Means for Quality Implementation and Assurance of Context-Aware Semantic Web Service Composition
Author’s Method for Adaptive Semantic Web Service dynamic composition is enriched with the algorithms for both its Context dedicated OWL-S-specification consistent using over its Life Cycle and Cyclic Dependencies at the function level solving with the Formalisms proposed of Knot-service, Proxy-serv...
Збережено в:
| Дата: | 2022 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Інститут програмних систем НАН України
2022
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/article/view/471 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Problems in programming |
Репозитарії
Problems in programming| id |
pp_isofts_kiev_ua-article-471 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| resource_txt_mv |
ppisoftskievua/21/cf54830e9de0d067ab894cbbbf95cf21.pdf |
| spelling |
pp_isofts_kiev_ua-article-4712022-06-22T17:13:53Z Means for Quality Implementation and Assurance of Context-Aware Semantic Web Service Composition Засоби забезпечення та засвідчення якості контекстно-залежної композиції семантичних веб-сервісів Andon, P.I. Slabospitskaya, O.O. OWL-S; Semantic Web service dynamic context-aware Web service composition; cyclic dependency; quality assurance; composition graph; ambient calculus UDC 519.164:004.14 OWL-S; семантичний Веб-сервіс; динамічна контекстно-залежна композиція Веб-сервісів; циклічна залежність; засвідчення якості; граф композиції; числення амбієнтів УДК 519.164:004.14 Author’s Method for Adaptive Semantic Web Service dynamic composition is enriched with the algorithms for both its Context dedicated OWL-S-specification consistent using over its Life Cycle and Cyclic Dependencies at the function level solving with the Formalisms proposed of Knot-service, Proxy-service and Simplification – for sustain Quality implementing of Web Service being formed. Quality assurance for stakeholders is proposed through dynamic verification, in particular meeting the specified context and liveness, with the process Calculus of Context-aware Ambients. The algorithms proposed increase correspondence of Web Service being formed with Customers’ expectations and enable its sustain context-aware tailoring for unified support of both modern organizations’ variable and distributed Business Processes and some problem field Customers’ needs.Prombles in programming 2021; 4: 03-18 Розроблений авторами метод динамічної композиції адаптивного семантичного Веб-сервісу розви- нуто алгоритмами узгодженого застосування спеціальної OWL-S-специфікації контексту його виконання на етапах життєвого циклу та опрацювання циклічних залежностей на функціональному рівні композиції за допомогою формалізмів Cервісу-вузла, Cервісу-посередника й Cпрощення – для сталого забезпечення якості формованого Веб-сервісу. Запропоновано засвідчення рівня якості для причетних сторін шляхом динамічної верифікації, зокрема, перевірки відповідності запитаному контексту та живості, з використанням процесного числення контекстно-залежних амбієнтів. Надані алгоритми підвищують відповідність формованого Веб-сервісу очікуванням запитувачів та уможливлюють його стале контекстно-залежне уточнення для уніфікованої підтримки як змінних розподілених ділових процесів сучасних організацій, так і потреб споживачів певної галузі.Problems in programming 2021; 4: 03-18 Інститут програмних систем НАН України 2022-02-07 Article Article application/pdf https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/article/view/471 10.15407/pp2021.04.003 PROBLEMS IN PROGRAMMING; No 4 (2021); 03-18 ПРОБЛЕМЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ; No 4 (2021); 03-18 ПРОБЛЕМИ ПРОГРАМУВАННЯ; No 4 (2021); 03-18 1727-4907 10.15407/pp2021.04 uk https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/article/view/471/475 Copyright (c) 2022 PROBLEMS IN PROGRAMMING |
| institution |
Problems in programming |
| baseUrl_str |
https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/oai |
| datestamp_date |
2022-06-22T17:13:53Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
OWL-S Semantic Web service dynamic context-aware Web service composition cyclic dependency quality assurance composition graph ambient calculus UDC 519.164:004.14 |
| spellingShingle |
OWL-S Semantic Web service dynamic context-aware Web service composition cyclic dependency quality assurance composition graph ambient calculus UDC 519.164:004.14 Andon, P.I. Slabospitskaya, O.O. Means for Quality Implementation and Assurance of Context-Aware Semantic Web Service Composition |
| topic_facet |
OWL-S Semantic Web service dynamic context-aware Web service composition cyclic dependency quality assurance composition graph ambient calculus UDC 519.164:004.14 OWL-S семантичний Веб-сервіс динамічна контекстно-залежна композиція Веб-сервісів циклічна залежність засвідчення якості граф композиції числення амбієнтів УДК 519.164:004.14 |
| format |
Article |
| author |
Andon, P.I. Slabospitskaya, O.O. |
| author_facet |
Andon, P.I. Slabospitskaya, O.O. |
| author_sort |
Andon, P.I. |
| title |
Means for Quality Implementation and Assurance of Context-Aware Semantic Web Service Composition |
| title_short |
Means for Quality Implementation and Assurance of Context-Aware Semantic Web Service Composition |
| title_full |
Means for Quality Implementation and Assurance of Context-Aware Semantic Web Service Composition |
| title_fullStr |
Means for Quality Implementation and Assurance of Context-Aware Semantic Web Service Composition |
| title_full_unstemmed |
Means for Quality Implementation and Assurance of Context-Aware Semantic Web Service Composition |
| title_sort |
means for quality implementation and assurance of context-aware semantic web service composition |
| title_alt |
Засоби забезпечення та засвідчення якості контекстно-залежної композиції семантичних веб-сервісів |
| description |
Author’s Method for Adaptive Semantic Web Service dynamic composition is enriched with the algorithms for both its Context dedicated OWL-S-specification consistent using over its Life Cycle and Cyclic Dependencies at the function level solving with the Formalisms proposed of Knot-service, Proxy-service and Simplification – for sustain Quality implementing of Web Service being formed. Quality assurance for stakeholders is proposed through dynamic verification, in particular meeting the specified context and liveness, with the process Calculus of Context-aware Ambients. The algorithms proposed increase correspondence of Web Service being formed with Customers’ expectations and enable its sustain context-aware tailoring for unified support of both modern organizations’ variable and distributed Business Processes and some problem field Customers’ needs.Prombles in programming 2021; 4: 03-18 |
| publisher |
Інститут програмних систем НАН України |
| publishDate |
2022 |
| url |
https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/article/view/471 |
| work_keys_str_mv |
AT andonpi meansforqualityimplementationandassuranceofcontextawaresemanticwebservicecomposition AT slabospitskayaoo meansforqualityimplementationandassuranceofcontextawaresemanticwebservicecomposition AT andonpi zasobizabezpečennâtazasvídčennââkostíkontekstnozaležnoíkompozicíísemantičnihvebservísív AT slabospitskayaoo zasobizabezpečennâtazasvídčennââkostíkontekstnozaležnoíkompozicíísemantičnihvebservísív |
| first_indexed |
2025-07-17T10:06:48Z |
| last_indexed |
2025-07-17T10:06:48Z |
| _version_ |
1838410612685668352 |
| fulltext |
3
Моделі та засоби систем баз даних і знань
Постановка проблеми
Для ефективної автоматизованої
підтримки (не)передбачено змінних роз-
поділених ділових процесів сучасних ор-
ганізацій в актуальних наразі слабко фор-
малізованих предметних областях (ПрО),
де ресурси її створення дедалі обмеженіші,
вимоги до якості – жорсткіші, а очікуван-
ня суб’єктів і параметри інформаційної
інфраструктури істотно різнорідні, – все
більш запитаними стають (само)адаптив-
ні сервіс-орієнтовані програмні системи
(СоПС). Вони являють собою on-line ком-
позиції (семантичних) Веб-сервісів, здатні
до автоматизованого змінення поведінки
для задоволення нових вимог і пристосу-
вання до нових (не)пе-редбачених ситуа-
цій під час виконання [1].
Призначення СоПС і властива їх
життєвому циклу (ЖЦ) глибока невизна-
ченість [2] зумовлюють актуальний виклик
їх конструювання – розроблення засобів не
лише сталого забезпечення, але й засвід-
чення рівня якості, прийнятного для всіх
причетних сторін, тобто збирання, аналізу,
синтезу й адресного поширення вірогідних
свідчень, що СоПС задовольняє поточні
функційні й нефункційні вимоги в її ЖЦ [2,
3]. Аналіз актуального доробку інженерії
(само)адаптивних СоПС [3] висвітлює пер-
спективний підхід до опрацювання цього
виклику – адекватну онтологічно базовану
формалізацію контексту виконання СоПС
та ії складників й узгоджене застосування
формалізованого контексту на стадіях ЖЦ
для підвищення рівня якості їх продуктів.
Стаття підсумовує результати до-
сліджень проекту ДР 0112U002764 під ке-
рівництвом академіка НАН України, д.ф.-
м.н. П.І.Андона з розвитку, в руслі зазна-
ченого підходу, нового методу побудови
адаптивного композитного семантичного
Веб-сервісу (АКС) [4,5], запропонованого
авторами на підставі аналізу обмежень по-
казових підходів до динамічної композиції
семантичних Веб-сервісів для уніфікова-
ної підтримки як розподілених і змінних
процесів сучасних організацій, так і різно-
рідних змінних потреб окремих спожива-
чів певної ПрО.
Формальні засоби розвитку методу
На підставі зіставлення перспектив-
них методів контекстно-залежної компо-
зиції семантичних Веб-сервісів, поданих у
табл.1, для розвитку методу [4,5] вибрано:
а) доповнення моделі АКС [4] по-
повнюваним ядром індустріально апробо-
ваних методів on-line відшукування й ком-
понування (семантичних) Веб-сервісів на
функціональному рівні (на грунті методів
УДК 519.164:004.14 https://doi.org/10.15407/pp2021.04.003
П.І. Андон, О.О. Слабоспицька
ЗАСОБИ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ТА ЗАСВІДЧЕННЯ
ЯКОСТІ КОНТЕКСТНО-ЗАЛЕЖНОЇ КОМПОЗИЦІЇ
СЕМАНТИЧНИХ ВЕБ-СЕРВІСІВ
Розроблений авторами метод динамічної композиції адаптивного семантичного Веб-сервісу розви-
нуто алгоритмами узгодженого застосування спеціальної OWL-S-специфікації контексту його ви-
конання на етапах життєвого циклу та опрацювання циклічних залежностей на функціональному
рівні композиції за допомогою формалізмів Cервісу-вузла, Cервісу-посередника й Cпрощення – для
сталого забезпечення якості формованого Веб-сервісу. Запропоновано засвідчення рівня якості для
причетних сторін шляхом динамічної верифікації, зокрема, перевірки відповідності запитаному кон-
тексту та живості, з використанням процесного числення контекстно-залежних амбієнтів. Надані
алгоритми підвищують відповідність формованого Веб-сервісу очікуванням запитувачів та умож-
ливлюють його стале контекстно-залежне уточнення для уніфікованої підтримки як змінних розподі-
лених ділових процесів сучасних організацій, так і потреб споживачів певної галузі.
Ключові слова: OWL-S, семантичний Веб-сервіс, динамічна контекстно-залежна композиція Веб-
сервісів, циклічна залежність, засвідчення якості, граф композиції, числення амбієнтів
© П.І. Андон, О.О. Слабоспицька, 2021
ISSN 1727-4907. Проблеми програмування. 2021. № 4
4
Моделі та засоби систем баз даних і знань
Таблиця 1.
Перспективні методи контекстно-залежної композиції семантичних Веб-сервісів
№ Метод
(назва, джерело)
Урахування контексту Засоби
опис етапи техніки специфікації верифікації
1
Динамічна покрокова
композиція
А.Буччіароне [13]
Доменні
об’єкти
Визначення
композиції
Агрегування
систем з пе-
реходом між
станами
Агрегування
систем з пере-
ходом між ста-
нами
Планування
шляхом пере-
вірки моделей
2
Узагальнена
композиція семантич-
них Веб-сервісів
С.Бансал [7]
Перед- і
пост-умови,
побічні
впливи з їх
об’єктами
Визначення
композиції OWL-S Відсутні Відсутні
3
Верифіковна графо-
подібна композиція
семантичних
Веб-сервісів для
запитаного контексту
виконання
Р.Бен Ламін [8-10]
Онтологія
контексту
[9]
Всі етапи
ЖЦ
Розширення
мови OWL-S
Відбір ком-
понентних
сервісів
CCA [9]
Числення кон-
текстно-залеж-
них амбієнтів
(CCA) [8,9]
Середовище
виконання
CCA [8]
4
Ціле-кероване
планування
Л.Ю [14]
Онтологія
контексту
Опис кон-
тексту
Визначення
композиції
Долучення
концептів
контексту
Відбирання
Веб-сервісів
Відсутні Відсутні
5 Аспектне програму-
вання Л.Лі [15]
Онтологія
контексту
Виконання
композиції
Зв’язування
аспектів Відсутні Відсутні
6
MDA/Notify, Decide,
Confi gure X.Байдурі
[16]
UML-
модель
Визначення
композиції
Погляди на
кон-текст Відсутні Відсутні
7
Планування/семан-
тичне зіставлення
вхідних і вихідних
концептів
Х.Мчейк [17]
Розширен-
ня мови
OWL-S
Опис кон-
тексту
Відшуку-
вання Веб-
сервісів
Виконання
композиції
Розширення
OWL-S
Відбір Веб-
сервісів
Зв’язування
аспектів
Відсутні Відсутні
8
Планування/
застосування мови
PDDL
А.Фурно [18]
Онтологія
OWL-SC
Опис кон-
тексту
Визначення
композиції
Розширення
OWL-S
Адаптаційні
правила
Відсутні Відсутні
9
Графо-орієнтоване
планування
Ю.Ян [19]
Показники
QoS
Опис кон-
тексту
Визначення
композиції
Долучення
QoS
Відбирання
Веб-сервісів
Відсутні Відсутні
10
Застосування високо-
рівневих мереж
Петрі К.Букаді [20]
Мова XML Визначення
композиції
Погляди на
контекст
Кольорові ме-
режі Петрі
Планування
шляхом пере-
вірки моделей
11 Г.Алферез,
В.Пелечано [11]
Онтології
Семантич-
ного Вебу
Те ж саме
Моделювання
за допомогою
RDF і даних
спеціальних
типів
BPMN,
динамічна
модель власти-
востей
Те ж саме
12
Трифазний підхід
з використанням
нечітких множин
М.Мадкур [21]
Нечіткі
множини -“-
Правила
адаптування
політик за-
стосування
сервісів
Відсутні Відсутні
5
Моделі та засоби систем баз даних і знань
М.Родрігеса [6], C.Бансал [7], Р.Бен-Ламіна
[8-10], Г.Aлфереза [11]) та на процесному
рівні (М.Пісторе [12]);
б) удосконалення процедури ком-
позиції АКС алгоритмами опрацювання
циклічної залежності на функціональному
рівні за допомогою побудови сервіса-вузла
[22], а в разі його неефективності – сервіса-
посередника й спрощення згідно із запропо-
нованими визначеннями;
в) засвідчення якості АКС за допо-
могою процесного числення контекстно-за-
лежних амбієнтів (Ф.Сів) [23].
Долучення до ядра методів Р.Бен-
Ламіна та Г.Алфереза для запитаного кон-
тексту виконання зумовлено їх перевага-
ми для забезпечення й засвідчення якості
АКС. Як показано в табл.1, серед схарак-
теризованих методів лише вони передба-
чають онтологічно базовану формалізацію
контексту виконання композитного Веб-
сервісу та його компонентів, відокремлену
від опису виконуваних функцій, та її узго-
джене застосування на етапах композиції.
Завдяки цьому постачальник може зазнача-
ти в опублікованому описі (композитного)
Веб-сервісу найдоцільніший, на його дум-
ку, контекст виконання, а споживач – ком-
понувати й верифікувати цей сервіс для
бажаного контексту.
Графо-подібна композиція
семантичних Веб-сервісів
для заданого контексту виконання
Засади методу. Відповідність фор-
мованого композитного Веб-сервісу задано-
му контексту його виконання забезпечують
п’ять взаємопов’язаних тез [9,10]:
а) онтологічно-базована формаліза-
ція контексту виконання семантичних Веб-
сервісів та їх композиції, уніфікована щодо
етапів їх ЖЦ і ролі суб’єкта контексту (по-
стачальник, брокер, споживач тощо);
б) узгоджене використання формалі-
зованого контексту на всіх етапах ЖЦ ком-
позитного сервісу: від формування вимог
до його публікування і/або виконання;
в) кількісне врахування, в плануваль-
ному графі композиції, трьох можливих
ступенів семантичної відповідності вхідних
і вихідних концептів сервісів у його складі
(Exact, Plugin, Subsume) й доповнення гра-
фа таблицею індексів сумісності контекстів
цих сервісів із запитаним контекстом;
г) вилучення з отриманого плану-
вального графа всіх підграфів, відповідних
запиту на композицію, та їх упорядкування
за спаданням оцінок задовільності для за-
питувача – суми оцінок семантичної узго-
дженості й контекстної сумісності, зваже-
них згідно з його перевагами;
д) використання спеціального про-
цесного числення – Контекстно-залежних
Амбієнтів (Context-aware Ambients, CCA)
[23, 24] для формальної специфікації й ве-
рифікації композитного Веб-сервісу, насам-
перед перевірки його властивостей відпо-
відності контексту запитувача та уточненої
живості – «композитний сервіс завжди на-
дає запитаний користувачем результат».
Наведені тези свідчать, що розгляду-
ваний метод являє собою природний розви-
ток базового методу композиції на функці-
ональному рівні М.Родрігеса [6] і є доціль-
ним для застосування після нього в процесі
покрокової композиції АКС [5].
Моделі та алгоритми композиції.
Для реалізації тез а) – д) передбачено дві
групи формалізмів [9,10]:
а) моделі та відповідні їм машинно-
читані описи:
контексту виконання семантичного
Веб-сервісу [25,26];
семантичного Веб-сервісу в задано-
му контексті [27];
запиту споживача щодо композиції
семантичних Веб-сервісів для заданого кон-
тексту;
композитного семантичного сервісу,
формованого за запитом;
б) алгоритми формування й застосу-
вання моделей:
прямого пошуку для побудови по-
вного прошарованого графа компонентних
Веб-сервісів згідно із запитом на їхню ком-
позицію;
зворотного пошуку для вилучення
всіх нескорочуваних підграфів, відповідних
запиту, які й являють собою моделі пошуку-
ваних композитних сервісів;
впорядкування отриманих компо-
зитних сервісів за спаданням рейтингів
їх прийнятності для запитувача, обчисле-
них як сума індексів семантичної відпо-
6
Моделі та засоби систем баз даних і знань
відності між компонентними сервісами
та відповідності їх контекстів запитаному
контексту, зважених згідно з перевагами
запитувача [25].
У межах методу контекст охоплює
«довільні відомості, які можна використати
для опису ситуації щодо сутності...– особи,
місця або об’єкта, пов‘язаного із взаємоді-
єю користувача й застосунку, включно із
самими користувачем і застосунком» [8].
Модель контексту являє собою підмно-
жину концептів спеціальної онтології кон-
текстів [25,26] із їх взаємозв’язками. Ця
онтологія є багаторівневим розширенням
онтології OWL-S для уніфікованого опису
множин контекстів у довільних ПрО мовою
OWL. На її верхньому рівні відображено
основні відомості щодо контексту за допо-
могою фіксованої структури концептів, на-
веденої на рис.1. Докладніші відомості ви-
значено на (поповнюваних) нижчих рівнях,
залежних від ПрО виконання композитного
Веб-сервісу.
Рис. 1. Структура верхнього рівня
онтології контекстів
Як показано на рис. 1, концептами
верхнього рівня є «Контекст застосунку»,
«Платформний контекст», «Інфраструк-
турний контекст», а також «Атомарнй кон-
текст» і «Складений контекст». Запрова-
дження останнього концепту уможливлює
подання контексту композитного сервісу як
перетину атомарних контекстів його склад-
ників для точнішого відображення очіку-
вань запитувачів і ситуацій у середовищі
виконання.
Опис семантичного Веб-сервісу, ви-
конуваного в заданому контексті, являє со-
бою де-факто стандартну трійку Д.Мартіна
– профіль, модель та обґрунтування сер-
вісу [27], де, однак, згідно з пропозиціями
[28] профіль сервісу доповнено атрибутом
«adaptedTO» («пристосований_ДО»). Зна-
ченням цього атрибута є URL зовнішньо-
го файлу з описом динамічного контексту,
найдоцільнішого для виконання сервісу, на
думку його постачальника. Приклад такого
опису з атрибутом «adaptedTO» для про-
філю Веб-сервісу огляду ресурсів Інтернет
подано на рис. 2.
Для зберігання доповнених описів
передбачено відповідний розвиток реєстру
UDDI [29], ефективність якого засвідчує
його макетна реалізація з використанням
JUDDIv3 і бази даних MySQL [8].
Запропоновані описи контексту та
семантичного Веб-сервісу в заданому кон
тексті дозволяють постачальнику сервісу
легко оновлювати нефункціональні відо-
мості щодо контексту в зовнішньому файлі
без змін самого опису. Вони також умож-
ливлюють формальну постановку пробле-
ми композиції семантичних Веб-сервісів
для заданого контексту за допомогою
Визначення 1 [9]. Модель семантич-
ного Веб-сервісу із заданим контекстом – це
трійка
w = 〈I, O, C〉, (1)
де I й O – множини його вхідних і
вихідних параметрів (концептів онтології
певної ПрО);
C – множина параметрів контексту
(концептів онтології контекстів).
Визначення 3.2 [9]. Запит на компози-
цію семантичних Веб-сервісів для заданого
контексту – це п’ятірка
rc = 〈In, Out, Cr; ws,wc〉, ws, wc〉, (2)
де In і Out – множини вхідних і ви-
хідних запитаних параметрів,
Cr – множина параметрів контексту
користувача;
ws і wc – вагові коефіцієнти віднос-
ної важливості для користувача семантич-
ної узгодженості формованого композитно-
го сервісу та його відповідності запитаному
контексту.
Визначення 3.3 [9]. Постановка про-
блеми композиції семантичних Веб-сервісів
для заданого контексту – це структурований
кортеж
7
Моделі та засоби систем баз даних і знань
cp=〈O,R,CO,rc;(〈csi(rc), si, ssi, sci〉,i≥1)〉, (3)
si = (ws×ssi + wc×sсi) /(ws + wc),
де O – задана онтологія ПрО, для якої
запитано композицію;
R – множина семантичних Веб-
сервісів для заданого контексту з моделлю
(1) (об’єднання вмісту доступних реєстрів
Інтернет);
CO – онтологія контекстів;
rc – запит на композицію (2);
csi(rc) – i-й композитний семантич-
ний сервіс для запиту rc в їх множині, впо-
рядкованій за спаданням оцінок їх задовіль-
ності для споживача si;
ssi й sci – оцінки семантичної узго-
дженості формованого композитного серві-
су та його відповідності запитаному контек-
сту [25], розглянуті далі.
Алгоритми вирішення поставленої
проблеми (3) передбачають побудову на
множині R повного планувального графа
в його традиційному форматі [10], який,
однак, стає контекстно-залежним, оскіль-
ки його вершинами є сервіси з певними
контекстами (1). Під час його формуван-
ня враховують усі можливі ступені се-
мантичної подібності між вихідним (out)
і вхідним (in) концептами послідовно
відшукуваних проміжних сервісів, яким
додатково зіставлені кількісні оцінки
e(out,in) [10]:
– 1, якщо об’єми відповідних кон-
цептів однакові, тобто ступінь подібності –
Exact;
– 0.9, якщо вихідний концепт одно-
го сервісу є вкладеним концептом вхідного
концепту іншого, тобто ступінь подібності
– Plugin;
– 0.5, якщо для вихідного концеп-
ту одного сервісу вхідний концепт іншого є
вкладеним концептом, тобто ступінь поді-
бності – Subsume;
– 0, якщо семантична подібність
між вихідним і вхідним концептами відсут-
ня (ступінь Fail).
На підставі цих оцінок формується
допоміжна матриця семантичних зв’язків,
вигляд якої фіксує технічне
Визначення 4 [10] Матриця семан-
тичних зв’язків для постановки пробле-
ми композиції (3) – квадратна матриця з
елементами slij = 0, якщо серед вихідних
концептів i-го сервісу wi ∈R і вхідних кон-
цептів j-го сервісу wj∈R немає семантич-
но подібних;
slij = (Vij; simij), Vij = {(out,in), out∈O(wi), in∈I(wj)}; (4)
– в іншому випадку, причому simij
– середнє оцінок e(out,in) для множини
Vij.
Процедура вирішення проблеми
композиції в постановці (3) передбачає три
обов’язкові кроки:
а) побудова повного контекстно-за-
лежного планувального графа та відповід-
них йому матриць індексів контекстної по-
дібності (СS) й семантичних зв’язків (SLM)
за допомогою алгоритму прямого пошуку,
поданого на рис. 3;
Рис. 2. Приклад опису Веб-сервісу огляду ресурсів Інтернет
8
Моделі та засоби систем баз даних і знань
б) вилучення з побудованого графа
відповідних запиту підграфів csi(rc) з (3)
та обчислення оцінок задовільності від-
повідних композитних семантичних Веб-
сервісів для споживача si із складниками
ssi й sci за допомогою алгоритму зворот-
ного пошуку;
в) впорядкування отриманих компо-
зитних сервісів за спаданням оцінок si за до-
помогою алгоритму сортування.
Четвертим необов’язковим кроком є
публікування композитних сервісів з
Рис. 3. Псевдокод алгоритму прямого
пошуку найкращою оцінкою si
у розширенні реєстру UDDI [29].
Як показано на рис. 3, застосування
всіх можливих ступенів семантичної по-
дібності вхідних і вихідних концептів для
формування ярусів планувального графу
підвищує кількість його підграфів, відпо-
відних запиту, оскільки повний збіг таких
концептів може не досягатися.
На початку виконання алгорит-
му планувальний граф містить шар 0,
де множина дій A0 порожня, а множина
висловлювань P0 подає початковий стан
проблеми планування й містить вхід-
ні параметри запиту. В досліджуваному
випадку композиції семантичних Веб-
сервісів кожна дія в G подає атомар-
ний Веб-сервіс. Вхідні параметри Веб-
сервісу стають передумовами дії в графі
G, а вихідні параметри відображаються в
позитивні наслідки дії.
Планувальний граф G ітеративно по-
повнюють, доки не буде виконано одну з
умов завершення алгоритму:
– досягнуто рівня, для якого мно-
жина пропозицій містить усі вихідні пара-
метри з запиту на композицію (2);
– досягнуто фіксованого рівня i, де
Ai + 1 = Ai, Pi + 1 = Pi.
Для кожного шару i > 0 нові Веб-
сервіси відшукують в репозиторії R на під-
ставі семантичного зіставлення їхніх вхід-
них параметрів з висловлюваннями (i-1)-го
шару та сумісності контекстів, виявлених
Веб-сервісів із запитаним контекстом корис-
тувача (Select_SimSC_Services на рис. 3). Для
кожного нового відшуканого Веб-сервісу,
ще не долученого до графу G, додають нові
елементи до матриць семантичних зв’язків
(Update_SLM) та індексів контекстної поді-
бності (Build_CS), а його вихідні параметри
долучають до множини висловлювань Pi.
Побудова планувального графа з ма-
трицями СS і SLM уможливлює формуван-
ня множини найкращих рішень проблеми
композиції (3) (ACSWS_List) за допомогою
алгоритму зворотного пошуку, поданого на
рис. 4.
Згідно з рис. 4, пошук починають з
останнього шару висловлювань у плану-
вальному графі G.
Нехай g – множина цільових вислов-
лювань, яких необхідно «досягти» для за-
даного шару висловлювань Pi. Алгоритм
знайде підмножину дій з Ai, які разом «до-
сягають» g, і відбере ті з них, що мають най-
вище значення семантичної узгодженості,
на підставі матриці семантичних зв’язків
з оцінками (4). Об’єднання передумов цих
дій являє собою нову множину цілей, яких
треба досягти для попереднього шару ви-
словлювань Pi-1. Виконання цього процесу
за алгоритмом, наведеним на рис. 5, продо-
вжують, поки не буде досягнуто першого
шару висловлювань графа G, а саме P0.
На кроці впорядкування алгоритм
сортування (див. рис. 6) приймає множи-
ну найкращих композитних Веб-сервісів,
сформовану на попередньому кроці, й на-
дає їх перелік Orders_Sols, впорядкований
за спаданням оцінок (4).
9
Моделі та засоби систем баз даних і знань
Рис.4. Псевдокод алгоритму
зворотного пошуку
Рис. 5. Псевдокод алгоритму вилучення
найкращих композитних сервісів
Рис. 6. Псевдокод алгоритму сортування
Специфікація й верифікація
АКС із контекстом за допомогою чис-
лення контекстно-залежних амбієнтів.
Універсальний формальний апарат спе-
цифікації АКС із контекстом (2) і запи-
ту щодо нього (3) надають темпоральні
логіки лінійного й розгалуженого часу, а
верифікації відповідних описів – методи
й інструментальні засоби перевірки мо-
делей за допомогою цих логік [30]. Однак
вони зорієнтовані переважно на опис ді-
лового процесу, виконуваного АКС, і за-
лишають акцентований методом контекст
його перебігу поза увагою. Тому для за-
свідчення якості формованого АКС з кон-
текстом пропонується його специфікація
та верифікації насамперед за допомогою
числення контекстно-залежних амбієнтів
(calculus of context-aware ambients, ССA)
[23,24,31].
Числення CCA розвинуто Ф.Сівом на
ґрунті відомого числення мобільних амбієн-
тів Л.Карделлі–А.Гордона для моделюван-
ня контекстно-залежних динамічно взаємо-
діючих систем й виведення логічних висно-
вків щодо їхньої поведінки. Базове поняття
амбієнта [23,24] являє собою концептуаль-
не подання довільної сутності (фізичної,
віртуальної, мобільної або непорушної), яка
визначає обмежене місце, де має місце об-
числення, та:
– має ім’я, межі й може бути вкла-
дена до іншого амбієнта;
– може бути мобільною;
– може обмінюватися повідомлен-
нями з собою та з іншими амбієнтами;
– може усвідомлювати присутність
інших амбієнтів у її середовищі.
Хоча з теоретичної точки зору
ССA можна природним чином «занури-
ти» до системи інсерційного моделювання
О.А.Летичевського, перспективність його
застосування для побудови контекстно-
залежного АКС [4,5] зумовлена наявніс-
тю відповідної йому мови програмування
ссaPL і вільно доступного середовища ви-
конання програм цією мовою [23,31].
У CCA передбачено чотири основні
синтаксичні категорії [23,24], зіставлені на
рис. 7:
1) процеси, які подають обчислення,
тобто поведінку модельованої системи;
2) спроможності (capabilities) – еле-
ментарні дії, які можуть виконувати про-
цеси;
3) розміщення (locations) – позиції в
ієрархії амбієнтів;
4) контекстні вирази – формули за-
провадженої просторової логіки, що пода-
ють властивості контексту процесів.
Для CCA-верифікації АКС з кон-
текстом у [29] виокремлено вісім патернів
структур керування в сервісній моделі зі
складу його опису мовою AOWL-S, яким зі-
ставлено CCA-подання.
10
Моделі та засоби систем баз даних і знань
Процеси Розміщення
Спроможності
Контекстні вирази
Рис. 7. Синтаксис числення CCA
1. Атомарному процесу, що реалізу-
ється атомарним семантичним сервісом з
контекстом S(C,P) (де C – найдоцільніший
контекст виконання S, а P – атомарний про-
цес, який слід виконати), в CCA відповідає
амбієнт з іменем S: S[C|P] (нотація C|P вка-
зує, що процес P виконується в контексті C).
2. Щоб моделювати послідовність
композитних семантичних Веб-сервісів з
контекстом, дії, охоплені послідовністю,
подають амбієнтами, а відношення переду-
вання – повідомленнями, які надсилають ці
амбієнти. Враховуючи ієрархічну структуру
амбієнтів ССА, послідовність можна моде-
лювати амбієнтом-батьком, що подає ком-
позитний Веб-сервіс, з амбієнтами– нащад-
ками одного рівня A,B. У синтаксисі ССА
подання послідовності має вигляд системи
формальних висловлювань:
.
або фрагмента коду мовою ccaPL:
.
Процес PA отримує повідомлення x
від амбієнта-батька (позначеного Sseq↑), ви-
конує внутрішню дію τA, передає результат
y своєму однорівневому амбієнту B (позна-
ченому B::) і завершується. Процес PB отри-
мує повідомлення y від свого однорівневого
амбієнта A (позначеного A::), виконує вну-
трішню дію τB, надсилає результат z амбі-
єнту-батьку SSeq і завершується. Результу-
ючий процес PSeq є контекстно-захищеним,
де EC(CA, CB) є контекстним виразом щодо
найприйнятніших контекстів CA і CB для
процесів PA і PB.
3. Дії, охоплені структурою керуван-
ня «Розгалуження» мають виконуватися
одночасно. Щоб моделювати розгалужен-
ня композитних семантичних Веб-сервісів
з контекстом, попередні дії й дії, охоплені
розгалуженням, слід перетворити в амбієн-
ти CCA й застосувати оператор паралельної
композиції «|» для подання відношення од-
ночасного виконання.
У синтаксисі ССА розгалуження з ді-
ями B,C, яким передує дія A, подають таким
чином:
,
а мовою ccaPL – так:
.
Процес PA отримує повідомлення
x від свого амбієнта-батька (позначеного
Sseq↑). Якщо контекст виконання підтвер-
джує контекстний вираз CE(CA), процес PA
виконує внутрішню дію τA, одночасно над-
силає повідомлення y і z своїм однорівне-
вим амбієнтам B і D (позначеним B:: і D::) й
завершується.
Процеси PB і PD отримують повідо-
млення y і z від свого однорівневого амбі-
єнта A (позначеного A::). Якщо контекст
виконання підтверджує контекстний вираз
CE(CA, CB), процес PB виконує свою вну-
трішню дію τB, надсилає результат y1 амбі-
єнту-батьку SSplit і завершується.
Одночасно, якщо контекст виконання
підтверджує контекстний вираз CE(CA,CD),
процес PD виконує внутрішню дію τD, над-
силає результат z1 амбієнту-батьку SSplit і за-
вершується.
4. Структура керування «Розгалу-
ження з об’єднанням» (Split+Join) охо-
плює одночасні дії, які необхідно синхро-
нізувати. Щоб моделювати розгалуження
з об’єднанням композитних семантичних
Веб-сервісів з контекстом, дії, охоплені по-
слідовністю, й наступні дії слід перетвори-
ти в амбієнти CCA. Одночасно виконання
внутрішніх дій наступного процесу роз-
11
Моделі та засоби систем баз даних і знань
почнеться лише після отримання повідо-
млень-тригерів, надісланих процесами, що
охоплені Розгалуженням з об’єднанням,
якщо відповідний контекстний вираз під-
тверджений контекстом виконання.
У синтаксисі ССА розгалуження з
об’єднанням, де послідовність містить дії
A,B і наступну дію D, подають так:
,
а мовою ccaPL – так:
.
Процес PA отримує повідомлення x
від амбієнта-батька (позначеного SSplit-Join↑)
й виконує внутрішню дію τA. Якщо кон-
текстний вираз CE(CA,CD) підтверджено
контекстом виконання, процес PA надсилає
повідомлення z1 своєму однорівневому ам-
бієнту D (позначеному D::) і завершується.
Одночасно процес PB отримує повідомлен-
ня y від свого амбієнта-батька ( SSplit-Join↑) й
виконує внутрішню дію τB. Якщо контек-
стний вираз CE(CB,CD) підтверджено кон-
текстом виконання, процесс PB надсилає
повідомлення z2 своєму однорівневому ам-
бієнту D (D::) і завершується.
PD одночасно отримує повідомлення
z1 і z2 від своїх однорівневих амбієнтів A і B.
Тоді процес PD виконує внутрішню дію τD,
посилає результат t амбієнту-батьку SSplit-Join
і завершується.
5. Структуру керування «Вибір» за-
стосовують, коли треба випадковим чинном
вибрати для виконання точно один процес
з їх множини. В синтаксисі ССА вибір між
процесами B і D після виконання процесу A
подають таким чином:
,
а мовою ccaPL – так:
.
де SChoice – амбієнт-батько.
Амбієнти A, B і D є однорівневими на-
щадками амбієнта SChoice. Амбієнт A отримує
повідомлення x від амбієнта-батька SChoice,
виконує внутрішню дію τA й далі недетермі-
новано вибере одного зі своїх онорівневих
амбієнтів B або D для виконання. Якщо ви-
брано B, і контекстний вираз CE(CA,CB) під-
тверджено його контекстом CB, то амбієнт A
надсилає повідомлення y амбієнту B й завер-
шується. Таким же чином, якщо вибрано D, і
контекстний вираз CE(CA, CD) підтверджено
його контекстом CD, амбієнт A надсилає по-
відомлення y амбієнту D й завершується.
Якщо контекстний вираз CE(CA,CB)
(відповідно CE(CA,CD)) виконано, то процес
PB (відповідно, PD) отримує повідомлення x
(відповідно, y) від однорівневого амбієнта
A, виконує внутрішню дію τB (τD), надсилає
результат t1 (відповідно, t2) амбієнту-батьку
SChoice і завершується.
6. Структуру «Якщо - То - Інакше»
застосовують, коли потрібно вибрати для
виконання одну з двох дій згідно з умовою.
Щоб моделювати цю структуру для АКС
з контекстом, охоплені нею дії слід пере-
творити в амбієнти CCA, а умові зіставити
захисні вирази, які застосовують, щоб ви-
брати дію для виконання. Коли структура
«Якщо - То – Інакше» охоплює дії A і B, її
CCA-подання має вигляд:
де SIf-Then-Else – амбієнт-батько, амбієн-
ти A і B – його нащадки, PA і PB – процеси,
виконувані A і B.
Цю структуру описує ccaPL-код:
.
Якщо умову Cond задоволено, про-
цес PA запускається, коли контекстний ви-
раз CE(CA) підтверджено його контекстом
CA. PA отримує повідомлення x від амбієн-
та-батька SIf-Then-Else, виконує внутрішню дію
τA, надсилає результуюче повідомлення y
12
Моделі та засоби систем баз даних і знань
SIf-Then-Else й завершується. Коли умову Cond
не виконано, процес PB запускається, якщо
контекстний вираз CE(CB) підтверджено
контекстом CB.
7. Структура керування «Повторю-
вати-Поки» підтримує повторення дії, доки
умову підтверджено. Щоб моделювати цю
структуру для АКС з контекстом, підтри-
мувану нею дію слід перетворити в амбі-
єнт і застосовувати умову, щоб визначити,
чи продовжувати цикл. Оператор реплікації
«!» застосовують для позначення повторен-
ня тіла циклу.
Якщо ця структура охоплює одну
дію A, її ССА-подання має вигляд:
,
де SRepeatf-While – амбієнт-батько з на-
щадком – амбієнтом A, PA – процес, вико-
нуваний A.
Наведеному поданню відповідає
фрагмент коду мовою ccaPL:
8. На відміну від попередньої струк-
тури, ССА-подання останньої структури
«Повторювати до» («Repeat-Until для АКС
з контекстом має вигляд:
Until Until ,
де збережено попередні познаки.
Якщо контекстний вираз СE(CA) під-
тверджено, PA обробляє повідомлення x від
амбієнта-батька SRepeatf-Until і виконує свою
внутрішню дію. Процес PA рекурсивно по-
вторюється, доки умова Cond виконана.
Коли Cond порушено, процес PA надсилає
результуюче повідомлення y до SRepeatf-While й
завершується.
Подання цієї структури мовою ccaPL
має вигляд
Сервіс-посередник і спрощення
для усунення циклічних залежностей
в АКС з контекстом
Зіставлення змістовних описів ал-
горитмів усунення циклічної залежності в
композиції семантичних Веб-сервісів за до-
помогою сервісу-вузла [1,22], розроблених
на попередньому етапі робіт за проєктом
ДР 0112U002764, і найпростішого формалі-
зованого опису композитного семантичного
Веб-сервісу на функціональному рівні [1,6]
дозволяє формально описати сервіс-вузол
за допомогою
Визначення 5. Нехай СD={sci, i≥1},
sci = (In(sci);Out(sci)) – множина описів, у
сенсі [1,6], семантичних Веб-сервісів, які
утворюють циклічну залежність. Опис на
функціональному рівні семантичного Веб-
сервісу-вузла для її усунення – це пара мно-
жин його вхідних і вихідних концептів
ck = 〈INK; OUK 〉,
які є об’єднаннями подібних множин
для Веб-сервісів зі складу залежності:
INK = ∪{In(sci), sci∈CD}; (5)
OUK = ∪{Out(sci), sci∈CD}.
Вираз (5) висвітлює ситуації доціль-
ного й недоцільного застосування сервіса-
вузла для опрацювання циклічної залеж-
ності. Саме, він ефективний в ідеальній
ситуації, коли «непродуктивні» (тобто без
внеску до вихідних концептів запиту) сер-
віси sci∈CD високонадійні, з привабливими
показниками якості й низькою трудоміст-
кістю/вартістю використання, їх кількість
відносно невелика порівняно з кількістю
всіх компонентів композитного Веб-сервісу,
а взаємозв’язки в межах залежності віднос-
но прості. Тоді непродуктивні сервіси нада-
ють резервування функціональних сервісів
– їх своєрідне «кріплення» , підвищуючи
якість композитного Веб-сервісу. Однак у
реальній «неідеальній» ситуації складна
внутрішня структура сервісу-вузла і/або не-
задовільна якість сервісів у її складі можуть
неприйнятно знизити якість композитного
сервісу аж до його недоступності.
«Неідеальність» штатних ситуацій
функціонування СоПС визначає потребу в
альтернативних формалізмах без обмежень
сервісу-вузла. Запропоновано їх визначення
в руслі підходів до розв’язання циклічних
залежностей за допомогою компонента-по-
13
Моделі та засоби систем баз даних і знань
середника (так званого «proxy») в розподі-
лених компонентно орієнтованих застосун-
ках, зокрема відомому каркасі Spring [32].
Визначення 6. Опис, на функціо-
нальному рівні, семантичного Веб-сервісу-
посередника для усунення циклічної залеж-
ності CD – це пара множин його вхідних і
вихідних концептів
cp = 〈INP; OUP 〉,
які є, відповідно, об’єднаннями під-
множин:
a) вхідних концептів сервісів зі скла-
ду залежності CD, семантично зіставлених
вихідним концептам компонентних серві-
сів sb, які безпосередньо передують CD в
композиції, або вхідним концептам запиту
щодо неї (INP):
INP = ∪{In*(sci), sci∈CD};
In*(sci) = {ic∈In(sci) | ∃sb∉CD, (6)
x∈Out(sb)∪IN; Exact(x,ic) !
Plugin(x,ic)};
б) вихідних концептів сервісів зі
складу залежності CD, семантично зістав-
лених вхідним концептам компонентних
сервісів sa – безпосередніх наступників
залежності CD у композиції, або вихідним
концептам запиту щодо неї (OUP):
OUP = ∪{Out*(sci), sci∈CD};
Out*(sci) = {ic∈Out(sci) | ∃sa∉CD, (7)
x∈In(sa) ∪Out; Exact(x,ic) !
Subsume(x,ic)}.
Зауваження 1. Якщо в множині OUK
з (5) жодний концепт не є семантично зі-
ставленим з певним концептом компонент-
ного сервісу поза циклічною залежністю
CD або в (6),(7) OUP=∅, гілку(и) з CD слід
вилучити з графа композиції.
Згідно з виразами (6),(7), сервіс-по-
середник долає зазначені обмеження серві-
са-вузла за допомогою двох основних від-
мінностей від нього:
а) відсутності «надлишкової» вну-
трішньої структури, тобто тих компонент-
них Веб-сервісів, вихідні концепти яких
(з (1)) не є семантично зіставленими з де-
яким вхідним концептом певного компо-
нентного сервісу поза циклом на гілці без
тупиків;
б) урахування в його поданні функ-
ціонального рівня лише вхідних концептів
тих сервісів у циклі, вхідні концепти яких
безпосередньо пов’язані з вихідними кон-
цептами певних сервісів у шарі графа ком-
позиції, що передує шару з циклом, або з
вхідними концептами запиту щодо компози-
ції, а також вихідних концептів, семантично
зіставлених вхідним концептам довільних
компонентних сервісів поза циклом, розмі-
щеним на гілках без тупиків.
Визначення 7. Спрощення циклічної
залежності CD – її під-граф, отриманий ви-
лученням Веб-сервісів, вихідні концепти
яких не є семантично зіставленими з дея-
кими сервісами – наступниками CD, а та-
кож вилученням з множин вхідних і вихід-
них концептів залишених Веб-сервісів тих
концептів, які були семантично зіставлені з
вхідними й вихідними концептами вилуче-
них сервісів.
Зауваження 2. На відміну від сер-
вісу-вузла, сервіс-посередник і сервіси зі
складу спрощення потребують додаткового
відшукування або компонування, насампе-
ред базовими методами з їхнього ядра, за-
пропонованого для розвитку моделі АКС
[4] на початку статті.
Співвідношення трьох запровадже-
них формалізмів зручно проілюструвати на
де-факто стандартному прикладі композит-
ного сервісу з залежностями для онлайн-
магазину [22]. Склад його компонентних
сервісів описано в табл. 2 (вхідним концеп-
там у дужках зіставлено сервіси, що їх про-
дукують).
Структуру композитного сервісу по-
казано на рис. 8. Згідно з ним, у композит-
ному сервісі наявні дві циклічні залежності
(позначені сірим кольором):
– авто-цикл S3 (S3 потребує вихідні
концепти від себе й S1);
– цикл з п’яти сервісів (S7; S8; S10;
S11 і S12), де S7 потребує вихідні концепти від
S10, S10 залежить від S11, який, у свою чергу,
залежить від S8, залежного від S12, тоді як S12
залежить від S7.
Результати опрацювання цих залеж-
ностей за допомогою сервісу-вузла, серві-
су-посередника та спрощення зіставлені на
рис. 9. Ліворуч показано сервіси-вузли CN1,
CN2 і сервіси-посередники SP1,SP2 (для ав-
то-циклу вузол CN1 і посередник SP1 збі-
гаються), а праворуч – чотири сервіси SS3,
SS7, SS8, SS10 зі складу спрощення циклу
(S7; S8; S10; S11; S12), отримані вилученням з
14
Моделі та засоби систем баз даних і знань
їх множин вхідних і вихідних концептів тих
концептів, які були семантично зіставлені з
вхідними й вихідними концептами «непро-
дуктивних» вилучених сервісів S11, S12. Хоча
структури композитного сервісу-вузла та
сервісу-посередника однакові, множини їх
вхідних і вихідних концептів відмінні між
собою в сенсі визначень 5, 6.
Рис. 8. Два цикли в композитному
сервісі
S
S
S
S
CN1/SP1
CN2/SP2
Сервіси-вузли та сервіси-посередники Спрощення циклічної залежності
Рис. 9. Опрацювання циклічної залежності:
вузол, посередник, спрощення
Як показано на рис. 9, сервіс-вузол
замінює циклічну залежність, інкапсулюю-
чи її внутрішню структуру; сервіс-посеред-
ник «вирізує» цю структуру без порушення
цілісності; спрощення «розриває» залеж-
ність, залишаючи лише продуктивні ком-
понентні сервіси з їхніми функціонально
необхідними зв’язками.
Таблиця 2. Веб-сервіси для ілюстративного сценарію онлайн-магазину
№ Веб-сервіс Входи Виходи
S1 Онлайн каталог Вибір елемента
(запит користувача)
Деталі={Вибір категорії, код товару,
Вибір кількості, Ціна товару,
Вартість, IP адреса}
S2 Розміщення клієнта IP адреса (S1) Розміщення клієнта
S3 Перевірка позицій
Вибір (категорії, код товару,
кількість) (S1),
Номер товару (S3)
Наявність, кількість
S4 Податки Вибір категорії, вибір ціни (S1) Сума податку
S5 Страхування
Вибір категорії, вибір ціни
(S1), Вибір кількості, Вартість
(S1)
Довідка про страхування, вартість
S6 Отримання Наявність (S3) Розташування
S7 Розрахунок ціни
Ціна товару (S1), Сума податку
(S4), Вартість страхування (S4),
Вартість доставки (S10)
Загальна ціна
S8
Формування
замовлення
Узгодження деталей (S1),
Загальна ціна (грн.) (S12)
Замовлення на придбання
S9 Прогноз погоди Розміщення предмету (S6),
Місцезнаходження клієнта (S2)
Погода
S10 Доставка Погода(S9), Узгодження дета-
лей (S1), Квитанція (S11),
Код доставки, вартість, номер від-
стеження
S11 Оплата Замовлення на придбання (S8) Квитанція
S12 Конвертер валют Загальна ціна (S7) Загальна ціна в національній валюті
15
Моделі та засоби систем баз даних і знань
Висновки
Запропоновано стале забезпечення
якості адаптивного композитного семан-
тичного Веб-сервісу за допомогою OWL-
S-специфікації контексту виконання його
самого і компонентних Веб-сервісів та
узгодженого застосування специфіковано-
го контексту на всіх етапах компонування,
а також формалізмів сервісу-посередника й
спрощення для усунення циклічних залеж-
ностей у композиції в ситуаціях неефектив-
ності попередньо запропонованого форма-
лізму сервісу-вузла. Обґрунтовано застосу-
вання спеціального процесного числення
контекстно-залежних амбієнтів (Ф.Сів) для
засвідчення якості формованого адаптивно-
го композитного семантичного Веб-сервісу
за допомогою його динамічної верифікації,
насамперед перевірки властивостей відпо-
відності контексту запитувача та живості
– «композитний сервіс завжди надає запи-
таний користувачем результат».
Застосування розроблених форма-
лізмів сприяє підвищенню рівня відповід-
ності композиції очікуванням запитувачів та
уможливлює багаторазове уточнення базової
композиції функціонального рівня, формова-
ної на початку конструювання адаптивного
композитного Веб-сервісу, на підтримку (не)
передбачено змінних розподілених ділових
процесів сучасних організацій.
Література
1. Андон П.І. Збіркове програмування компо-
нентних і сервіс-орієнтованих прикладних
програмних систем / П.І. Андон, О.О. Сла-
боспицька // Проблеми програмування. –
2017. – № 3 – С. 31–51.
2. Weyns D. et al. Perpetual Assurances for
Self-Adaptive Systems. [Electronic resourse].
Mode of access: https://arxiv.org/ ftp/arxiv/
papers/1903/1903.04771.pdf.
3. De Lemos R. Software engineering for self-
adaptive systems: Research challenges in
the provision of assurances / R De Lemos, D
Garlan, C Ghezzi et al. (Eds.) // Self-Adaptive
Systems III LNCS 9640. – 2017. – P. 3-30.
4. Слабоспицька О.О. Рамкова модель адап-
тивного композитного сервісу в семантич-
ному Веб-середовищі / О.О.Слабоспицька
// Проблеми програмування. – 2017. – №4.
– С. 51-65.
5. Слабоспицька О.О. Уніфікований процес
композиції адаптивного сервісу в семантич-
ному Веб-середовищі / О.О.Слабопицька //
Проблеми програмування. – 2018. – № 1. –
С. 65–76.
6. Rodriguez Mier P. An Integrated Semantic Web
Service Discovery and Composition Frame-
work / P Rodriguez Mier, C Pedrinaci, M Lama
et al. //IEEE Trans. on Services Comp. – 2015.
– V.9. – Is.4. – P. 537–555.
7. Bansal S. Generalized semantic Web service
composition / S.Bansal, A.Bansal, G.Gupta,
M.Brian Blake// Service Oriented Computing
and Applications. – 2016. – V.10. – Is. 2. – P.
111–133.
8. Ben Lamine R. A Framework for the compo-
sition and formal verifi cation of adaptable se-
mantic Web services / R.Ben Lamine, R.Ben
Jemaa, I.Amous // Proc. of ACM MoMM conf.
(MoMM’18). – ACM, Yogyakarta, Indonesia,
2018. – 9 p.
9. Ben Lamine R. Formal Specifi cation of Adapt-
able Semantic Web Services Composition //
Int. J. of Information Technology and Web En-
gineering. 2018. – N 13(4). – P. 14–34.
10. Ben Lamine R. Graph Planning Based Compo-
sition For Adaptable Semantic Web Services /
R.Ben Lamine, R.Ben Jemaa, I.Amous // Proc.
of the 2017 Int. Conf. on Knowledge Based
and Intelligent Information and Engineering
Systems, KES2017. – 2017, Marseille, France.
– P. 358–368.
11. Alférez G.H. Achieving autonomic Web ser-
vice compositions with models at runtime /
G.H.Alférez, V.Pelechano / Computers & Elec-
trical Engineering. – 2017. – V. 63. – P./ 332-352.
12. Pistore M. A Minimalist Approach to Semantic
Annotations for Web Processes Compositions /
M.Pistore, L.Spalazzi, P.Traverso // Proc. Eu-
ropean Semantic Web Conf. ESWC 2006. –
2006. – P. 620-634.
13. Bucchiarone A. et al. Domain Objects for Dy-
namic and Incremental Service Composition /
A.Bucchiarone, M. De Sanctis, M. Pistore // In:
Villari M.et al. (Eds.) Proc. ESOCC 2014, Man-
chester, UK – LNCS 8745, 2014. – P. 62–80.
14. Yu L. Goal-driven context-aware service com-
position / L.Yu, A.Glenstrup, Y.Zhang et al. –
Pervasive Computing and Applications, ICP-
CA 2010. – 2010. – P. 342–347.
15. Li L. Semantic based aspect-oriented program-
ming for context-aware Web service composi-
16
Моделі та засоби систем баз даних і знань
tion / L.Li, D.Liu, A.Bouguettaya // Informa-
tion Systems – 2011. – V. 36(3). – P. 551–564.
16. Baidouri H. Towards a Context-Aware Com-
position of Services / H.Baidouri, H.Hafi ddi,
M.Nassar et al. // (2012). . Int.J. of Computer
Science and Network Security. – 2012. – V.
12(3). – P. 133–140.
17. Mcheick H. Modele de composition des ser-
vices Web semantiques par orchestration а
la demande / H.Mcheick // Proc. of the 2012
25th IEEE Canadian Conference on Electrical
and Computer Engineering (CCECE. 2012),
Montreal, Canada. [Electronic resourse]. Mode
of access: https://www.researchgate.net/pub-
lication/257527267_Modele_de_Composi-
tion_Des_Services_Web_Semantiques_par_
Orchestration_a_la_demande.
18. Furno A. Context-aware composition of se-
mantic web services / A.Furno, E.Zimeo // Mo-
bile Networks and Applications. – 2014. – V.
19(2) – P. 235–248.
19. Yan Y. Anytime QoS-aware service composi-
tion over the GraphPlan / Y. Yan, M.Chen //
Service Oriented Computing and Applications.
– 2015. – V. 9(1). –, P. 1–19.
20. Boukadi K. Specifi cation and Verifi cation of
Views over Composite Web Services Using
High Level Petri-Nets / K.Boukadi, C.Ghedira,
Z.Maamar et al. // Proc. of the 9th International
Conference on Enterprise Information System,
ICEIS 2007. – P. 107–112.
21. Madkour M. Context-Aware Service Adap-
tation: An Approach Based on Fuzzy Sets
and Service Composition / M.Madkour, I.El
Ghanami, A.Maach // J. of Inform. Sci. and
Eng. – 2013. – V. 29. – P. 116–126.
22. Omer A.M. Automatic management of cyclic
dependency among web services / A.M.Omer,
A.Schill // Proc. of IEEE Int. Conf. on Com-
putational Science and Engineering. – 2011. –
P. 44–51.
23. Siewe F. The Calculus of Context-aware Am-
bients (CCA): How to program: Capabilities
and Processes / F.Siewe – 2017. [Electronic re-
sourse]. Mode of access: http://www.cse.dmu.
ac.uk/~fsiewe/ccaPL/ccaPL_processes.pdf.
24. Сторінка «Calculus of Context-aware Ambients
(CCA)» Дослідницької лабораторії техноло-
гії програмного забезпечення Університету
ДеМонфору (Лейчестер, Велика Британія).
Електронний ресурс. Режим доступу: http://
www.cse.dmu.ac.uk/~fsiewe/fscca.html.
25. Najar S. Service Discovery Mechanism for an
Intentional Pervasive Information System /
S.Najar, M.Kirsch-Pinheiro, C.Souveyet et al.
// IEEE 19th Int. Conference on Web Services
(ICWS). – 2012. – P. 520–527.
26. Cherif S. An Integrated context-aware Plan-
ning Approach to Self-Adaptation Web Ser-
vice Composition / S.Cherif, R.Ben Djemaa,
I.Amous // Proc. of the 14th Int. Conf. on Ad-
vances in Mobile Computing and Multi Media
(MoMM ‘16), 2016. – P. 3–11.
27. Martin D. Bringing semantics to web services:
The OWL-S approach / D. Martin, M.Paolucci
et al. // Proc First Int Work Semant Web Serv
Web Process Compos SWSWPC 2004. –
LNCS, V. 3387, 2005. – P. 26-42.
28. Kirsch-Pinheiro M. (2008). Context-aware
service selection using graph matching / M.
Kirsch-Pinheiro // 2nd Non Functional Proper-
ties and Service Level Agreements in Service
Oriented Computing Workshop. – 2008. [Elec-
tronic resourse]. Mode of access: http://ftp.in-
formatik.rwth-aachen.de/Publications/CEUR-
WS/Vol-411/paper7.pdf.
29. Cherif S. Adaptable Web Service Registry for
Publishing Context Aware Service Composition
/ S.Cherif, R.Ben Djemaa, I.Amous. I. // Proc. of
the 17th Int. Conf. on Information Integration and
Web-based Applications & Services (IIWAS’15),
Brussels, Belgium. – 2015. [Electronic resourse].
Mode of access: https://dl.acm.org/doi/pdf/10.11
45/2837185.2837189?download=true.
30. Карпов Ю.Г. Model Checking. Верификация
параллельных и распределенных
программных систем / Ю.Г.Карпов –
СПб.:БХВ-Петербург, 2010. – 560 с.
31. Siewe F. ccaPL: a Programming Language
for the Calculus of Context-aware Ambients /
F.Siewe – 2012. [Electronic resourse]. Mode of
access: citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/downloa
d?doi=10.1.1.725.7085&rep=rep1&type=pdf.
32. Динеш Р. Spring. Все паттерны
проектирования / Р.Динеш – Издательский
дом «Питер», 2018. – 320 c.
References
1. Andon P.I. Assembly programming component
and service-oriented applied software systems
/ P.I Andon, О.O. Slabospitska // Problems in
Programming. – 2017. – № 3 – P. 31–51.
2. Weyns D. et al. Perpetual Assurances for
Self-Adaptive Systems. [Electronic resourse].
17
Моделі та засоби систем баз даних і знань
Mode of access: https://arxiv.org/ ftp/arxiv/pa-
pers/1903/1903.04771.pdf.
3. De Lemos R. Software engineering for self-
adaptive systems: Research challenges in the
provision of assurances / R De Lemos, D Gar-
lan, C Ghezzi et al. (Eds.) // Self-Adaptive Sys-
tems III LNCS 9640. – 2017. – P. 3-30.
4. Slabospitska O.O. Reference model for Se-
mantic Web adaptive composite service / O.O
Slabospitska // Problems in Programming. –
2017. – № 4 – P. 51–65.
5. Slabospitska O.O. Unifi ed process for adaptive
Semantic Web service composition / O.O Sla-
bospitska // Problems in Programming. – 2018.
– № 1. – P. 65–76.
6. Rodriguez Mier P. An Integrated Semantic Web
Service Discovery and Composition Frame-
work / P Rodriguez Mier, C Pedrinaci, M Lama
et al. //IEEE Trans. on Services Comp. – 2015.
– V.9. – Is.4. – P. 537–555.
7. Bansal S. Generalized semantic Web service
composition / S.Bansal, A.Bansal, G.Gupta,
M.Brian Blake// Service Oriented Computing
and Applications. – 2016. – V.10. – Is. 2. – P.
111–133.
8. Ben Lamine R. A Framework for the compo-
sition and formal verifi cation of adaptable se-
mantic Web services / R.Ben Lamine, R.Ben
Jemaa, I.Amous // Proc. of ACM MoMM conf.
(MoMM’18). – ACM, Yogyakarta, Indonesia,
2018. – 9 p.
9. Ben Lamine R. Formal Specifi cation of Adapt-
able Semantic Web Services Composition //
Int. J. of Information Technology and Web En-
gineering. 2018. – N 13(4). – P. 14–34.
10. Ben Lamine R. Graph Planning Based Compo-
sition For Adaptable Semantic Web Services /
R.Ben Lamine, R.Ben Jemaa, I.Amous // Proc.
of the 2017 Int. Conf. on Knowledge Based
and Intelligent Information and Engineering
Systems, KES2017. – 2017, Marseille, France.
– P. 358–368.
11. Alférez G.H. Achieving autonomic Web ser-
vice compositions with models at runtime
/ G.H.Alférez, V.Pelechano / Computers &
Electrical Engineering. – 2017. – V. 63. – P./
332-352.
12. Pistore M. A Minimalist Approach to Semantic
Annotations for Web Processes Compositions /
M.Pistore, L.Spalazzi, P.Traverso // Proc. Eu-
ropean Semantic Web Conf. ESWC 2006. –
2006. – P. 620-634.
13. Bucchiarone A. et al. Domain Objects for Dy-
namic and Incremental Service Composition /
A.Bucchiarone, M. De Sanctis, M. Pistore // In:
Villari M.et al. (Eds.) Proc. ESOCC 2014, Man-
chester, UK – LNCS 8745, 2014. – P. 62–80.
14. Yu L. Goal-driven context-aware service com-
position / L.Yu, A.Glenstrup, Y.Zhang et al. –
Pervasive Computing and Applications, ICP-
CA 2010. – 2010. – P. 342–347.
15. Li L. Semantic based aspect-oriented program-
ming for context-aware Web service composi-
tion / L.Li, D.Liu, A.Bouguettaya // Informa-
tion Systems – 2011. – V. 36(3). – P. 551–564.
16. Baidouri H. Towards a Context-Aware Com-
position of Services / H.Baidouri, H.Hafi ddi,
M.Nassar et al. // (2012). . Int.J. of Computer
Science and Network Security. – 2012. – V.
12(3). – P. 133–140.
17. Mcheick H. Modele de composition des ser-
vices Web semantiques par orchestration а
la demande / H.Mcheick // Proc. of the 2012
25th IEEE Canadian Conference on Electrical
and Computer Engineering (CCECE. 2012),
Montreal, Canada. [Electronic resourse]. Mode
of access: https://www.researchgate.net/pub-
lication/257527267_Modele_de_Composi-
tion_Des_Services_Web_Semantiques_par_
Orchestration_a_la_demande.
18. Furno A. Context-aware composition of se-
mantic web services / A.Furno, E.Zimeo // Mo-
bile Networks and Applications. – 2014. – V.
19(2) – P. 235–248.
19. Yan Y. Anytime QoS-aware service composi-
tion over the GraphPlan / Y. Yan, M.Chen //
Service Oriented Computing and Applications.
– 2015. – V. 9(1). –, P. 1–19.
20. Boukadi K. Specifi cation and Verifi cation of
Views over Composite Web Services Using
High Level Petri-Nets / K.Boukadi, C.Ghedira,
Z.Maamar et al. // Proc. of the 9th International
Conference on Enterprise Information System,
ICEIS 2007. – P. 107–112.
21. Madkour M. Context-Aware Service Adap-
tation: An Approach Based on Fuzzy Sets
and Service Composition / M.Madkour, I.El
Ghanami, A.Maach // J. of Inform. Sci. and
Eng. – 2013. – V. 29. – P. 116–126.
22. Omer A.M. Automatic management of cyclic
dependency among web services / A.M.Omer,
A.Schill // Proc. of IEEE Int. Conf. on Com-
putational Science and Engineering. – 2011.
– P. 44–51.
18
Моделі та засоби систем баз даних і знань
23. Siewe F. The Calculus of Context-aware Am-
bients (CCA): How to program: Capabilities
and Processes / F.Siewe – 2017. [Electronic re-
sourse]. Mode of access: http://www.cse.dmu.
ac.uk/~fsiewe/ccaPL/ccaPL_processes.pdf.
24. Сторінка «Calculus of Context-aware
Ambients (CCA)» Дослідницької лабора-
торії технології програмного забезпечення
Університету ДеМонфору (Лейчестер, Ве-
лика Британія). Електронний ресурс. Режим
доступу: http://www.cse.dmu.ac.uk/~fsiewe/
fscca.html.
25. Najar S. Service Discovery Mechanism for an
Intentional Pervasive Information System /
S.Najar, M.Kirsch-Pinheiro, C.Souveyet et al.
// IEEE 19th Int. Conference on Web Services
(ICWS). – 2012. – P. 520–527.
26. Cherif S. An Integrated context-aware Plan-
ning Approach to Self-Adaptation Web Ser-
vice Composition / S.Cherif, R.Ben Djemaa,
I.Amous // Proc. of the 14th Int. Conf. on Ad-
vances in Mobile Computing and Multi Media
(MoMM ‘16), 2016. – P. 3–11.
27. Martin D. Bringing semantics to web services:
The OWL-S approach / D. Martin, M.Paolucci
et al. // Proc First Int Work Semant Web Serv
Web Process Compos SWSWPC 2004. –
LNCS, V. 3387, 2005. – P. 26-42.
28. Kirsch-Pinheiro M. (2008). Context-aware
service selection using graph matching / M.
Kirsch-Pinheiro // 2nd Non Functional Proper-
ties and Service Level Agreements in Service
Oriented Computing Workshop. – 2008. [Elec-
tronic resourse]. Mode of access: http://ftp.in-
formatik.rwth-aachen.de/Publications/CEUR-
WS/Vol-411/paper7.pdf.
29. Cherif S. Adaptable Web Service Registry for
Publishing Context Aware Service Composi-
tion / S.Cherif, R.Ben Djemaa, I.Amous. I. //
Proc. of the 17th Int. Conf. on Information In-
tegration and Web-based Applications & Ser-
vices (IIWAS’15), Brussels, Belgium. – 2015.
[Electronic resourse]. Mode of access: https://
dl.acm.org/doi/pdf/10.1145/2837185.2837189
?download=true.
30. Карпов Ю.Г. Model Checking. Верификация
параллельных и распределенных программ-
ных систем / Ю.Г.Карпов – СПб.:БХВ-
Петербург, 2010. – 560 с.
31. Siewe F. ccaPL: a Programming Language
for the Calculus of Context-aware Ambients /
F.Siewe – 2012. [Electronic resourse]. Mode of
access: citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/downloa
d?doi=10.1.1.725.7085&rep=rep1&type=pdf.
32. Dinesh R. Spring 5 Design Patterns. / R. Dinesh
– Publishing house «Piter», 2018. – 320 p.
Отримано 28.11.2021
Про авторів:
Андон Пилип Іларіонович,
академік НАН України, д-р ф.-м. н.,
директор,
кількість публікацій в українських
виданнях – більше 400,
кількість публікацій у закордонних
виданнях – 10,
номер ORCID – 0000-0002-2204-1554
Слабоспицька Ольга Олександрівна,
кандидат фізико-математичних наук,
c.н.c., ст. наук. співроб.,
кількість публікацій в українських
виданнях – більше 50,
кількість публікацій у закордонних
виданнях – 7,
номер ORCID – 0000-0001-6556-0947
Місце роботи авторів:
Інститут програмних систем
НАН України,
03187, Київ-187,
Проспект Академіка Глушкова, 40.
Тел.: +38(044) 526 4286.
Е-mail: olsips2017@gmail.com
|