Klick-And-Bau. Einführung Dr. Asarnusch Rashid. Informationsintegration und Webportale INFORMATIONSINTEGRATION UND WEBPORTALE

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1 INFORMATIONSINTEGRATION UND WEBPORTALE Einführung Dr. Asarnusch Rashid INFORMATIONSINTEGRATION UND WEBPORTALE Klick-And-Bau Informationsintegration und Webportale KIT Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft

2 Motivation Klick-And-Bau Informationsintegration und Webportale Warenkatalog Angebote verschiedener Anbieter Onlinebestellung Mobiler Zugriff Redaktioneller Teil Anbindung an Bezahlsysteme Community z.b. Produktbewertungen Personalisierte Angebote 2

3 Begriffe Webportal (alternativ: Webanwendung) Darstellung Bediengerät (Device) Paralleler Zugriff Informationsintegration Dynamische Inhalte z.b. Kunden & Logistikdaten Unterschiedliche Datenquellen z.b. Warenangebote Unterschiedliche Datenschemen z.b. Mengen, Texte, Bewertungen Unterschiedliche Inhalte der Daten 3

4 Ziele der Vorlesung Informationsintegration und Webportale [ Aufbau umfangreicher Webanwendungen ] Resultierende Hauptprobleme Technische Heterogenität Inhaltliche Heterogenität Skalierbarkeit Verteilung Wiederverwendung Ziel: Konzeption und Analyse Welche Techniken und Verfahren existieren? Fähigkeit zur Auswahl geeigneter Techniken 4

5 INHALTE UND DOZENTEN 5

6 Dr. Asarnusch Rashid (FZI) Bild Ausbildung Informatik am KIT, mit Vertiefung Robotik und Mensch- Technik-Interaktion Diplomarbeit am FZI Einsatzpotentiale mobiler Endgeräte in Krankenhäuser Promotion: Asynchrone Anwenderbeteiligung in Software-Projekten, Prof. Oberweis, AIFB Aktuelle Tätigkeit Abteilungsleitung Health Care Logistics Aufbau Zentrum für Telemedizin Interessen Intelligente Integration und Aufbereitung von Daten zu hilfreichen Informationen im Arbeitsprozess Automatisierung soweit wie möglich soweit wie notwendig Schwerpunkt Gesundheitswesen 7

7 Dr. Andreas Walter (ii4sm Basel, früher FZI) Bild Ausbildung Promotion: Hochwertige Bildsuche mittels semantischer Verfahren, Prof. Lockemann, IPD Aktuelle Tätigkeit Head of Development, ii4sm, Basel Interessen Verständnis für Dateninhalte mittels semantischer Verfahren und machine learning (z.b. NLP) Erstellung umfangreicher Webanwendungen. Integration umfangreicher Datenmengen 9

8 Dipl.-Inf. Verónica Rivera-Pelayo (FZI) Ausbildung Informatics Engineering at UPC-BARCELONA TECH Aktuelle Tätigkeit wiss. Mitarbeiterin im Forschungsbereich IPE am FZI Doktorandin am AIFB, Prof. Rudi Studer Interessen Technology Enhanced Learning, Reflektives Lernen, Learning Analytics Mobile Technologien, Context Management Quantified Self und Erfassung von relevanten Daten für das Reflective Learning Wissensmanagement, Semantic Web Technologies Aktuelle Projekte MIRROR Reflective Learning at Work 11

9 Dr. Simone Braun (CAS Software AG, früher FZI) Ausbildung Promotion über kollaborative Ontologieerstellung in der Anwendung von Social Semantic Tagging, Prof. Studer, AIFB Aktuelle Tätigkeit Manager Innovation & Business Design, CAS Software AG Interessen Innovations- und Wissenschaftsmanagement CRM, xrm Wissensmanagement, Enterprise 2.0, Semantic Web E-Learning, Kompetenzmanagement Cloud Computing Aktuelle Projekte Continuous Quality Assurance and Optimisation for Cloud brokers MAC4U - Mass Customization für individualisierte Produkterweiterungen OSMOSE OSMOsis applications for the Sensing Enterprise 13

10 Praktikum/Abschlussarbeit Technology Research Aviation ÜBERSICHT: EU-Projekt OSMOSE: Lücke zwischen virtueller Welt (Helikopter-Simulator-Training) und realer Welt (echter Helikopter) durch eine Middleware schließen THEMEN: 1. Untersuchung des State-of-the-art geeigneter Technologien zur Realisierung des Projekts. Sie untersuchen und klassifizieren die Projektanforderungen und wählen passende Technologien aus den Bereichen IOT und SOA aus. 2. Untersuchung relevanter Prozesse im Bereich Helikopterherstellung und -Training und Ableiten eines Referenzmodells. 3. Übertragung der im Rahmen des Projekts entwickelten Architektur und Modelle auf andere Industriezweige, z.b. Automotive oder Maschinenbau. WIR BIETEN: Praktische Mitarbeit an neuen Technologien im spannenden Praxis- und Forschungsumfeld Eine intensive begleitende Betreuung Nähere Informationen: Lisa Kopf, 14

11 Jutta Mülle Ausbildung Studium der Informatik an der Universität Karlsruhe wiss. Mitarbeiterin, Senior Researcher in der Forschungsgruppe Datenbanksysteme und Informationssysteme Prof. Klemens Böhm der Fakultät für Informatik, KIT Interessen Workflowmanagementsysteme: Modellierung, Adaption, Analyse, Datenbanksysteme und verteilte Informationssysteme, Kopplung von Daten und Workflows Security und Privacy in WfMS, Compliance von Workflows Projekte Verifikation und Generierung von Test-Workflows in der Automobilindustrie TAS3 - Trusted Architecture for Securely Shared Services Secure and Adaptive Workflows (abgeschlossen) Vorlesung Konzepte und Anwendung von Workflowsystemen 16

12 Dr. Stefan Zander (FZI) Persönliches Seit März 2013 PostDoc im Forschungsbereich Wissensmanagement und semantische Technologien am FZI Forschungszentrum Informatik Doktorat an der Universität Wien im Bereich kontext-abhängige Replizierung von RDF Datenbeständen auf mobile Endgeräte Forschungsinteressen: Context-aware Computing Principles, Semantic Web Technologies for Mobile Information Systems Linked Data Mobile Augmented Reality Lehrveranstaltungsschwerpunkte Rolle und Bedeutung von Ontologien für die Informationsintegration Konzepte und Sprachmittel von Ontologiedefinitionssprachen wie RDFS und OWL Reduktion semantischer Heterogenität zwischen verteilten Datenbeständen am Beispiel des selbstegestalteten Stadtviertels 18

13 Ereignisgesteuerte Architekturen und Echtzeitdatenintegration Dominik Riemer Infowirt am KIT Roland Stühmer Informatik am KIT Forschungsinteressen: Event Pattern Engineering Real-time Personal Monitoring Semantic Pattern Management Forschungsinteressen: Distributed Complex Event Processing Rich Internet Applications (RIA) Linked Data, RDF, (Semantische) Web- Technologien 20

14 Ereignisgesteuerte Architekturen und Echtzeitdatenintegration ( ) INHALTE DER VORLESUNG: Technologien Verarbeitung komplexer Ereignisse Ereignisgesteuerte Architekturen Anwendungen Analytik in Echtzeit Internet der Dinge Persönliches Monitoring Forschungsthemen, Trends, Ausblick Verwaltung der Ereignismuster bzw. Anfragen Web of Data Semantik und Verarbeitung komplexer Ereignisse 21

15 Dr.-Ing Silvia von Stackelberg 23 Ausbildung Diplom in Wirtschaftsinformatik (Univ. Bamberg) Promotion in Informatik (TU Darmstadt) Berufliche Stationen Langjährige wiss. Mitarbeiterin am Fraunhofer Institut für Integrierte Informationssysteme (IPSI), Darmstadt: Multimediale Datenbanksysteme, Web Technologien, Semantic Web Seit 04/2010 Post-Doktorandin am IPD Prof. Böhm, Fak. für Informatik, KIT: Sicherheit in Workflow-Management-Systemen (EU Projekt TAS 3 - Trusted Architecture for Securely Shared Services) Seit 04/2012 Margarete-von-Wrangell Stipendiatin Aktuelle Forschungsprojekte Datenschutz in Workflow-Management-Systemen Crowd Computing Lehre Seit WS 2010/11 Vorlesung Konzepte und Anwendung von Workflowsystemen Seminare, Betreuung von DA/MA, etc. zu den gen. Forschungsprojekten

16 Nr Dozent Thema Termine und Themenüberblick (1) 1 A. Rashid Einführung 2 Vorlesung: A. Walter montags Web-Technologien Uhr im Überblick 3 V. Rivera-Pelayo HS -101, Mobile Informatik-Neubau WebApps 4 N.N. Praxisbeitrag aus der Industrie 5 Themenüberblick S. Braun Mehrschichtenarchitekturen 6 J. Mülle Enterprise Application Integration 7 A. Walter Datenbankabstraktion und Hibernate 8 S. Braun Informationsintegration: Architekturen und Systeme 9 S. Zander Semantische Integration: Grundlagen, RDF & OWL 10 A. Rashid Vernetzte Informationssysteme im Gesundheitswesen 11 A. Walter Dienstorientierte Integration von Komponenten 12 R. Stühmer, D. Riemer 13 S. v. Stackelberg A. Rashid Ereignisgesteuerte Architekturen und Echtzeitdatenintegration Crowd-basierte Meinungssammlung Abschlussveranstaltung 24

17 ORGANISATORISCHES 25

18 Kontakt Asarnusch Rashid Roland Stühmer Dominik Riemer Verónica Rivera-Pelayo Simone Braun Andreas Walter Jutta Mülle Silvia von Stackelberg Stefan Zander Anfragen bei allen am besten per 26

19 Skript und Prüfung Folienskript unter Die hier gezeigten Präsentationen bilden das Skript, daher von Folienmenge und Text umfangreicher. Präsentationsfolien werden am Tag der Veranstaltung bereitgestellt Prüfungsablauf szenario- und lösungsorientiert KEINE Wissensabfrage, sondern Anwendung auf Problemsituationen Lösung umfasst Konzept (Architektur) + Umsetzung mittels Technologien Für INFORMATIKER im Rahmen der Vertiefungsprüfung Informationssysteme Anmeldung: Sekretariat Prof. Böhm FÜR INFORMATIONSWIRTE mündliche Einzelprüfung Anmeldung: 27

20 Literatur Zu jeder Veranstaltung wird jeweils geeignete Literatur genannt. Hier ein Überblick interessanter Literatur generell zur Thematik: Ulf Leser & Felix Naumann: Informationsintegration: Architekturen und Methoden zur Integration verteilter und heterogener Datenquellen, dpunkt.verlag, 2006 Dirk Weil: Java EE 6: Enterprise-Anwendungsentwicklung leicht gemacht, entwickler.press, 2012 Kai Seidler: Skalierende Webanwendungen entwickeln: Praxislösungen für Planung, Entwicklung, Administration, Addison- Wesley,

21 MANY METHODS SERVE ONE PORTAL TO RULE THEM ALL? 29

22 Energie Verwaltung Das Null-Energie- Stadtviertel Das selbstgestaltete Stadtviertel Mobilität/ Verkehr Das CO2-arme Stadtviertel Menschen/ Lebensqualität Die virtuelle Nachbarschaft Gewerbe/ Logistik Das selbstgenügsame Stadtviertel 30

23 Das Null-Energie-Stadtviertel Ziel: Weitestgehend ausgeglichene Energiebilanz Voraussetzungen: Entwicklung innovativer Energietechnologien zur verstärkten Nutzung volatiler Energiequellen Erhöhung der Energieeffizienz entlang der gesamten Energiekette Bereitstellung geeigneter Energiespeicherkapazitäten mit intelligenter Zwischenspeicherung Energieoptimierung von Gebäuden 31 Denkbare Maßnahmen: Nutzung von Synergieeffekten, z.b. durch gute Durchmischung von Gewerbe- und Wohngebieten mit unterschiedlichen Energienutzungsprofilen Ausgeglichene Energiebilanz durch Einbezug einer größeren Zahl von Energieerzeugern/-nutzern eines gesamten Stadtteils 31

24 Das CO2-arme Stadtviertel Ziel: Innovative, effiziente, finanziell tragfähige und ökologisch nachhaltigen Mobilitätslösungen bei gleichzeitiger Gewährleistung individueller Mobilität Voraussetzungen: Wandel des gesellschaftlichen Mobilitätsverhaltens 32 Denkbare Maßnahmen: Intra-Stadtteil-Verkehr mit CO2-freien Fahrzeugen einschließlich Fahrzeug-Pool-Management Parkplatz-Management an den Nahtstellen nach außen (Haltestellen, Individual-Fahrzeuge) Intelligentes Zusammenspiel der unterschiedlichen Verkehrsträger für die Bereitstellung qualitativ hochwertiger Mobilitätsdienstleistungen Neue Shopping-Lösungen mit Vorauswahl in virtuellen Zentren, Transportlösungen zu realen Zentren, intelligenter Lieferlogistik 32

25 Das Mehrgenerationen-Stadtviertel und die virtuelle Nachbarschaft Ziel: In ländliche Gemeinden noch funktionierende Nachbarschaftshilfe auf den Stadtteil übertragen und auf die urbanen Probleme erweitern (urbane Hilfenetzwerke) Voraussetzungen: Gute Durchmischung mit unterschiedlichen Bewohnergruppen (Diversität bzgl. Alter, Herkunft, Beweglichkeit, ) 33 Denkbare Maßnahmen: Vermittlungsplattform zur Organisation der Selbsthilfe Altenhilfe (Betreuung pflegebedürftiger Personen durch Ältere, Unterstützung bei schweren körperlichen Arbeiten, Besorgungen, Kontaktbörse, Ehrenamt, Vertrags-/Behörden-/technische Beratung) Familienhilfe (Sitting, Nachhilfe, Vertretung in Notfällen) Migrantenhilfe (Überwindung von Sprach- und Kulturbarrieren, Patenschaften, Behördengänge, Willkommenskultur) 33

26 Das selbstgestaltete sichere Stadtviertel Ziel: Unterstützung der Bürger bei der Mitwirkung an kommunalen Entscheidungen und Erfüllung ihre Sicherheitsbedürfnisse Voraussetzungen: Wachsendes politisches Engagement der Bürger ( Bürger 2.0 ) Wachsendes Sicherheitsbedürfnis der Bürger Bedarf nach Vereinfachung und Transparenz bei Verwaltungsprozessen 34 Denkbare Maßnahmen: Nachverfolgbarkeit von eingereichten Petitionen (Petition Tracking) Meinungsaustausch mit anderen Bewohnern des Stadtviertels über eine Social Media Plattform (Urban Social Media) Intelligentes Lichtmanagement für die Straßen des Stadtviertels Mobile Anwendungen zur Unterstützung des Notrufes Virtuelle Nachbarschaftswache mittels Einsatz sozialer Netzwerke Konzepte zur Evakuierung/ Notfallversorgung; Allokation von 34

27 Das selbstgenügsame Stadtviertel Ziel: Stadtteil-übergreifende Transporte können minimiert werden und die Bewohner haben kurze Wege, um sich zu versorgen Voraussetzungen: Geeignete Gewerbeflächen im jeweiligen Stadtteil Bedarf nach effizienter und effektiver Logistik und Versorgung 35 Denkbare Maßnahmen: Neue Shopping-Lösungen mit Vorauswahl in virtuellen Zentren, Transportlösungen zu realen Zentren, intelligenter Lieferlogistik Bedarfsgesteuerte Entsorgung von Abwasser, Abfällen, Abwärme Konzepte für die Nutzung verschiedener Transportmittel auf engstem Raum Effizientere Nutzung der Infrastruktur durch intelligente Bündelung von Warenströmen Neue Bezugskanäle für die Versorgung von privaten Haushalten Effizientere Nutzung von Güterverteilungsknoten im urbanen Umfeld 35

28 Gewünschte Funktionen des Webportals BEISPIELAUFBAU EINES WEBPORTALES 36

29 Produktkatalog Klick-undbau.com Produkte mehrerer Anbieter Einheitliche Integration der Artikeldaten Geeignete Zusammenführung von Daten: Duplikate erkennnen, einordnen in Produktkatalog Einheitliche Such- und Filterfunktion 37

30 Umfangreiche Detailansichten zu Artikeln Klick-undbau.com Detailansichten Mit verschiedenen Bildansichten. Anzeige verschiedener Produktvarianten wie z.b. Nach Farbe und Grösse. 38

31 Social Web Features Klick-undbau.com Gruppen / Seite teilen Anzeige von Personen, die diesen Artikel mögen, Verlinkung mit Facebook, Twitter, G+ etc. 39

32 Aktuelle Angebote / Rabattaktionen Klick-undbau.com Aktuelle Angebote, Rabattaktioen Hohe Aktualität der Daten nötig (z.b. Erkennung, wenn ein Artikel ausverkauft) Hochautomatisiertes Starten / Enden von Aktionen, idealerweise durch Zulieferer gesteuert. 40

33 Kundenlogin und Konfiguration Klick-undbau.com Kundenlogin Verwaltung von Kunden Spezielle Konditionen für Kunden bei Bestellung, z.b. Kostenlose Lieferung, Rückgaberechte. Konfiguration Kunden sollen bevorzugte Bereiche, z.b. Garten angeben können. Startseite soll bevorzugt aus diesen Rubriken Artikel zeigen. 41

34 Bestellsystem Klick-undbau.com Warenkorb Einheitliche Bestellung von Waren über mehrerer Anbieter - Automatisierte Weitergabe von Bestellungen an Anbietersysteme. Unterschiedliche Bezahlsysteme Kunden sollen wahlweise per Paypal, Kreditkarte oder EC bezahlen können - Automatisiertes Debitorensystem. 42

35 Redaktioneller Teil Klick-und-bau.com Produktempfehlungen Redaktionelle Texte, Empfehlungen für Produkte z.b. Nach Jahreszeit, z.b. Kamine im Winter. Produktbewertung Integration von Produktbewertungen, z.b. Durch Anbieter wie doyou.de 43

36 Themenfokus BEISPIELAUFBAU EINES WEBPORTALES 44

37 Der Weg zum Webportal Regelfall: nachträgliches Aufsetzen eines Portals auf Basis vorhandener Informationen und Dienste Wesentliche Schritte: 1. Identifikation der Inhalte und ihrer Quellen 2. Festlegung einer Integrationsarchitektur 3. Technische Integration 4. Inhaltliche Integration 5. Visuelle Aufbereitung und Personalisierung 6. Bereitstellung und Betrieb der Plattform Auch bekannt als Enterprise Application Integration (EAI) 45

38 DoYou Google+ Facebook Twitter Schritt 1: Identifikation der Inhalte und ihrer Quellen Eine Analyse der Inhalte und Quellen führte zur folgenden Übersicht Klick-undbau.com VISA Paypal MasterCard Maestro Warenverwaltung Suchmaschine Webseitenverwaltung Bestellsystem Content- Management Kundenverwaltung Bezahlsystem Anbieter 1: OBI Anbieter 2: Hornbach Anbieter 3: Praktiker Anbieter 3: Hagebau Warenverwaltung Bestellsystem Warenverwaltung Bestellsystem Warenverwaltung Bestellsystem Warenverwaltung Bestellsystem 46

39 Schritt 2: Festlegung der Integrationsarchitektur Vielzahl verschiedener Quellen Warenwirtschaftssysteme Bestellsysteme Buchhaltungssysteme Kundendatenbank (Customer-Relationship) Unterschiedliche Technologien Technische Heterogenität, ebenso für Inhalte (verschiedene Schemen, etc) Leitfrage 1 Welche Infrastruktur benötige ich, um meine unternehmensinternen (sowie externen) Anwendungen zusammenzubringen? 47

40 Schritt 3: Technische Integration Wie baut man skalierbare, wartbare und flexible Anwendungen auf? Mehrschichtenarchitekturen und Application Server [ out of scope: skalierbare verteilte Architekturen, z.b. Cloud Computing ] Welche Technologien eignen sich zur Integration heterogener Datenbanken. Datenbankabstraktion / Extract-Transform-Load (ETL) Welche Technologien eignen sich zum Aufbau umfangreicher Webanwendungen Auswahl geeigneter Rahmenwerke Best Practice Konzepte und Produktbeispiele für Enterprise Application Integration. Fokus auf Skalierbarkeits- und Wartbarkeitsanforderungen 48

41 Autonomes System Autonomes System Schritt 4: Inhaltliche Integration (1) Informationsintegration über mehrere Quellen, Beispiel Artikelsuche Klick-und-bau.com Aktion: Finde Gartenhütten Performanz der Suche? Art des Zugriffs auf autonome Systeme? Anbieter 1: OBI Warenverwaltung Anbieter 2: Hornbach Warenverwaltung ID: 1 Price: 30 Category: Holzhütte Available: yes ArtikelID: 1 Preise: 29 Kategorie: Hütte aus Holz Status: ausverkauft Unterschiedliche Schemen; Gleichartige Inhalte, Aktualität 49

42 Schritt 4: Inhaltliche Integration (2) Probleme lose Kopplung starke Heterogenität (technisch wie semantisch) eingeschränkte Gestaltungsmöglichkeiten für die Infrastruktur Beherrschbarkeit bei großen Systemen Leitfrage 2: Welche Auswirkungen hat die starke Autonomie der zu integrierenden Teilsysteme? 50

43 Schritt 4: Inhaltliche Integration (3) Architekturen und Systeme zur Integration autonomer Informationsquellen Auf welchen Ebenen werden Informationen integriert? Virtuelle vs. Materielle Integration von Daten Verständnis für die erhaltenen Daten Semantische Integration mittels RDF Einsatz von Ontologien Alternativer Zugriff auf Informationsquellen (statt auf DB direkt) Dienstorientierte Integration, Web-Services, Orchestration 51

44 Schritt 5: Visuelle Aufbereitung und Personalisierung Erstellung der Webseite mit geeignetem Webrahmenwerk Tutorials zeigen hierzu die geeigneten Vorgehen, z.b. Erstellung von umfangreichen Webseiten mittels Apache Wicket Grundlagen von Google Web Toolkit Mobile Web Apps Personalisierung der Seite auf Devices, Best practices Leichtgewichtige Integrationsansätze Integration von Drittanbieterdaten auf Präsentationsebene 52

45 Bereitstellung und Betrieb der Plattform Nicht Fokus dieser Vorlesung, im wesentlichen sind hier gemeint Systemadministration und Deployment Monitoring der Webseite Fehlerbehebung, Optimierung Skalierungsmassnahmen: neue Systeme, intern oder extern. 53

46 FZI FORSCHUNGSZENTRUM INFORMATIK 54

47 FZI Forschungszentrum Informatik Technologietransfer-Institut am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) 26 Jahre ~130 Projekte jährlich für EU, BMBF, BMWi, Land und Industrie 160 Vollzeit Wissenschaftler Durchschnittsalter: Professoren des KIT Hiwis, Praktikum, Abschlussarbeit, Seminare Angebote an Studierende Karlsruhe, Berlin Bundesweit International 55

48 Kompetenz 56

49 Forschungsbereiche Software Engineering Softwaresysteme nach Industriemaßstäben Information Process Engineering Intelligente Informations- und Wissensverarbeitung Intelligent Systems and Production Engineering Technologien für die technischen Systeme der nächsten Generation Embedded Systems and Sensors Engineering Effizienter Systementwurf, innovative Technologien 57

50 Information Process Engineering (IPE) 58

51 AHEAD Augmented Hearing 59

52 Telekom und Cloud 60

53 Proaktive und reaktive Prozessstabilisierung 61

54 Reflektierendes Lernen bei der Arbeit 62

55 Intelligentes Kampagnenmanagement Customer Intelligence and Architecture When Who How What 63

56 Menschen als Fühler in die Realität 64

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