Специфікація процесу семантичної анотації Веб-сервісів

Abstract

Складність бізнес-задач, для вирішення яких використовуються веб-сервіси, не дозволяє обмежити їх розгляд функціональною моделлю, а вимагає розгляду й поведінкових аспектів. А забезпечення можливостей автоматизованого вирішення задач веб-сервісів вимагає, перш за все, семантизації їх опису з використанням формальних засобів представлення, що будуть зрозумілими для комп’ютера. Сервіси, що не збагачені семантикою, не надають можливості міркування про те, що робить цей сервіс. Семантизація полягає у розширенні опису веб-сервісу чіткими і зрозумілими семантичними анотаціями, що повинні охоплювати всі важливі функціональні та не функціональні аспекти сервісу, але не перевантажувати його надмірною інформацією. Тому, досить актуальними є проблеми специфікації самого процесу анотування, враховуючи визначення мети семантизації, основних аспектів, що підлягають анотуванню, джерел інформації, категорій семантик та кроків процесу, який забезпечує отримання анотованої специфікації сервісу, з подальшим перетворенням у форму, яка може оброблятися автоматично, що і є предметом розгляду даної роботи. Основні етапи процесу відповідають категоріям семантик, що визначаються в процесі. Для кожного етапу специфікуються входи, виходи, джерела інформації та кроки реалізації. Окрім цього, в роботі особлива увага приділяється визначенню місця дескриптивної логіки у процесі семантизації веб-сервісу, як формального інструменту семантичного опису сервісу, що забезпечує можливості перевірки коректності опису та логічного виведення при вирішенні задач веб-сервісів тощо. Наводиться приклад розширення онтологічними семантичними анотаціями фрагменту BPEL-процесу. В даному випадку семантизація полягає у виборі відповідних онтологій доменів та встановленні зв’язків між концептами онтології, яка представлена за допомогою апарату дескриптивних логік, та метаданими, що описують функціональність веб-сервісу. Як зрозуміла для комп’ютера модель представлення сервісу обрано анотовану систему перехідних станів (ASTS). Це обумовлюється тим, що з STS, зокрема, працюють більшість систем AI планування, механізми яких можуть також використовуватися для автоматичного вирішення задач веб-сервісів.

Сложность решаемых с помощью веб-сервисов задач не позволяет ограничить их рассмотрение функциональной моделью, а требует рассмотрения также и поведенческих аспектов веб-сервисов. Для обеспечения возможности автоматизированного решения задач веб-сервисов, прежде всего, необходимо семантизировать их описание, используя понятные компьютеру формальные средства представления. Не обогащенные семантикой сервисы не позволяют судить о том, что делает этот сервис. Семантизация заключается в расширении описания веб-сервиса четкими и понятными семантическими аннотациями, которые должны охватывать все важные функциональные и не функциональные аспекты сервиса, но при этом не перегружать его избыточной информацией. Этим объясняется актуальность проблемы спецификации самого процесса аннотирования, с учетом определения цели семантизации, основных аспектов сервиса, подлегающих аннотированию, источников информации, категорий семантик и шагов процесса, обеспечивающего получение аннотированной спецификации сервиса, с дальнейшей конвертацией – преобразованием в машинно-обрабатываемую форму, что и является предметом рассмотрения данной работы. Основные этапы процесса соответствуют категориям семантик, определяемых при аннотировании. Для каждого этапа специфицируются входы, выходы, источники информации и шаги реализации. Кроме этого в работе особенное внимание уделяется определению места дескриптивной логики в процессе семантизации веб-сервиса, как формального инструмента семантического описания сервиса, обеспечивающего возможности проверки корректности описания и логического вывода при решения задач веб-сервисов и т.п. Приводится пример расширения фрагмента BPEL-процесса онтологическими семантическими аннотациями. В данном случае, семантизация состоит в выборе подходящих онтологий доменов и установлении связей между концептами онтологии, представленной средствами аппарата дескриптивных логик, и метаданными, описывающими функциональность веб-сервиса. В качестве понятной для компьютера модели представления сервиса выбрана аннотированная система переходных состояний (ASTS). Это обуславливается тем, что, в частности, с STS работает большинство систем AI планирования, механизмы которых могут тоже использоваться для автоматического решения задач веб-сервисов.

The complexity of the tasks solved with web services does not allow to limit their consideration to a functional model, but also requires the consideration of behavioral aspects of web services. To provide the possibility of automated resolving web services tasks, first, it is necessary to semantify their description using computer-friendly tools for formal definition. Web service that is not enriched with semantics, does not allow you to understand what it does. Semantization consists in expanding the description of the web service with clear and understandable semantic annotations that should cover all important functional and non-functional aspects of the service, but do not overload it with redundant information. This explains the relevance of the problem of the specification of the annotation process itself, taking into account the definition of the semantization goal, the main aspects of annotating the service, the sources of the information, the semantics categories, and the process steps providing the annotated specification of the service, with further conversion - transformation into a machine-processed form. It is the subject of this paper. The main stages of the process correspond to the categories of semantics defined in the annotation. Inputs, outputs, information sources and implementation steps are specified for each stage. Besides special attention is paid to define the place of descriptive logic in the process of semantizing the web service. Descriptive logic is considered as a formal tool for the semantic description of the service, which makes it possible to verify the correctness of the service’s definition and it allows logical inference when solving Web services tasks, etc. It is given an example of an extension of a fragment of BPEL process with ontological semantic anotations. In this case, the semantization consists in choosing suitable domain ontologies and establishing links between ontology concepts represented by the means of the descriptive logic and metadata describing the functionality of the web service. The annotated system of transition states (ASTS) is the computer- understandable service presentation model. This is due to the fact that, in particular, most of the AI planning systems work with STS, the mechanisms of which can also be used to automatically solve web service tasks.