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2017 | Buch

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Complex Event Processing

Verarbeitung von Ereignismustern in Datenströmen

verfasst von: Ulrich Hedtstück

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

Buchreihe : eXamen.press

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

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Über dieses Buch

Eine wichtige Aufgabe für die IT der vernetzten Welt ist die maschinelle Auswertung und Verarbeitung von Informationen, die für eine Anwendung relevant sind und übers Netz verschickt werden. Mit Complex Event Processing (CEP) können große Mengen von zeitbehafteten Daten unterschiedlichster Art in nahezu Echtzeit analysiert und weiterverarbeitet werden. Die grundlegende Vorgehensweise beim CEP entspricht der menschlichen Entscheidungsfindung in Prozessabläufen des täglichen Lebens und stellt eine Erweiterung bekannter Methoden des Data Analytics wie Data Mining, statistische Analyse oder regelbasierte Wissensverarbeitung dar. Typische Anwendungsgebiete sind Big-Data-Systeme, Internet of Things, Industrie 4.0.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Einführung mit typischen Anwendungen

Zusammenfassung

Ein herausragendes Charakteristikum der vernetzten Welt ist der Austausch von immensen Datenmengen unterschiedlichster Art mit hoher Geschwindigkeit zwischen den im Netz agierenden Teilnehmern. Dieses Phänomen wird in prägnanter Weise mit den Stichworten Big Data bzw. Smart Data bezeichnet, wobei das Adjektiv „smart“ auf das intelligente Umgehen mit der Datenmenge hinweist. Zur Bewältigung einer solchen Datenflut werden neben den erforderlichen Hardwaretechnologien neuartige Softwaretechnologien aus den Bereichen Datenbanken und Data Analytics (Datenanalyse) eingesetzt. Herkömmliche Datenbanken genügen nicht den Anforderungen einer dynamischen vernetzten Welt, man benötigt eine Software, die dauerhaft läuft und auf Signale der Umwelt reagiert. Es müssen nahezu in Echtzeit Korrelationen zwischen aktuellen Geschehnissen festgestellt werden, um möglichst schnell geeignete Reaktionen in Gang zu setzen.

Ulrich Hedtstück

2. Grundlegende Begriffe

Zusammenfassung

Complex Event Processing ist eine relativ neue Technologie, die ihre Wurzeln in ganz unterschiedlichen traditionellen IT-Bereichen wie Datenbanken, ereignisorientierte Simulation, Business Intelligence, Datenanalyse oder Regelbasierte Systeme hat. Deshalb werden die im CEP-Umfeld verwendeten Begriffe und Beschreibungen von fachlich unterschiedlich orientierten Personengruppen geprägt mit der Folge, dass manche CEP-Konzepte sprachlich nicht klar voneinander abgegrenzt sind oder noch nicht über allgemein gültige Benennungen verfügen. Ein typisches Beispiel ist der Begriff „Ereignis“, der normalerweise ausschließlich ein zeitlich punktuelles Geschehen ausdrückt, manchmal aber auch als Vorgang mit einer Zeitdauer aufgefasst wird. Die Auffassung von einem Ereignis als zeitlich punktuellem Geschehen müsste eigentlich die Verwendung des Begriffs „complex event“ verbieten, denn ein solches ist üblicherweise ein Vorgang mit einer Zeitdauer. Besser geeignet wäre der Begriff „composite event“, der zwar auch verwendet wird, der sich aber nicht auf breiter Basis durchsetzen kann.

Ulrich Hedtstück

3. Ereignisströme

Zusammenfassung

In diesem Kapitel wird erklärt, wie Ereignisse bei einem CEP-System eintreffen und wie sie erfasst und für die Mustererkennung aufbereitet werden. In Abb. 3.1 ist noch einmal das Schema eines CEP-Systems dargestellt. Eine ausführliche Beschreibung der Architektur eines CEP-Systems findet man z. B. in Luckham (2002) oder Bruns und Dunkel (2010), in Kap. 9 werden einige grundlegende Aspekte einer Software-Realisierung von CEP dargestellt.

Ulrich Hedtstück

4. Auswahlstrategien für komplexe Ereignisse

Zusammenfassung

Nach der Filterung und der Aufbereitung durch den Präprozessor werden die akzeptierten Ereignisse durch die CEP Engine bearbeitet, deren Aufgabe darin besteht, Mengen von atomaren Ereignissen als Instanzen eines interessanten Musters zu identifizieren.

Ulrich Hedtstück

5. Ereignismuster

Zusammenfassung

In diesem Kapitel werden einfache und fortgeschrittene Ereignismuster vorgestellt. Dabei beschränken wir uns zunächst auf Muster mit einem Operator, der auf atomare Ereignisse, die durch einen Typ und einen Zeitstempel charakterisiert sind, angewandt wird. Muster von komplexen Ereignissen mit mehr als einem Operator werden da, wo es nötig ist, kurz behandelt. In Abschn. 5.4 folgt eine ausführlichere Diskussion dieser Problematik.

Ulrich Hedtstück

6. Beispiele für Event Processing Languages

Zusammenfassung

Für das Complex Event Processing werden unterschiedliche Sprachen verwendet, die man nach Eckert (2008) in drei Kategorien einteilen kann.

Ulrich Hedtstück

7. Complex Event Processing Engines

Zusammenfassung

Die Hauptaufgabe einer Complex Event Processing Engine ist das Herausarbeiten von Instanzen eines Ereignismusters aus einem oder mehreren Strömen von atomaren Ereignissen. Bei einfachen Ereignismustern fügt eine CEP Engine ausgewählte atomare Ereignisse sukzessive zu einer Instanz des gesuchten Ereignismusters zusammen. Bei schwierigen Mustern müssen oft aufwändige, teilweise parallel ablaufende Erkennungsalgorithmen ausgeführt werden.

Ulrich Hedtstück

8. Regelbasiertes Complex Event Processing

Zusammenfassung

Es gibt zwei Anwendungsbereiche regelbasierter Techniken beim Complex Event Processing: die regelbasierte Erkennung von komplexen Ereignissen und die regelbasierte Entscheidungsfindung bei der Reaktion auf ein erkanntes komplexes Ereignis.Bei beiden Anwendungen bildet eine Wissensbasis die Grundlage, die zu Beginn ein statisches Wissen in Form von Fakten und Regeln enthält. Während des Ablaufs eines Prozesses wird die Wissensbasis um dynamisches fallspezifisches Wissen angereichert. Ein Algorithmus, der als Rule Engine oder auch Inferenzmaschine bezeichnet wird, kann überprüfen, ob ein neu eingetretenes atomares Ereignis Bestandteil eines zu erkennenden komplexen Ereignisses ist oder welche Reaktion nach dem Erkennen eines komplexen Ereignisses initiiert werden soll.

Ulrich Hedtstück

9. Softwarekonzepte für das Complex Event Processing

Zusammenfassung

Eine Software für das Complex Event Processing ist in die IT-Landschaft integriert, in der das CEP für die Lösung von Spezialaufgaben eingesetzt wird. Eine CEP-Software wird dauerhaft betrieben und ist eingebettet in vernetzte Strukturen wie Internet, Cloud und betriebsinterne Softwaresysteme. Während in herkömmlicher Software eine vordefinierte Abfolge von Anweisungen ausgeführt wird, muss eine CEP-Software zeitnah auf Ereignisse reagieren, deren Eintreten nicht vorhergesehen werden kann. Das Rahmenkonzept für das CEP wird als Event-Driven Architecture (EDA) bezeichnet (Bruns und Dunkel 2010).

Ulrich Hedtstück

10. Abgrenzung des CEP zu anderen Methoden des Data Analytics

Zusammenfassung

Der Begriff Data Analytics umfasst alle Methoden, die aus Daten interessante Informationen herleiten können. Für die Auswertung von Daten gibt es viele unterschiedliche Ansätze wie beispielsweise statistische Analysen oder logische Schlussfolgerungssysteme. Traditionell sind die Daten in einer persistenten Datenbank abgespeichert, aus der mit Hilfe einer Anfragesprache unterschiedliche Informationen extrahiert werden können.

Ulrich Hedtstück

11. Anhang: Prädikatenlogik

Zusammenfassung

In vielen Bereichen der angewandten Informationstechnologie spielen regelbasierte Systeme eine wichtige Rolle. Im Geschäftsprozessmanagement werden mit Hilfe von Geschäftsregeln Entscheidungen getroffen, und im Complex Event Processing werden regelbasiert Ereignismuster erkannt und angemessene Reaktionen in Gang gesetzt. Die Grundlage regelbasierter Systeme bildet zunächst der Formulierungsrahmen der Prädikatenlogik erster Stufe, der für die Formulierung von Wissensinhalten in Form von Fakten und Regeln verwendet wird. Die für eine Anwendung notwendigen Entscheidungen werden dann mit Hilfe von logischen Schlussfolgerungsmechanismen auf der Basis des gespeicherten Wissens durchgeführt. Die Algorithmen, die das logische Schlussfolgern realisieren, modellieren in gewissem Sinne das menschliche logische Denken, sie folgen anderen Prinzipien wie die in der herkömmlichen Programmierung verwendeten Algorithmen. Die Grundmechanismen heißen Resolution, Unifikation und Backtracking.

Ulrich Hedtstück

Backmatter

Titel: Complex Event Processing
verfasst von: Ulrich Hedtstück
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN: 978-3-662-53451-9
Print ISBN: 978-3-662-53450-2
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-53451-9