Entwicklung eines semantisch angereicherten Software Repository

Abstract

Bedingt durch den permanenten technologischen Fortschritt verändern sich im Laufe der Jahre nicht nur technische Aspekte der Softwareentwicklung wie eingesetzte Programmiersprachen oder -paradigmen, sondern auch die Struktur von Software selbst. Ein aktueller Trend geht hin zu komponenten- oder serviceorientierten Architekturen, welche Software als Zusammenspiel einzelner Komponenten bzw. Services auffassen. Komplexere Services lassen sich im Idealfall durch die Komposition bestehender Basis-Services kreieren. In Bezug auf die Wiederverwendbarkeit kommt damit der effizienten und präzisen Auffindung bestehender Services mit zunehmender Fülle an existierenden Softwarekomponenten immer größere Bedeutung zu. Klassische Lösungen wie die Einteilung von Services in vordefinierte Kategorien oder rein textbasierte Suchverfahren sind oft unpräzise, ausdrucksschwach, erfordern eine umfassende manuelle Ergebnis-Beurteilung aufseiten der Nutzerin und weisen damit allgemein eine hohe Diskrepanz zwischen den zurückgelieferten Ergebnissen und dem eigentlichen Bedarf der Nutzerin auf. Im Rahmen dieser Arbeit wurde das "Semantically Enhanced Software Repository" (SEnSoR) entwickelt. Dabei handelt es sich um ein Repository, welches sowohl traditionelle Softwarekomponenten in unterschiedlichen Programmiersprachen als auch (Semantic) Web Services in einheitlicher Weise verwaltet. Im Unterschied zu existierenden Lösungen wie beispielsweise UDDI ermöglicht SEnSoR durch die Kombination von textbasierten Suchverfahren mit ontologiegestützten Techniken aus dem Gebiet des Semantic Web die Auffindung vorhandener Services bzw. Methoden auch auf Basis deren semantischer Beschreibung. Die Evaluierung und der Vergleich mit einer Reihe von aktuellen Semantic Web Service Matchmakern zeigen, dass SEnSoR sehr gute Resultate hinsichtlich der Präzision - also der Qualität von zurückgelieferten Services in Bezug auf eine Suchanfrage - liefert und auch bei großer Anzahl von Services Anfragen im Millisekundenbereich beantwortet. In Verbindung mit einer einfach zu benutzenden Such-API, welche sich an modernen (Web-)Suchmaschinen orientiert, lässt sich SEnSoR damit als hilfreiches Entwicklerwerkzeug innerhalb bestehender Softwarelandschaften einsetzen, welches seine Nutzerinnen bei der Auswahl von passenden Services, etwa auf dem Anwendungsgebiet der Modellierung von Geschäftsprozessen, unterstützt.

Due to the ongoing progress of technology, not only are technical aspects of software development, such as programming languages or paradigms, constantly changing but also the structure of software itself. The current trend is shifting towards component- or service-oriented architecture, which understand software as an interaction of individual components and/or services. Ideally, more complex services can be created through the composition of existing basic services. With regard to software reusability, the efficient and precise discovery of services is becoming increasingly important as the number of existing software components keeps growing. Traditional solutions such as the division of services into predefined categories or purely text-based search techniques are often imprecise, inexpressive, require extensive manual assessment of results on the part of the user and thus generally show a high discrepancy between the returned results and the actual needs of the user. In this work, the "Semantically Enhanced Software Repository" (SEnSoR) has been developed. SEnSoR is a repository capable of managing both traditional software components in various programming languages, as well as (Semantic) Web services. In contrast to existing solutions such as UDDI, SEnSoR allows for the discovery of existing services based also on their semantic description through a combination of text-based search methods with ontology-based techniques from the field of Semantic Web. The evaluation of SEnSoR and a comparison with a number of current Semantic Web service matchmakers show that SEnSoR achieves very good results in terms of precision (i.e., the quality of the returned services in relation to a given search query) and query performance. Even with large numbers of services search requests are answered within milliseconds. In combination with a user friendly search API similar to modern (Web) search engines, SEnSoR can thus be used as a useful development tool within existing software environments that aids its users in discovering and selecting suitable services, for instance in the context of business process modeling.