000 Ontologia Proprietà Answer(Q) Fabbricato anno qta anno PagamentoICI ReachGoal(G) Proprietario PagaICI(f,e) Mapping Risorsa 1 Maurizio Lenzerini Risorsa 2 Risorsa n La sfida della semantica 17 Semantica esplicita (secondo livello) Esempio – Sintesi di ReachGoal(g): PagaICI(f,500) ; PagaICI(f,500) Ontologia Proprietà Answer(Q) Fabbricato anno qta anno PagamentoICI ReachGoal(G) Proprietario PagaICI(f,e) Mapping Risorsa 1 Maurizio Lenzerini Risorsa 2 Risorsa n La sfida della semantica 18 Interoperabilità semantica di dati e servizi: le sfide • Il servizio generico di composizione automatica è realizzato una volta per tutte • Il sistema deve essere in grado di • • • • ragionare sul goal ragionare sulla ontologia e sui servizi disponibili ragionare sui mapping tradurre automaticamente la richiesta espressa in termini dell’ontologia in una richiesta espressa in termini dei servizi di base e dei servizi disponibili • Teniche di ragionamento automatico sono di nuovo essenziali, questa volta anche su specifiche dinamiche ("DASIbench - Data and Service Integration Workbench”, joint project DIS-IBM Watson Research Center) Maurizio Lenzerini La sfida della semantica 19 Semantica esplicita (secondo livello) Alcune qualità • Alto livello di astrazione • Basso accoppiamento • Altissima estendibilità • Sistema totalmente dichiarativo (sforzo minimo di programmazione) Le sfide sono ancora oggetto di intensa ricerca: la composizione automatica di servizi è uno dei problemi più complessi e stimolanti della ricerca attuale nell’ingegneria del software e nella rappresentazione della conoscenza Maurizio Lenzerini La sfida della semantica 20 Semantica esplicita: P2P data and service integration Maurizio Lenzerini La sfida della semantica 21
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Atzeni, Ceri, Paraboschi, Torlone, “Basi di dati: modelli e
linguaggi di interrogazione”, McGraw-Hill, 2002
Tutore: Domenico Lembo ([email protected])
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