Подход к разработке программных приложений с использованием семантических Веб–сервисов
В работе представлена структура для проектирования и разработки Веб-приложений на основе семантических Веб-сервисов, которая охватывает деятельность нескольких предприятий, с использованием методологий, предложенных программным инжинирингом, Веб-инжинирингом и моделированием бизнес-процессов. В част...
Gespeichert in:
| Datum: | 2009 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут програмних систем НАН України
2009
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/6573 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Подход к разработке программных приложений с использованием семантических Веб–сервисов / В.А. Дерецкий, M.М. Богданова, С.И. Горошанский // Пробл. програмув. — 2009. — № 4. — С. 59-70. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860084154927939584 |
|---|---|
| author | Дерецкий, В.А. Богданова, М.М. Горошанський, С.И. |
| author_facet | Дерецкий, В.А. Богданова, М.М. Горошанський, С.И. |
| citation_txt | Подход к разработке программных приложений с использованием семантических Веб–сервисов / В.А. Дерецкий, M.М. Богданова, С.И. Горошанский // Пробл. програмув. — 2009. — № 4. — С. 59-70. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| description | В работе представлена структура для проектирования и разработки Веб-приложений на основе семантических Веб-сервисов, которая охватывает деятельность нескольких предприятий, с использованием методологий, предложенных программным инжинирингом, Веб-инжинирингом и моделированием бизнес-процессов. В частности, предлагается использовать существующие стандарты: BPMN – для спецификации бизнес-процессов, WebML – для моделирования WorkFlow процессов, объединенных методологией, инструментарием и ссылками, WSMO – для проектирования и разработки спецификаций (онтологий, целей, Веб-сервисов и посредников).
У роботі представлена структура проектування і розробки Веб-застосувань на основі семантичних Веб-сервісів, яка охоплює діяльність декількох підприємств, з використанням методологій, запропонованих програмним інжинірингом, Веб-інжинірингом і моделюванням бізнес-процесів. Зокрема, пропонується використовувати існуючі стандарти: BPMN – для специфікації бізнес-процесів, WEBML – для моделювання WorkFlow процесів, об'єднаних методологією, інструментарієм і посиланнями, WSMO – для проектування і розробки специфікацій (онтологій, цілей, Веб-сервісів і посередників).
A structure for planning and development of Web application on the basis of Semantic Web Services are presented in this articles. The struc-ture are include activity of a few enterprises, methodologies offered in the programmatic engi-neering, Web-engineering and design of busi-ness-processes. In particular, it is suggested to utilizes existent standards: BPMN – for the busi-ness-process specification, WEBML – for the de-sign of WorkFlow, WSMO – for planning and development of specifications of Web Services (ontologies, aims, Web-services and mediators).
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:18:29Z |
| format | Article |
| fulltext |
Інтелектуальні інформаційні системи
59
УДК 681.3
В. Дерецкий, M. Богданова, С. Горошанский
ПОДХОД К РАЗРАБОТКЕ ПРОГРАММНЫХ ПРИЛОЖЕНИЙ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СЕМАНТИЧЕСКИХ ВЕБ-СЕРВИСОВ
В работе представлена структура для проектирования и разработки Веб-приложений на основе
семантических Веб-сервисов, которая охватывает деятельность нескольких предприятий, с
использованием методологий, предложенных программным инжинирингом, Веб-инжинирингом и
моделированием бизнес-процессов. В частности, предлагается использовать существующие стандарты:
BPMN – для спецификации бизнес-процессов, WebML – для моделирования WorkFlow процессов,
объединенных методологией, инструментарием и ссылками, WSMO – для проектирования и
разработки спецификаций (онтологий, целей, Веб-сервисов и посредников).
Введение
Семантический Веб – это совер-
шенно новая область исследования. Зна-
чительная часть исследований сосредо-
точена на разработке методов и инстру-
ментов получения семантических описа-
ний для Веб-сервисов [1–3]. Большинство
этих инструментов требует использования
языка разметок (OWL-S или WSMO).
Существующие средства не используют
преимуществ концептуальных моделей
Веб-сервисов для автоматического или
полуавтоматического получения семанти-
ческих описаний.
Наше исследование направлено на
формирование и использование метамо-
дели онтологии (Ontology Definition Mana-
gement – ODM) [4] для создания семанти-
ческих Веб-приложений, управляемых
моделью (Model Driven Architecture). В
работе [1] представлена структура, осно-
ванная на MDA, для моделирования и
разработки семантических Веб-приложе-
ний. Структура обеспечивает создание
семантических Веб-сервисов и связанных
описаний WSML, использующих UML
модель согласно подходу MDA.
Использование модели UML не
всегда соответствует требованиям семан-
тического Веб, и часто модель далека от
требований автоматической генерации
кода. К тому же, не обеспечивается ясная и
полная схема проектирования семанти-
ческих Веб-приложений. Другие иссле-
дования направлены на объединение
семантических Веб-сервисов (SWS) и
управления бизнес-процессами (BPM) для
создания единой технологии SBPM [5].
Подход основан на том факте, что автома-
тизация BPM может быть реализована
через машинодоступные семантики,
которые обеспечиваются моделями SWS,
например, WSMO.
Традиционные методологии разра-
ботки Веб (подобно Object Oriented Hyper-
media Design Model – OOHDM [6]) и новые
подходы (подобно Hera [7]) сейчас сосре-
доточиваются на проектировании семан-
тических Веб-приложений. Однако они не
поддерживаются эффективными CASE-
инструментами и не учитывают разработку
семантических Веб-сервисов.
Разработка корпоративных про-
граммных приложений в Веб пред-
полагает:
1) участие нескольких предприятий;
2) вовлечение ресурсов множества
источников;
3) наличие асинхронной связи;
4) динамическое изменение ситуа-
ций.
Учет таких требований для Веб-
приложений обуславливает серьезные
технологические и методологические
ограничения. Концепция семантического
Веб [8] предлагает подход для прео-
доления такого типа ограничений, который
основан на семантических аннотациях
ресурсов и самоопределяемых выпол-
© В. Дерецкий, М. Богданова, С. Горошанський, 2009
ISSN 1727-4907. Проблеми програмування. 2009. № 4
Інтелектуальні інформаційні системи
60
нениях для корпоративных приложений.
Однако, разработка приложений семанти-
ческого Веб в настоящий момент недос-
таточно обеспечена высокоуровневыми
абстракциями, способствующими распрос-
транению таких технологий. Одна из
главных проблем семантического Веб
состоит в дополнительных издержках
семантического аннотирования ресурсов.
Пока нет механизмов способных обес-
печить автоматическое извлечение семан-
тических описаний. Семантические анно-
тации все еще формируются вручную,
дорогими и субъективными методами.
В этой работе предлагается мето-
дология применения подходов семанти-
ческого Веб в корпоративных приложе-
ниях. Мы используем стандартизи-
рованные подходы Веб-инжиниринга, в
том числе визуальное декларативное
моделирование, семантическую среду
выполнения (Semantic Execution Environ-
ments – WSMX), и средства автомати-
ческого формирования семантического
описания WSMO (онтологий, целей, Веб-
сервисов и посредников). Подход также
использует экспорт/импорт онтологий. Для
реализации различных аспектов проекти-
рования используются такие методы:
• высокоуровневое проектирование
глобальной хореографии между сервиса-
ми: используются средства BPMN (упра-
вление бизнес-процессами) для построения
модели бизнес-процесса в котором вовле-
чены несколько участников;
• проектирование корпоративных
приложений на основе модели данных:
используются расширенные ER-диаграм-
мы (сущность – связь) или равноценное
средство объектно-ориентированного мо-
делирования, которое по мощности равно-
ценно WSML для моделирования локаль-
ной онтологии приложения и для импорта
существующих онтологий;
• проектирование интерфейсов
Веб-сервисов, платформ интеграции и
внешнего интерфейса приложения: ис-
пользуются визуальные средства пред-
ставления Веб-сайтов и сервисов на основе
WebML-моделей, в том числе примитивы,
которые представлены потоковыми техно-
логическими процессами (WorkFlows),
Веб-сервисами, процедурами вызова и
публикациями.
Таким образом, вместо исполь-
зования текстовых семантических описа-
ний семантических Веб-сервисов, разра-
ботчики приложений получают средства
для использования абстракций, которые
поддерживаются инструментами програм-
много инжиниринга. Использование
генераторов описания помогает разработ-
чикам аннотировать ресурсы в пределах
структуры, обеспечивающей гибкую и
динамическую реконфигурацию.
1. Приложение, демонстрирующее
развиваемый подход
Для иллюстрации подхода рас-
смотрим задачи формирования заявки на
поставку, поиска и отгрузки изделий,
расширенные для того, чтобы представить
приложение B2B в условиях развиваемой
концепции.
Производственное предприятие
«РемСервис» и торговое предприятие
«СнабСбыт» интегрируют процессы заку-
пки оборудования и материалов в условиях
производственной деятельности. На
«РемСервис» существует некая истори-
чески сложившаяся схема создания заявок
на покупку, которая использует ограни-
чения по качеству («не хуже», «не ниже» и
др.), по цене, по срокам поставки и т.д.
«СнабСбыт» обеспечивает центра-
лизованное снабжение производственных
предприятий, имеет разветвленную сеть
поставщиков по всему миру. На пред-
приятии работает система доступа к Веб-
сервисам поставщиков для автоматизи-
рованного заказа оборудования и мате-
риалов.
В данном случае автоматизация
задачи снабжения «РемСервис» приводит
к созданию некоторого сервиса-посред-
ника, выполняющего функции интеграции
систем «СнабСбыт» и «РемСервис».
Задача сводится к созданию
приложения B2B. В этом сценарии
подразделение «СнабСбыт» объединяет
процессы своих закупок с «РемСервис»
(рис. 1). Архитектура содержит две
компании, интегрирующий сервис и
результирующий сервис. «СнабСбыт»
Інтелектуальні інформаційні системи
61
направляет заявки партнерам, используя
стандартный интерфейс, при этом
«РемСервис» предлагает набор насле-
дуемых сервисов. Для согласования серви-
сов строится посредник, который должен
обеспечивать: 1) преобразование сообще-
ний в другие сообщения, необходимые
сервисам «РемСервис» для создания и
управления заказами на поставку; 2) тран-
сляцию набора подтверждающих сообще-
ний «РемСервис» в сообщения, подтвер-
ждающие заявки на поставку, которые
посылаются обратно в «СнабСбыт». После
завершения формирования заказа,
«СнабСбыт» организует поставку продук-
ции, используя Веб-сервис организации
поставки. Веб-сервисы возвращают уве-
домление «выполнить поставку», при
получении актуальных предложений на
поставку. Внутренняя оркестровка серви-
сов «СнабСбыт» зависит от средств
WSMX. Детализация потока сообщений в
модели взаимодействия сервисов показана
на рис.1.
Рис. 1. Сценарий взаимодействия семантических Веб-сервисов на примере В2В
приложения «Поставка оборудования»
Система связи с
поставщиком CRM-систем
Система управления
заказами (ОМ-система)
«СнабСбыт»
Подтверждение/
отказ элемента
списка запуска
Найти заказ 1
очередь
Создать новый
заказ
Добавить заказ в
список
Интерфейс связи заказа «СнабСбыт»
и «РемСервис»
Закрыть заказ
Получение
заказа на
закупку
Получить внутренний id
Создать заказ,
используя id
Послать новый
элемент в список
Закрыть заказ
Веб-сервис организации поставки продукции
покупателю
Интерфейс согласования заказа на закупку
Посылка запроса
подтверждения
заказа
Подтвердить
элемент
списка
Посылка
задачи
Интерфейс управления
заказами
Интерфейс
заказов
покупки
Интерфейс
организации
поставки
Найти заказ 2
очередь
Найти
предложения
на поставку
Веб-сервис поиска
предложений поставки
«Выполнить поставку»
(Discovery Engine)
Подтвердить
предложение
поставки
WS запроса
предложения
WS запроса
закупки
WS
поставки
Проверка
склада
Тендерные
процедуры
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
WS Посредник
поставки продукции «РемСервис
»
Інтелектуальні інформаційні системи
62
Типы сообщений, участвующих в
хореографии сервисов задачи «Управление
запасами»:
1) заказ на покупку оборудования;
2) запрос согласования расходов;
3) запрос подтверждения заказа по-
купки;
4) предложения поставки;
5) подтверждение предложения пос-
тавки;
6) поиск элемента заказа;
7) предложение по заказу;
8) добавить/подтвердить элемент
заказа;
9) заказать (закрыть формирование
заказа);
10) подтвердить заказ;
11) цель. Вызов соответствующего
Веб-сервиса для решения задачи.
2. Методология
Наш подход основан на методо-
логиях, инструментах и методах программ-
ного инжиниринга, Веб-инжиниринга и
управления бизнес-процессами. Перечи-
сленные методологии расширены следую-
щими основными подходами для модели-
рования и использования семантических
Веб-сервисов: моделирование бизнес-про-
цессов с использованием BPMN, исполь-
зование WSMO для моделирования семан-
тических Веб-сервисов, разработка Веб-
приложений управляемых моделью.
2.1. Моделирование бизнес-
процессов с использованием BPMN. Веб-
приложение B2B выполняет бизнес-
процесс, использующий потоковую модель
технологического процесса (WorkFlow).
Для разработки технологического процес-
са используем подход управления бизнес-
процессом, который ассоциируется со
стандартом BPML [9]. Средства BPML
позволяют представлять понятия основных
процессов, определенных с использо-
ванием модели WfMC [10]. Основные
объекты такой модели – управление пото-
ком данных, активности, входные условия
(разделения/слияния), управление собы-
тиями, исключениями и др. Действия
BPMN могут группироваться в динами-
ческие области (пулы). Один пул содержит
все действия, которые должны быть пред-
писаны участником процесса. Схема сце-
нария BPML описана в п. 3.2.
2.2. Использование WSMO для
моделирования семантических Веб-
сервисов. Стандарт WSMO [11] – онто-
логии для моделирования Веб-сервисов,
направлен на решение проблемы
интеграции приложения, построенного на
основе Веб-сервисов, определяет согласо-
ванную технологию для семантических
Веб-сервисов. WSMO использует четыре
моделирующих элемента: онтологии, Веб-
сервисы, цели и посредники. Онтологии
обеспечивают представление формальной
семантики информации, которая исполь-
зуется другими компонентами системы.
Описываются понятия, отношения, аксио-
матика, образцы и другие характеристики.
Веб-сервисы представляются функцио-
нальными и динамическими характе-
ристиками, которые должны быть семан-
тически описаны в запросе для того, чтобы
использовать их в полуавтоматическом
режиме. Каждый Веб-сервис представляет
атомарную функциональность, которая
может быть повторно использована для
построения более сложных сервисов
(композиции). Веб-сервисы описываются в
WSMO в терминах функциональных и
нефункциональных свойств и поведений.
Поведения Веб-сервиса описываются в его
интерфейсе в двух аспектах: комму-
никация и сотрудничество (хореография и
оркестровка). Доступ к Веб-сервису может
быть описан множеством интерфейсов.
Цели конкретизируют задачи или запросы,
которые пользователь может выполнять
при вызове Веб-сервиса. Посредники
обеспечивают средства совместимости,
разрешают структурные, семантические
или концептуальные несоответствия
между компонентами WSMO.
2.3. Разработка Веб-приложений,
управляемых моделью. Концептуальные
модели и инструменты проектирования
Веб-приложений обеспечивают несколько
методологий Веб-инжиниринга [12–14]. В
данной работе рассмотрим методологию
WebML, основанную на следующих этапах
разработки приложений: разработка техно-
логической модели бизнес-процесса, кото-
рую нужно реализовать; автоматическая
Інтелектуальні інформаційні системи
63
генерация схемы модели данных,
используемой в технологическом процессе
WorkFlow; обработка процедур созданных
схем; автоматическая генерация выпол-
няемых Веб-приложений, запускаемых в
соответствии с указанными моделями.
В соответствии со спецификацией
WebML приложение состоит из следую-
щих основных моделей:
1) модель данных приложения сов-
местима с моделями ER или диаграммами
классов UML. Основная концепция модели
данных состоит в представлении графа
приложения, вершины которого отобра-
жают атомарные фрагменты информации и
операции изменения данных или выпол-
нения произвольных бизнес-действий.
Дуги соответствуют ссылкам навигации,
передачи параметров и вычислений;
2) модель сервиса WebML включает
множество Веб-сервисов [15], операций
Веб-сервисов, которые соответствуют
WSDL классам и компонентам для упра-
вления и отслеживания выполнения техно-
логических процессов WorkFlow [16, 17].
Веб-сервисы включают такие типы опера-
ций как: запрос-ответ, «односторонние»
операции, запрашивающие данные, опера-
ции извещения, обрабатывающихся вместо
приема сообщений. Модель поддерживает
сообщения Веб-сервисов в формате XML.
Средства WebML обеспечивают разработ-
ку бизнес-процессов, включая поддержку
взаимодействия приложений технологи-
ческого процесса, который охватывает
множество пользователей, сервисов и
организаций. Модель данных расширяется
метаданными, необходимыми для отсле-
живания выполнения бизнес-процессов; в
частности, запоминание информации о
каждом экземпляре активности и о статусе
каждой выполняемой активности;
3) модель приложения расширяется
для конкретизации границ активности и
бизнес-зависимой навигации. Процессы
могут быть получены путем объединения
WorkFlow и Веб-сервисов.
Рис. 2 показывает модель интер-
фейса WebML, представляющую фрагмент
Веб-приложения, в котором выбор заказа
на поставку оборудования позволяет
пользователю выбрать заказ со статусом
“неотправлено” из страницы «список зака-
зов». Когда заказ выбран, связь “S”
запускает активность «организация отгруз-
ки», показывая «детали заказа» и форму
«поиск предложений поставки». Запуск
удаленного сервиса «поиск предложений
поставки», обеспечивает результаты, кото-
рые доставляются предложением поставки
в виде Xml-файла, при получении этого
файла запускается сервис «выбор предло-
жения поставки», содержащий список
предложений поставки. Пользователь вы-
бирает удовлетворяющее его предложение
и запускает «подтверждение предложения
поставки».
Рис. 2. Модель интерфейса системы для организации поставки оборудования
Выбор заказа на
поставку
Список
заказов
Заказ:
статус = не
отправлен
о
Организация поставки
Организация
поставки
Найти:
предложения
поставки
Сохранить:
предложения
поставки
Поиск
предложений
поставки
поиск
A
Детали
заказа S
Выбор заказа на поставку
Выбор заказа на поставку
Предложения
поставки
Сохранить:
XML поставки
Подтвердить:
предложение
поставки
A
C
S
C
Інтелектуальні інформаційні системи
64
3. Разработка приложений на
основе семантических
Веб-сервисов
Полуавтоматическая генерация
Веб-приложения реализована на основе
семантических спецификаций WSMO.
Подход расширяет методологию WebML в
части разработки семантических Веб-
сервисов и Веб-приложений. На рис. 3
показана схема процесса разработки при-
ложения на основе предлагаемого подхода.
Основой разрабатываемой технологии
является поддержка обычной Веб-техно-
логии, которая сопровождает конструктора
от моделирования бизнес-процессов к го-
товому Веб-приложению, при этом произ-
водятся некоторые промежуточные компо-
ненты (модели BPMN, WebML схемы,
модели данных, модели WorkFlow) и
делегируются часть функций в среду
семантического выполнения программ
(WSMX). Онтологические описания
(вверху рис. 3) используются для
разработки набора спецификаций WSMO
(внизу рис. 3): онтология получена на
основе модели бизнес-процессов (BP),
модели данных, модели WorkFlow; опи-
сание Веб-сервиса получено на основе
модели WorkFlow; информация хореогра-
фии получена из модели BP и модели
WorkFlow; пользовательские цели полу-
чены из модели BP.
Рис. 3. Общая схема подхода проектирования семантического Веб-приложения
3.1. Разработка бизнес процесса.
Задача разработки бизнес-процесса сосре-
доточена на высокоуровневом моделиро-
вании процессов, определяющих приложе-
ние, результатом выполнения которого
является одна или несколько диаграмм ВР.
В работе [18] представлена методология
разработки бизнес-процессов для Веб-при-
ложений. Диаграмма BP, в которой опре-
делен поток семантических характеристик
представлена далее. Процесс разделен на
два подпроцесса: подпроцесс на рис. 4, а
описывает заказ оборудования, а подпро-
цесс, представленный на рис. 4, б описы-
вает управление поставкой. Далее,
представляем разработку посредников
(рис. 4, а), формирование онтологии и реа-
лизацию хореографии (рис. 4, б).
3.2. Разработка модели данных и
формирование онтологий. Разработка
онтологий, вовлеченных в приложение,
реализуется в четыре этапа, каждый из
которых отражает различные аспекты
формирования онтологий (см. рис. 3).
1. Проводится импорт существую-
щих удаленных онтологий, опубликован-
ных третьими сторонами.
Автома-
тическая
генераци
я кода
WF-
управляемый
WebML
Импорт онтологии и/или семантическое аннотирование
Выполнение
приложения
Семантическая
выполняемая среда
WSML
цель
WSML WS
хореография
WSML WS
совместимость
WSML
посредник
BPMN
модель
WebML
схема
Модель
WebML
гипертекста
(приложения)
Модель
WebML
данных
Моделирование
бизнес-
процесса
Моделирование
Веб-
приложения
Інтелектуальні інформаційні системи
65
2. Осуществляется преобразование
модели данных WebML в WSMO совмес-
тимую онтологию, которая регистрируется
в репозитории менеджера ресурсов WSMX
[3]. Модель данных рассматривается как
часть онтологии.
3. Из спецификации BPML извле-
кается онтология процесса, элементы
WorkFlow (наименования активностей, пу-
тей) рассматриваются как семантические
понятия (концепты) и используются в
качестве дополнительной части онтологии,
которая будет использована при опреде-
лении состояния сигнатур интерфейсов
хореографии Веб-сервисов.
4. Проводится аннотирование мо-
дели BPML и модели данных WebML с
использованием понятий, полученных из
существующих онтологий.
«С
н
аб
С
б
ы
т»
П
о
ср
ед
н
и
к
«Р
ем
С
ер
в
и
с»
а
«Р
ем
С
ер
в
и
с»
С
ер
в
и
с
д
о
ст
ав
к
и
п
о
к
у
п
ат
ел
ю
П
р
о
в
ер
к
а
у
сл
о
в
и
й
(
?)
В
еб
-с
ер
в
и
с
д
о
ст
ав
к
и
б
Рис. 4. Модель WorkFlow, представляющая взаимодействие сервисов в выполняемом
примере в нотации BPMN: а – заказ оборудования, б – поставка оборудования
Посылка заказа
на поставку (ЗП)
Получение
ЗП
Получение ID
покупателя
Подтвердить
/отказаться
Закрытие
заказа
Список
весь?
Добавить
пункт заказа
Послать
пункт заказа
Создание
заказа
Поиск
покупателя
Создание
нов.заказа
Закрытие
заказа
Список
весь?
Подтвердить
пункт заказа
Послать
подтвержден
ие ЗП
Получение
подтвержд.
ЗП
Все предложения?
Получить
подтверждение
Выполнить
требование
Выполнение
задачи
Поиск
сервиса
доставки
Послать объект
поставки
Группировка
предложений
Генерация
предложения
поставки
Запрос
сервиса
Оценить
требование
Выбор лучшего
предложения
Выполнить
требование
Компоновка
задачи
Інтелектуальні інформаційні системи
66
Предлагаемый подход ориенти-
рован на концепцию семантического Веб,
предложенную T. Berners-Lee для Веб-при-
ложений [8]. На рис. 5 представлена мо-
дель данных, используемая Веб-сервисом
«поставки». Диаграмма включает три ос-
новных области: «поставка», «обслужи-
вание поставки» и «расположение» (гео-
графическое место). Она включает также
вышеописанные основные объекты –
«условие» и «активность». Каждый сервис
«поставка» связан с сервисом «обслу-
живание поставки», сервисами «распо-
ложение» и «активность», указывающие
его текущее состояние. Сервис «поставка»
связывается с сервисом «расположение»
через взаимоотношение «куда доставить»,
описывая набор возможных точек пос-
тавки для каждого партнера; взаимоот-
ношение hasLocation определяет точки
поставки для каждой продукции.
Модель данных WebML может
быть преобразована в онтологию WSML с
учетом всех ограничений. Например,
область сервиса «Сервис европейских
поставок» является подмножеством серви-
са «Сервис международных поставок»,
который расположен в Европе.
Процесс генерации WSML онто-
логий начинается с активности, которая
импортирует внешние онтологии, исполь-
зуемые в модели данных WebML, и
осуществляет определение типов данных
WebML. Затем, для каждой области в
модели данных, генерируется соответ-
ствующее понятие в терминах WSML с
концептом, атрибутами (свойствами), при
которых отношения проецируются на
свойства и возможные аксиомы.
Рис. 5. Фрагмент модели данных WebML, используемой в сервисе «поставка оборудования»
3.3. Разработка сервисов и поль-
зовательских интерфейсов в WebML.
После того как разработан бизнес-процесс
в WorkFlow должны быть определены
ограничения данных, запросов и метадан-
ных. Это может быть выполнено как кон-
структором, так и машиной.
Преобразование моделей WorkFlow
зависит от настроек и параметров, которые
разрабатываются в WebML. Генерируемая
схема может только обозначать запросы,
необходимые для определения ограни-
чений WorkFlow. Конструктор должен
позаботиться о реализации каждой актив-
ности, а также необходимо аннотировать
действия. Обеспечивается автоматическая
генерация грубой схемы WorkFlow, соот-
ветствующих указанному поведению, и
которую нужно в дальнейшем усовершен-
ствовать конструктору.
В качестве параметра передается
«объект поставки», далее осуществляется
Сервис
европейских
поставок
Восточная
Европа
Сервис
локальной
поставки
Сервис
международных
поставок
Европа Америка
Западная
Европа
0:1
0:1
0:N
1:1 0:N
Факт
0:N
0:N
0:N
Сервис
поставки
0:N
0:N
Местоположение
Поставка Активизация
Інтелектуальні інформаційні системи
67
преобразование цели для соответствующей
поисковой машины WSM; полученное
описание цели передается Веб-сервису
представленному поисковой машиной,
которая возвращает результат с набором
Веб-сервисов, релевантных цели поставки.
Для каждого Веб-сервиса из набора приме-
няются операции «понизить» и «поднять».
Затем, для выбранного Веб-сервиса, соз-
дается запрос на поставку. Результаты
объединяются и превращаются в модель
данных. Набор предложений поставки
возвращается сервису, выдавшему запрос
(«заказчику»).
Как только сервис «заказчик»
выбирает одно из предложений и отпра-
вляет сообщение «подтвердить требования
поставки», (нижняя часть рис. 6). Поставка
оборудования осуществляется запуском
соответствующего Веб-сервиса, который
посылает сообщение подтверждения.
Рис. 6. Схема Веб-сервиса «Поставка оборудования»
3.4. Формирование поведения
Веб-сервисов. Проектирование специфи-
кации поведения Веб-сервиса может быть
выполнено полуавтоматически. Инфор-
мация извлекается непосредственно из
высокоуровневого описания взаимодей-
ствий BPMN: информация о возможной
хореографии сервиса, основного интер-
фейса и описание параметров. Для обес-
печения формирования точного предста-
вления спецификации приложения из
диаграмм WebML может быть получена
уточняющая информация.
Формирование возможностей
Веб-сервисов. Модели BPMN и WebML
обеспечивают достаточную информацию
для описания поведения Веб-сервисов.
Активности BPMN соответствуют вызовам
Веб-сервиса. Для извлечения параметров
входа и выхода сервиса используем поток
данных BPMN. Он определяет объекты,
которые передаются между различными
активностями. Для одиночной активности
имеем возможность автоматически полу-
чить пред- условия (входов) и пост-
условия (выходов). Однако, требуются
конструкторские уточнения. Описание
активности WebML содержит инфор-
мацию о точной структуре обмена сооб-
щениями и определяет элементы сообще-
ния в модели. Результаты получаются
путем использования элементов WebML,
создают экземпляры объектов, связанных с
активностями, описанными в Веб-сервисе.
Разделяемые переменные получаются из
условий путем группирования всех пере-
Запрос WS заказа
Поиск
запроса
поставки
Есть WS в
очереди?
Добавить
XML заказа
Посылка задачи (цели)
Выбор WS Запрос WS
заказа
A
Формирование
задачи (цели)
Отправка
цели
Подъем Понижение Послать
предложение
поставки
S C
S
A
C
Запрос Веб-сервиса
Послать
подтверждение
поставки
A
Подтвердить
требование
поставки
Понижение Подъем Запрос Веб-
сервиса
S C
S
Інтелектуальні інформаційні системи
68
менных в потоке данных, вовлеченных в
операции.
Формирование хореографии сер-
висов, которая использует информацию,
необходимую для установки всех возмо-
жных взаимодействий с сервисом. Из мо-
дели BPMN может быть получена как
минимум одна из последовательностей
хореографии путем анализа порядка раз-
личных операций и запросов сервиса. Для
получения этой информации можем пред-
положить, что все связи управления пото-
ком обеспечивают определенный порядок
выполнения запросов активности.
3.5. Формирование целей. Это
может осуществляться путем объединения
доступной информации на уровне BPMN с
информацией доступной на уровне
WebML. Первый уровень получения ин-
формации цели может быть реализован
путем извлечения в диаграмме BPMN
последовательности объектов и условий,
передаваемых в Веб-сервис запросом поль-
зователя. Более глубокий уровень детали-
зации требует использования моделей
WebML и анализа семантик, встроенных в
навигацию и композицию. Цель детали-
зирована в терминах задач, выполняемых
пользователем и данными, которые ис-
пользуют значения целей WSMO. В дан-
ном случае генерация целей осущест-
вляется конструктором онтологии.
3.6. Проектирование посредника
WebML. Информация, необходимая для
разработки сервиса-посредника может
быть извлечена из высокоуровневого
описания взаимодействий BPMN, в част-
ности, информация о возможной хорео-
графии сервиса, основного интерфейса и
описания параметров. Схема модели
посредника генерируется автоматически,
конструктор может уточнить ее на уровне
концептуального проектирования. Затем,
осуществляется проектирование WSMO
посредника, для чего используется диа-
грамма WebML.
Рис. 7 представляет фрагмент дета-
льной спецификации посредника, предста-
вленную в WebML. Эта спецификация
может быть использована при генерации
Веб-сервиса, обеспечивающего связь меж-
ду сервисами «СнабСбыт» и «РемСервис».
Спецификация WebML включает операции
«Понижение» и «Поднятие», соот-
ветствующих медиатору WSMO, и обес-
печивает связь между моделью данных
исходного и результирующего Веб-
сервиса.
4. Реализация прототипа
Методология WebML поддер-
живается коммерческими инструментами
MsVisio CASE и WebRatio [19], обеспе-
чивая визуальное проектирование интер-
фейса и автоматическую генерацию кода;
моделирование требований бизнес-про-
цесса и их превращение в схемы WebML,
выполняемые в прототипе [3].
Интеграция SW (Semantic Web)
составляющей, обсуждаемая в данной ра-
боте, представляется следующим образом.
Для обоснования нашего подхода, мы
разработали несколько типичных прео-
бразователей, которые генерируют
WSMO-совместимые описания Веб-прило-
жений и сервисов, начиная от моделей
WebML приложений и спецификации
BPMN процессов.
Наше исследование направлено на
использовании стандартных методологий
и средств разработки для SWS прило-
жений.
5. Завершение и направление
исследований
В работе предложен подход к
проектированию семантических Веб-при-
ложений, использующий технику про-
грамммного инжиниринга. Получены сле-
дующие основные результаты.
1. Разработан подход, при котором
онтологии (ontologies) могут быть импор-
тированы как модели данных для корпо-
ративных приложений. Они могут быть
расширены ссылками на ресурсы прило-
жений и зарегистрированы как распре-
деленные ресурсы в WSMX.
2. Расширены функциональные во-
зможности Веб-сервисов WSMO в части
передачи выполнения процессов от одного
предприятия к другому. Хореография
интерфейса может быть получена
объединением информации в модели
Інтелектуальні інформаційні системи
69
бизнес-процесса на уровне приложения и
модели WebML.
3. Разработан подход, при котором
цели WSMO могут формироваться путем
сбора данных, используемых для выпол-
нения предоставленной активности би-
знес-процесса, тогда как интерфейс хорео-
графии получен с использованием прими-
тивов WorkFlow.
4. Предложен подход, при котором
сервис-посредник может моделироваться
как приложение WebML и регистри-
роваться в WSMX в соответствии с его
ролью (например, wwMediator).
Предлагается использовать сущест-
вующие абстракции программного инжи-
ниринга для полуавтоматического форми-
рования компонентов архитектуры
WSMO. Может использоваться программ-
ное обеспечение традиционных Веб-тех-
нологий, которое при незначительном
расширении может стать частью среды
выполнения WSMO-WSMX. Предложены
средства расширения стандартов WSMO,
усилены абстракции проектирования с це-
лью улучшения и упрощения разработки
Веб-приложений. Методология может
быть усилена с использованием подходов
Linked Data [20].
Рис. 7. Фрагмент WebML модели посредника Веб-сервиса
Получение ID покупателя
A
Установить
статус
процесса
Получение ID
покупателя
понижение Выбор
покупателя
подъем Сохранение ID
покупателя
Установить
статус
процесса
Запрос
заказа на
покупку
подъем Посылка
уведомления о
получении
Установить
статус
процесса
Сохранение
заказа на
покупку
S
C
Создание заказа
Сохранить
ID заказа
Создать
заказ
получатель
A
Выбор
покупателя
понижение подъем
S
C
Закрытие заказа
Закрыть
заказ
A
Установить
статус
процесса
понижение
Установить
статус
процесса
Послать элемент заказа
A
Сохранить
ID строки
подъем Послать
номер
строки
понижение Есть
строки на
отправку?
Строка заказа
Статус = в работу
Выбрать
неотправленные
строки
S
S C
Інтелектуальні інформаційні системи
70
1. Elenius D., Denker G., Martin D., Gilham F.,
Khouri J., Sadaati S., Senanayake R. The
Owl-S editor – a development tool for
Semantic Web services // In 2nd European
Semantic Web Conference. − May 2005.
2. Jaeger M., Engel L., Geihs K. A methodology
for developing OWl-s descriptions // 1st Int.
Conf. on Interoperability of Enterprise
Software and Applications. Workshop on
Web Services and Interoperability. − February
2005.
3. Web Service Modeling Toolkit.
http://sourceforge.net/projects/wsmt
4. OMG Ontology Definition Metamodel
(ODM). http://www.omg.org/cgi-
bin/doc?ad/06-05-01.pdf
5. Hepp M., Leymann F., Domingue J. and et al.
Semantic Business Process Management: A
Vision Towards Using Semantic Web
Services for Business Process Management //
In Proceedings of the IEEE ICEBE. − Beijing.
China. − 2005. October 18-20. − P. 535−540.
6. Schwabe D., Rossi G. The Object-Oriented
Hypermedia Design Model // Communication
of ACM. − 1995. − Vol. 38, N 8. − P. 45–46.
7. Vdovjak R., Frasincar F., Houben G.J. and et
al. Engineering Semantic Web information
systems inHera // J. of Web Engineering.
Rinton Press. − 2003. − Vol. 2, N 1-2. −
P. 3−26.
8. Berners-Lee T. Web Services − Semantic
Web Talk. http://www.w3.org/2003/Talks/08-
itre-tbl
9. http://bpmn.org
10. http://wfmc.org
11. WSMO: Web Service Execution Environment
(WSMX).
http://www.w3.org/Submission/WSMX
12. Fernandez M.F., Florescu D., Levy A.Y.,
Suciu D. / Declarative Specification of Web
Sites with Strudel // In VLDB J. − N 9 (1). −
P. 38−55.
13. Fons J., Pelechano V., Albert M. and et al.
Development of Web Applications from Web
Enhanced Conceptual Schemas // In ER. −
2003. − LNCS. − 2813. − P. 232−245.
14. Schwabe D., Rossi G. The Object-Oriented
Hypermedia Design Model // In Communi-
cations of the ACM. − 1995. − Vol. 38, N 8. −
P. 45−46.
15. Manolescu I., Brambilla M., Fraternali P.,
Ceri S., Comai S. Model-Driven Design and
Deployment of Service-Enabled Web Appli-
cations // ACM Transactions on Internet
Technology (TOIT). − 2005. − Vol. 5, N 3. −
P. 439−479.
16. Андон П.І., Дерецький В.О. Проблеми
композиції сервісів в семантичному Web
середовищі // Матеріали Міжнар. конф.
«50 років Інституту кібернетики імені
В.М. Глушкова НАН України». Київ:
24−26 грудня 2007. − К; 2008. − С. 40−53.
17. Андон П., Дерецкий В. Проблемы пос-
троения сервис-ориентированных приклад-
ных информационных систем в Semantic
Web среде на основе агентного подхода //
Проблемы программирования. − 2006. −
№ 2-3. − C. 493–502.
18. Brambilla M., Ceri S., Fraternali P., Mano-
lescu I. Process Modeling in Web Applica-
tions // ACM Transactions on Software
Engineering and Methodology (TOSEM). −
2006. − Vol. 15, N 4. − P. 360−409.
19. WebRatio Site Development Studio.
www.webratio.com.
20. Michael Hausenblas. Exploiting Linked Data
to Build Web Applications // IEEE Internet
Computing. − 2009. − Vol. 13, − N 4. −
P. 68−73.
Получено 08.09.2009
Об авторах:
Дерецкий Валентин Александрович,
кандидат физико-математических наук,
ведущий научный сотрудник,
Богданова Мария Михайловна,
главный программист,
Горошанский Сергей Иванович,
начальник отдела информационного
обеспечения.
Место работы:
Институт программных систем
НАН Украины.
03187, Киев-187,
Проспект Академика Глушкова, 40.
Тел.: 38 044 526 4342.
e-mail: dva@isofts.kiev.ua.
НТЦ ГП НАЭК «Энергоатом»
01054, Киев-54,
ул. Б. Хмельницкого, 63А.
Тел.: 38 044 206 9727.
e-mail: s.goroshansky@ntc.atom.gov.ua
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-6573 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1727-4907 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:18:29Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Інститут програмних систем НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Дерецкий, В.А. Богданова, М.М. Горошанський, С.И. 2010-03-09T12:23:37Z 2010-03-09T12:23:37Z 2009 Подход к разработке программных приложений с использованием семантических Веб–сервисов / В.А. Дерецкий, M.М. Богданова, С.И. Горошанский // Пробл. програмув. — 2009. — № 4. — С. 59-70. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. 1727-4907 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/6573 681.3 В работе представлена структура для проектирования и разработки Веб-приложений на основе семантических Веб-сервисов, которая охватывает деятельность нескольких предприятий, с использованием методологий, предложенных программным инжинирингом, Веб-инжинирингом и моделированием бизнес-процессов. В частности, предлагается использовать существующие стандарты: BPMN – для спецификации бизнес-процессов, WebML – для моделирования WorkFlow процессов, объединенных методологией, инструментарием и ссылками, WSMO – для проектирования и разработки спецификаций (онтологий, целей, Веб-сервисов и посредников). У роботі представлена структура проектування і розробки Веб-застосувань на основі семантичних Веб-сервісів, яка охоплює діяльність декількох підприємств, з використанням методологій, запропонованих програмним інжинірингом, Веб-інжинірингом і моделюванням бізнес-процесів. Зокрема, пропонується використовувати існуючі стандарти: BPMN – для специфікації бізнес-процесів, WEBML – для моделювання WorkFlow процесів, об'єднаних методологією, інструментарієм і посиланнями, WSMO – для проектування і розробки специфікацій (онтологій, цілей, Веб-сервісів і посередників). A structure for planning and development of Web application on the basis of Semantic Web Services are presented in this articles. The struc-ture are include activity of a few enterprises, methodologies offered in the programmatic engi-neering, Web-engineering and design of busi-ness-processes. In particular, it is suggested to utilizes existent standards: BPMN – for the busi-ness-process specification, WEBML – for the de-sign of WorkFlow, WSMO – for planning and development of specifications of Web Services (ontologies, aims, Web-services and mediators). ru Інститут програмних систем НАН України Інтелектуальні інформаційні системи Подход к разработке программных приложений с использованием семантических Веб–сервисов Підхід до розробки програмних застосувань з використанням Веб-сервісів Approach to design software applications of use Web Service Article published earlier |
| spellingShingle | Подход к разработке программных приложений с использованием семантических Веб–сервисов Дерецкий, В.А. Богданова, М.М. Горошанський, С.И. Інтелектуальні інформаційні системи |
| title | Подход к разработке программных приложений с использованием семантических Веб–сервисов |
| title_alt | Підхід до розробки програмних застосувань з використанням Веб-сервісів Approach to design software applications of use Web Service |
| title_full | Подход к разработке программных приложений с использованием семантических Веб–сервисов |
| title_fullStr | Подход к разработке программных приложений с использованием семантических Веб–сервисов |
| title_full_unstemmed | Подход к разработке программных приложений с использованием семантических Веб–сервисов |
| title_short | Подход к разработке программных приложений с использованием семантических Веб–сервисов |
| title_sort | подход к разработке программных приложений с использованием семантических веб–сервисов |
| topic | Інтелектуальні інформаційні системи |
| topic_facet | Інтелектуальні інформаційні системи |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/6573 |
| work_keys_str_mv | AT dereckiiva podhodkrazrabotkeprogrammnyhpriloženiisispolʹzovaniemsemantičeskihvebservisov AT bogdanovamm podhodkrazrabotkeprogrammnyhpriloženiisispolʹzovaniemsemantičeskihvebservisov AT gorošansʹkiisi podhodkrazrabotkeprogrammnyhpriloženiisispolʹzovaniemsemantičeskihvebservisov AT dereckiiva pídhíddorozrobkiprogramnihzastosuvanʹzvikoristannâmvebservísív AT bogdanovamm pídhíddorozrobkiprogramnihzastosuvanʹzvikoristannâmvebservísív AT gorošansʹkiisi pídhíddorozrobkiprogramnihzastosuvanʹzvikoristannâmvebservísív AT dereckiiva approachtodesignsoftwareapplicationsofusewebservice AT bogdanovamm approachtodesignsoftwareapplicationsofusewebservice AT gorošansʹkiisi approachtodesignsoftwareapplicationsofusewebservice |