Sistemas de gestión contextual

Grupo de Procesado de Datos y Simulación
ETSI de Telecomunicación
Universidad Politécnica de Madrid

sistemas de gestión del contexto
curso de doctorado:
tecnologías y servicios de localización – 07/08
Josué Iglesias
josue@grpss.ssr.upm.es

contenido

 introducción
 modelado contextual
o ontologías
 razonamiento contextual
 adquisición contextual
o arquitecturas SOA
 servicios web
 OSGi
 líneas futuras

sistemas de gestión contextual – GPDS 2008 josue@grpss.ssr.upm.es 2 / 13

gestión del contexto
bloques

dquisición
aplicaciones cómo adquirimos los datos
contextuales (arquitectura)
modelado de razonamiento
información contextual

adquisición contextual odelado
cómo almacenamos la
sensores
información contextual (o
de apoyo a la gestión)

azonamiento
sistemas de gestión contextual – GPDS 2008
cómo inferir nueva
josue@grpss.ssr.upm.es 3 / 13

localización y gestión del contexto

aplicación aplicación … aplicación

sistemas de gestión de contexto

sensor sensor sensor sensor sensor sensor
… …
(GPS) (BT) (WiFi) (caídas) (agenda) (temp.)

localización (otros)


¿por qué?
objetivos
 aumento de la satisfacción del usuario
mediante el suministro de servicios computación
más adaptados a sus características context-aware
 automatización de funciones servicios
rutinarias mediante la definición de centrados
comportamientos basados en la
(...)
información de contexto en el usuario
 entrega de información precisa y inteligencia
seleccionada en el momento y lugares computación ambiental
apropiados
ubicua
 software menos intrusivo ya que la
situación del usuario está mejor gestión contextual
descrita
 más personalización aplicaciones
----------------------------------- modelado de razonamiento

middleware
 facilitar la tarea a los desarrolladores información contextual
de aplicaciones contextuales
adquisición contextual
 disminuir el tiempo de desarrollo de
este tipo de servicios sensores


modelado contextual
definición
descripción formal de la información contextual adquirida, de
una forma estructurada para que pueda ser fácilmente
almacenada, recuperada y procesada computacionalmente (es
decir, que facilite el razonamiento sobre ella)

clasificación
 tupla-valor (bases de datos)
 modelos basados en objeto
 esquemas de marcado (XML, ...)
 modelos gráficos (UML, ...)
 (...)
 modelos basados en ... ontologías (RDF, OWL, ...)


ontologías
definición
representación explícita y formal de un conjunto de conceptos
pertenecientes a un determinado dominio y las relaciones entre estos
conceptos
componentes características
clases (   sintaxis robusta
(evidente)
individuos)
 semántica robusta
atributos (descripción precisa del significado del
conocimiento)
relaciones  soporte eficiente al razonamiento
o comprobar consistencia
restricciones
o descubrir relaciones entre clases no
reglas explicitadas (~ inferencia)
o clasificación automática de instancias en
eventos clases
(...)  (...)
información características servicios
modelar
contextual contextuales (OWL-S)

ontologías – ejemplo (i)


ontologías – ejemplo (ii)
<cobra:Person rdf:about="http://www.cs.umbc.edu/people/hchen4">
<cobra:isCurrentlyIn rdf:resource="http://www.cs.umbc.edu/ECS210I"/>
</cobra:Person>

<cobra:Room rdf:about=”http://www.cs.umbc.edu/ECS210I”/>
<cobra:hostsMeeting rdf:resource=”http://www.ittalks.org/me293”/>
</cobra:Room>

Person(“Harry Chen”) is in Room(“ECS210I”)

For any room that has the property hostsMeeting() with
rdfs:range limited to Meeting, the room must be a type of
MeetingPlaceInBuilding
Room(“ECS210I”) has the property hostMeeting(“me239”)
Room(“ECS210I”) is a type of Meeting-PlaceInBuilding

If a person has the property isCurrentlyIn() with a value that is
a type of Room class, then that person is a type of MeetingParticipant
(i.e., that person is a meeting participant)
Person(“Harry Chen”) is a meeting participant

lenguajes ontológicos

RDF(S)
OWL

fuente: “The semantic web vision. Where are we?” (septiembre / octubre 2007)


editores ontológicos

protégé



razonamiento contextual
definición
deducción de información nueva y relevante para el usuario y las
aplicaciones de usuario a partir de las distintas fuentes de datos
contextuales

aplicación

 predicción de cambios en
el contexto  validación del modelo
monitorización monitorización
contextual
 métodos de predicción contextual del modelo
secuencial (Kalman,  detección de
MonteCarlo, filtro de inconsistencias, …
partículas, …) bajo nivel

pre
fusión inferencia
-procesado

 gestión de atributos no indicados  integración fiable  mapeo low – high data context
 limpieza de datos (p.ej. quitando cabeceras) de los datos de  razonamiento lógico (+ontologías)
 facilitar posteriores procesamientos varios sensores  razonamiento probabilístico


motores de razonamiento

jena



adquisición contextual
definición
estructuras coordinadas concretas de los diversos procesos y
componentes implicados en la gestión del contexto
(arquitectura)

clasificación
varios niveles de
 acceso directo a sensor abstracción
 servidor contextual
aplicaciones
 widgets (Context Toolkit)
modelado de razonamiento
 modelos basados en pizarra
middleware
información contextual

 (...) adquisición contextual

 arquitecturas orientadas
sensores
a servicios – SOA (OGSi)


arquitecturas orientadas a servicios
definición
arquitectura software donde la funcionalidad está empaquetada en unidades
interoperables llamadas servicios, accesibles a través de una red de manera
que puedan ser combinados y reutilizados para generar dinámicamente
aplicaciones de usuario

característica
s
 servicios reutilizables
 establecimiento un contrato
SOA
formal
 bajo acoplamiento entre servicios
 posibilidad de composición de
servicios
 servicios autónomos
 servicios sin estado
 los servicios deben poder ser
registrados / descubiertos


servicios web (i)
definición
Se trata de una implementación concreta para llegar a una Arquitectura Orientada a
Servicios. Esto implica que tiene sus propios estándares y protocolos para llegar a
conseguir cumplir con las premisas de este tipo de arquitecturas.
Las principales tecnologías sobre las que basan todas las demás son HTTP, XML y las
siguientes tecnologías:

UDDI WSDL SOAP
Simple Object Access
Universal Description, Web Services Description Protocol - protocolo
Discovery and Integration - Language - lenguaje de estándar utilizado en
registro basado en XML definición de servicios Web servicios Web que define
utilizado para determinar el basado en XML. Se utiliza cómo dos objetos en
catálogo de servicios para describir la interfaz diferentes procesos pueden
disponibles en un servidor pública de servicios Web, es comunicarse por medio de
dado. Diseñado para ser decir, los requisitos de intercambio de datos XML.
consultado utilizando SOAP protocolo y los formatos de Puede funcionar sobre
y ofrecer documentos WDSL los mensajes necesarios cualquier protocolo de
sobre los servicios Web para interactuar con ellos Internet, pero por
comodidad generalmente se
hace sobre HTTP


servicios web (ii)


OSGi (i)
definición
Open Services Gateway Initiative – plataforma software Manifest-Version: 1.0
abierta con una arquitectura común para que proveedores Bundle-Name: simplebundle
Bundle-SymbolicName: simplebundle
de servicios, desarrolladores, vendedores de SW, operadores Bundle-Version: 1.0.0
y suministradores puedan desarrollar, desplegar y gestionar Bundle-Description: Demo Bundle
servicios de forma coordinada - añade un modelo de Bundle-Vendor: Vodafone
Bundle-Activator: de.l.Activator
componente completo y dinámico a los entornos Java Bundle-Category: example
clásicos Import-Package: org.osgi.framework

característica
 s
estándar abierto  distintas  module
implementaciones compatibles define el formato de los paquetes que contienen el SW Java
 independiente de la plataforma (bundles)
HW o archivos .jar
 o clases
gestión del ciclo de vida
o metadatos (imports/exports, restricciones, ...)
(instalación / desinstalación,
inicio / parada) – sin necesidad  life cycle
de reiniciar el sistema ofrece una API para manejar los bundles a nivel de
 mecanismos de registro – instalación/desinstalación, inicio/parada, chequeo de estado, ...
publicación – descubrimiento  service
de servicios bundles  servicios – mecanismos de registro, publicación,
  convergencia descubrimiento, ...


OSGi (ii)


sistema de gestión contextual (ejemplo)


líneas futuras - GPDS
servicios web
SOA ontologías
SOAP UDDI razonamiento
OSGi OWL
WSDL

corto plazo medio plazo largo plazo
 aplicar las tecnologías de
servicios web (SOAP, WSDL y
  razonamiento
UDDI) a los despliegues modelo contextual
base datos  ontologías aplicaciones 
 desarrollo SW siguiendo el sistema de gestión
modelo OSGi  OWL (Protégé)
 Jena
(servidor OSGI  migrar
servicios existentes)

 QoC – Calidad del contexto (precisión, actualización, ...)
 seguridad
(funcionalidad horizontal a todo el sistema de gestión contextual)


¿preguntas?


OWL-S
OWL-S
Ontology Web Language for Services - especificación basada en OWL que
permite publicar de forma declarativa las propiedades y cualidades de un
servicio, brindando la posibilidad de descubrir e invocar servicios de forma
automática así como componerlos teniendo en cuenta su descripción
semántica

Servicios móviles basados en contexto – CISTI 2008 josue@grpss.ssr.upm.es 23 / 19

ontología - ejemplo


servicios web - evolución
• Actualmente los Servicios Web están sufriendo una evolución
importante impulsada por los nuevos conceptos de Web 2.0 y
de Web Semántica. En el siguiente dibujo se puede ver las tres
generaciones que se les presupone en los próximos años a los
Servicios Web:


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Notas del editor