Reference model for Semantic Web adaptive composite service
An innovative Approach is substantiated for such a Semantic Web Service (ACS) on-line composing that is adaptive – able to change its behaviour to meet new requirements and to fit new (un)foreseen situations – and applicable by third parties for any composing method. Reference Model is presented fo...
Збережено в:
| Дата: | 2018 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Інститут програмних систем НАН України
2018
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/article/view/310 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Problems in programming |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
Problems in programming| id |
pp_isofts_kiev_ua-article-310 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| resource_txt_mv |
ppisoftskievua/1e/8e6be49c5fe4d9c517ecd2e7e728bb1e.pdf |
| spelling |
pp_isofts_kiev_ua-article-3102024-04-28T11:45:31Z Reference model for Semantic Web adaptive composite service Рамочная модель адаптивного композитного сервиса в среде Семантического Веба Рамкова модель адаптивного композитного сервісу в семантичному Веб-середовищі Slabospitskaya, О.A. adaptive composite service; semantic Web service; dynamic software product line; dynamic variability; semantic Web services composition method; service discovery; adaptation operation; isomorphism; service-oriented software system UDC 519.164:004.4 адаптивный композитный сервис; семантический Веб-сервис; динамическая линия программных продуктов; динамическая вариабельность; метод композиции семантических Веб-сервисов, поиск сервисов; операция адаптирования; изоморфизм; сервис-ориентированная програм УДК 519.164:004.4 адаптивний композитний сервіс; семантичний Веб-сервіс; динамічна лінія програмних продуктів; динамічна варіабельність; метод композиції семантичних Веб-сервісів; пошук сервісів; операція адаптування; ізоморфізм; сервіс-орієнтована програмна система УДК 519.164:004.14 An innovative Approach is substantiated for such a Semantic Web Service (ACS) on-line composing that is adaptive – able to change its behaviour to meet new requirements and to fit new (un)foreseen situations – and applicable by third parties for any composing method. Reference Model is presented for ACS being considered as Dynamic Line of changeable Semantic Services for customers in target domain. The Basics for ACS engineering through Dynamic Variability Management over the Line are stated. ACS Diagnostic Variability Model to clarify its on-line adaptation Needs and Strategies is elaborated. The operations are formalized to implement the Strategies – namely, (un)anticipated change of the Component Services set, their interim Compositions’ structure and functions, ACS itself functions – with the isomorphism proposed between the Models of its functions and, respectively, Composite Services.Putting Approach into practice enables effectiveness and efficiency increasing of business processes with the heterogeneous and unstable contexts usage and re-engineering.Problems in programming 2017; 4: 051-065 Обоснован новый подход к on-line композиции такого семантического Веб-сервиса как адаптивный семантический сервис (АКС), пригодный к изменению поведения для удовлетворения новых требований и приспособления к новым (не)предусмотренным ситуациям, и применимый третьими сторонами, для произвольного метода композирования. Представлена рамочная модель АКС как динамической линии изменяемых семантических сервисов для потребителей в целевой предметной области. Сформулированы основы построения АКС за счет управления динамической вариабельностью линии. Разработана диагностическая модель вариабельности АКС для выявления потребностей и стратегий его on-line адаптирования. Формализованы операции реализации стратегий – (не)предвиденного изменения состава компонентных сервисов, структуры и функций их промежуточных композиций, функций самого АКС – за счет предложенного изоморфизма между моделями его функций и, соответственно, композитных сервисов.Внедрение подхода способствует повышению эффективности применения и реинжиниринга деловых процессов с разнородными и изменчивыми контекстами.Problems in programming 2017; 4: 051-065 Обґрунтовано новий підхід до on-line композиції семантичного Веб-сервісу, який є адаптивним – здатним до змін поведінки для задоволення нових вимог і пристосування до нових (не)передбачених ситуацій – і застосовним третіми сторонами, для довільного методу компонування. Надано рамкову модель цього адаптивного композитного сервісу (АКС) як динамічної лінії змінюваних семантичних сервісів для споживачів у цільовій предметній області. Сформульовано засади побудови АКС за рахунок керування динамічною варіабельністю цієї лінії. Розроблено діагностичну модель варіабельності АКС для виявлення потреб і стратегій його on-line адаптування. Формалізовано операції реалізації стратегій – (не)передбаченого змінення складу атомарних компонентних сервісів, структури й функцій їх проміжних композицій, функцій самого АКС – за рахунок наданого ізоморфізму між моделями його функцій і композитних сервісів. Запровадження підходу сприяє підвищенню ефективності застосування й реінжинірингу ділових процесів з різнорідними та змінними контекстами.Problems in programming 2017; 4: 051-065 Інститут програмних систем НАН України 2018-11-15 Article Article application/pdf https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/article/view/310 10.15407/pp2017.04.051 PROBLEMS IN PROGRAMMING; No 4 (2017); 51-65 ПРОБЛЕМЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ; No 4 (2017); 51-65 ПРОБЛЕМИ ПРОГРАМУВАННЯ; No 4 (2017); 51-65 1727-4907 10.15407/pp2017.04 uk https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/article/view/310/305 Copyright (c) 2018 PROBLEMS OF PROGRAMMING |
| institution |
Problems in programming |
| baseUrl_str |
https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/oai |
| datestamp_date |
2024-04-28T11:45:31Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
adaptive composite service semantic Web service dynamic software product line dynamic variability semantic Web services composition method service discovery adaptation operation isomorphism service-oriented software system UDC 519.164:004.4 |
| spellingShingle |
adaptive composite service semantic Web service dynamic software product line dynamic variability semantic Web services composition method service discovery adaptation operation isomorphism service-oriented software system UDC 519.164:004.4 Slabospitskaya, О.A. Reference model for Semantic Web adaptive composite service |
| topic_facet |
adaptive composite service semantic Web service dynamic software product line dynamic variability semantic Web services composition method service discovery adaptation operation isomorphism service-oriented software system UDC 519.164:004.4 адаптивный композитный сервис; семантический Веб-сервис; динамическая линия программных продуктов; динамическая вариабельность; метод композиции семантических Веб-сервисов поиск сервисов; операция адаптирования; изоморфизм; сервис-ориентированная програм УДК 519.164:004.4 адаптивний композитний сервіс семантичний Веб-сервіс динамічна лінія програмних продуктів динамічна варіабельність метод композиції семантичних Веб-сервісів пошук сервісів операція адаптування ізоморфізм сервіс-орієнтована програмна система УДК 519.164:004.14 |
| format |
Article |
| author |
Slabospitskaya, О.A. |
| author_facet |
Slabospitskaya, О.A. |
| author_sort |
Slabospitskaya, О.A. |
| title |
Reference model for Semantic Web adaptive composite service |
| title_short |
Reference model for Semantic Web adaptive composite service |
| title_full |
Reference model for Semantic Web adaptive composite service |
| title_fullStr |
Reference model for Semantic Web adaptive composite service |
| title_full_unstemmed |
Reference model for Semantic Web adaptive composite service |
| title_sort |
reference model for semantic web adaptive composite service |
| title_alt |
Рамочная модель адаптивного композитного сервиса в среде Семантического Веба Рамкова модель адаптивного композитного сервісу в семантичному Веб-середовищі |
| description |
An innovative Approach is substantiated for such a Semantic Web Service (ACS) on-line composing that is adaptive – able to change its behaviour to meet new requirements and to fit new (un)foreseen situations – and applicable by third parties for any composing method. Reference Model is presented for ACS being considered as Dynamic Line of changeable Semantic Services for customers in target domain. The Basics for ACS engineering through Dynamic Variability Management over the Line are stated. ACS Diagnostic Variability Model to clarify its on-line adaptation Needs and Strategies is elaborated. The operations are formalized to implement the Strategies – namely, (un)anticipated change of the Component Services set, their interim Compositions’ structure and functions, ACS itself functions – with the isomorphism proposed between the Models of its functions and, respectively, Composite Services.Putting Approach into practice enables effectiveness and efficiency increasing of business processes with the heterogeneous and unstable contexts usage and re-engineering.Problems in programming 2017; 4: 051-065 |
| publisher |
Інститут програмних систем НАН України |
| publishDate |
2018 |
| url |
https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/article/view/310 |
| work_keys_str_mv |
AT slabospitskayaoa referencemodelforsemanticwebadaptivecompositeservice AT slabospitskayaoa ramočnaâmodelʹadaptivnogokompozitnogoservisavsredesemantičeskogoveba AT slabospitskayaoa ramkovamodelʹadaptivnogokompozitnogoservísuvsemantičnomuvebseredoviŝí |
| first_indexed |
2024-09-16T04:07:47Z |
| last_indexed |
2024-09-16T04:07:47Z |
| _version_ |
1818527887435759616 |
| fulltext |
Формальні методи розробки програмного забезпечення
© О.О. Слабоспицька, 2017
ISSN 1727-4907. Проблеми програмування. 2017. № 4 51
УДК 519.164:004.14
О.О. Слабоспицька
РАМКОВА МОДЕЛЬ АДАПТИВНОГО КОМПОЗИТНОГО
СЕРВІСУ В СЕМАНТИЧНОМУ ВЕБ-СЕРЕДОВИЩІ
Обґрунтовано новий підхід до on-line композиції семантичного Веб-сервісу, який є адаптивним –
здатним до змін поведінки для задоволення нових вимог і пристосування до нових (не)передбачених
ситуацій – і застосовним третіми сторонами, для довільного методу компонування. Надано рамкову
модель цього адаптивного композитного сервісу (АКС) як динамічної лінії змінюваних семантичних
сервісів для споживачів у цільовій предметній області. Сформульовано засади побудови АКС за ра-
хунок керування динамічною варіабельністю цієї лінії. Розроблено діагностичну модель варіабельно-
сті АКС для виявлення потреб і стратегій його on-line адаптування. Формалізовано операції реаліза-
ції стратегій – (не)передбаченого змінення складу атомарних компонентних сервісів, структури й
функцій їх проміжних композицій, функцій самого АКС – за рахунок наданого ізоморфізму між мо-
делями його функцій і композитних сервісів. Запровадження підходу сприяє підвищенню ефективно-
сті застосування й реінжинірингу ділових процесів з різнорідними та змінними контекстами.
Ключові слова: адаптивний композитний сервіс; семантичний Веб-сервіс, динамічна лінія програмних
продуктів, динамічна варіабельність, метод композиції семантичних Веб-сервісів, пошук сервісів, опе-
рація адаптування, ізоморфізм, сервіс-орієнтована програмна система.
Постановка проблеми
За умов стрімкого розвитку про-
грамної індустрії у світі та Україні, де-
факто стандартом автоматизованої підт-
римки ділових процесів сучасних органі-
зацій стає композиція виконуваних Веб-
сервісів, on-line відшуканих в Інтернет.
Саме такі сервіс-орієнтовані програмні
системи (СоПС), звані композитними
Веб-сервісами, здатні уможливити декла-
ровані переваги сервісного програмуван-
ня [1] – скорочення вартості й терміну ро-
зробки та контрольованість якості й окуп-
ності в життєвому циклі. Ці СоПС най-
більш запитані в динамічних предметних
областях (ПрО), де параметри інфрастру-
ктури доступу до сервісів з їх складу та
ролі, взаємодії, потреби й пріоритети за-
цікавлених сторін різнорідні, змінні й
слабко передбачувані під час проектуван-
ня, оскільки саме тут їх зазначені перева-
ги особливо відчутні.
Але дійсне досягнення згаданих
переваг композитних Веб-сервісів немож-
ливе без додаткового забезпечення для
них:
1) здатності до змін поведінки під
час виконання для задоволення нових ви-
мог і пристосування до нових ситуацій (як
передбачених за проектування, так і непе-
редбачених), званої адаптовністю [2, 3]
та, відповідно, адаптивністю [2, 4];
2) ефективного багаторазового on-
line відшукування виконуваних сервісів-
складників та їх композиції (званої дина-
мічною) на підтримку поточних потреб
споживачів;
3) постійної застосовності третіми
сторонами цільової ПрО на підставі опи-
сів у реєстрах Інтернет (UDDI тощо).
Однак аналіз актуального доробку
інженерії СоПС висвітлює істотне розме-
жування підходів до конструювання
СоПС з властивостями 1)–3). Зокрема,
огляд [5] висвітлює значну різнорідність
формалізмів моделювання адаптивних
СоПС. Показовими прикладами є:
– подання СоПС динамічною лі-
нією проміжних композитних сервісів на
підтримку потреб окремих груп спожива-
чів [3, 4] ( 1A );
– побудова СоПС на засадах по-
вно-аспектного керування її спеціально
визначеною варіабельністю [6] ( 2A );
– формальне подання процесу
побудови СоПС як вирішення проблеми
автоматичного планування через пере-
вірку моделей шляхом формалізації фраг-
Формальні методи розробки програмного забезпечення
52
ментів підтримуваних ділових процесів
[7, 8] ( 3A );
– проектування СоПС як віртуаль-
ної адаптивної організації сервісів [9] ( 4A ).
Альтернативою 1A – 4A є каркас
моніторингу й адаптування СоПС під час
її проектування й виконання ( 5A , проект
S-Cube1). Він забезпечує проактивні уз-
год-жені змінення всіх структурних рівнів
СоПС – від підтримуваних ділових проце-
сів і потреб її споживачів до операційних
систем [1]. Для цього в каркасі передба-
чено шаблони подій бажаної/небажаної
поведінки СоПС і відповідні їм правила
добору дій з адаптації, обновлювані згід-
но з досвідом виконання [2, 5, 10]).
На жаль, підходи 1A , 4A , 5A пе-
редбачають побудову СоПС “для ком-
понувача”, а 2A , 3A – “для компонувача
й підписувача”, не забезпечуючи власти-
вість 3).
У свою чергу, відшукування й
компонування сервісів зазвичай тракту-
ють як автономні й розмежовані однора-
зові дії. Винятком є методи для семанти-
чних сервісів, зокрема семантичне зістав-
лення:
– входів і виходів сервісів
(P. Rodríguez-Mier [11], 1С );
– входів, виходів, перед- і пост-
умов (S. Bansal [12], 2С ).
Співставлення підходів 1A – 5A , не
зорієнтованих на семантику Веб-сервісів,
і 1С , 2С , що ігнорують вимоги адаптив-
ності, висвітлює нагальну потребу непро-
тирічної інтеграції переваг 1A – 5A і 1С ,
2С у новому підході до динамічної компо-
зиції семантичних Веб-сервісів, результат
якої має властивості 1)–3) і тому названий
адаптивним композитним семантичним
Веб-сервісом (АКС). Опис базових рішень
такого підходу і побудова рамкової моде-
лі АКС є метою статті.
Стаття підсумовує доробок автора
в проекті ДР 0112U002764 ІПС НАН Ук-
1Офіційний сайт: http://www.s-cube-network.eu/
раїни під керівництвом академіка НАН
України, д-ра фіз.-мат. наук П.І. Андона
(2013–2016).
Установчі рішення
з побудови АКС
Пропонований підхід узагальнює
модель процесу адаптивного компону-
вання Веб-сервісів різнорідними спожи-
вачами [13] та формальні засоби забезпе-
чення адаптовності програмних продук-
тів [14] для семантичних Веб-сервісів
згідно з рамковим каркасом адаптування
СоПС [10].
Підхід охоплює:
а) формування вимог до АКС і його
побудови для реалізації властивостей 1)–3);
б) визначення рамкових моделей
згідно з вимогами – самого АКС, процесу
його побудови (з первинним проектуван-
ням і подальшим поетапним виконан-
ням/адаптуванням до змін потреб спожи-
вачів, умов виконання і/або відмов компо-
нентних сервісів), окремого етапу побудо-
ви та операцій адаптування АКС на підс-
таві його запропонованої моделі;
в) уточнення рамкових моделей для
ефективних методів динамічної компози-
ції, насамперед С1, С2;
г) розвиток наданих моделей і ме-
тодів на підтримку адаптації АКС до про-
явів незадовільної якості (у цілому або йо-
го складників).
Запропоновані вимоги охоплюють:
– уніфікацію засобів забезпечення
адаптовності та динамічної контекстно-
залежної адаптивності ( 1B );
– узгодження дій з адаптації на
п’яти де-факто стандартних рівнях АКС
[1] (потреб споживачів, ділових процесів,
атомарних і композитних сервісів, їх реа-
лізацій за допомогою певних методологій
і мов програмування, операційних систем)
( 2B );
– урахування залежностей між
подіями – підставами адаптації АКС ( 3B );
Формальні методи розробки програмного забезпечення
53
– урахування неповноти й обме-
женої вірогідності даних про стан АКС і
контекст її виконання ( 4B );
– інваріантність формального
апарату до методу динамічного компону-
вання семантичних Веб-сервісів ( 5B ).
На підставі зіставлення вимог
1B – 5B з рамковим життєвим циклом ком-
позитного Веб-сервісу [15], каркасом 5A
[10] і підходами 1A , 2A й 1С , 2С зафік-
совано базові об’єкти процесу побудови
АКС і типові проблеми їх застосування в
семантичному Веб-середовищі (П1–П4).
Склад і співвідношення об’єктів і проблем
показано на рис. 1 (об’єкти позначено по-
товщеним контуром, а проблеми – “прапо-
рцями”).
Рішення з опрацювання проблем
П1–П4 підcумовано в таблиці.
·Дефекти/відмови
·Неочікуване
виконання
·Зниження якості
·Негативний ефект
ділового процесу
Каркас процесу адаптації та моніторингу Веб-сервісу
Рішення з побудови АКС: Р1 - Р7
3.Відстежу-
вані події
4.Вимоги
адаптації
5.Стратегії
адаптації
1.Механізми
моніторингу
2.Механізми
адаптації
Поширення та
узгодження подій
між шарами АСК (П2)
Ефективність
адаптації (П1)
Сумісність і цілісність
адаптації (П4)
Координація
адаптаційних
дій (П3)
Перспективні підходи
ü до адаптування виконуваного
композитного Веб-сервісу -
A1, A2, A5;
ü запропоновані автором [13,14 ]
ü до відшукування
та компонування
виконуваних семантичних
Веб-сервісів - С1, С2
Життєвий цикл композитного Веб-сервісу: стадії та їх продукти
Подання
вимог
1. Опис вимог до композитного сервісу
Запитувач
композитного
сервісу
Формальний
опис
ділового
процесу
Описи задач
ділового процесу
2. Відшукування
Веб-сервісів
Пошу-
ковий
Запит
Реєстри
Інтернет
Компонентні
сервіси 3. Добір сервісів
Класи відшуканих сервісів
Композитний
Веб-сервіс
4. Виконання
композитного сервісу
Реалізація
процесу
5. Супровід і моніторинг
композитного сервісу
зумовлюють
задовольняють
виявляють
реалізують
·Припинити хибні дії
·Вилучити
недоступний
сервіс
·Виправити поведінку
·Оптимізувати якість
·Реагувати на
передбачувані втрати
·Замінити сервіс
·Змінити
постачальників
·Перекомпонувати
сервіс
·Залучити аналітиків
для рішень
·Метрики QoS
·Монітори
поведінки КС
·Ділова аналітика
·Аналіз процесів/
даних
·On-line тестування
·Метрики QoS
·Монітори
поведінки КС
·Ділова аналітика
·Аналіз процесів/
даних
·On-line тестування
Вимоги до АКС і процесу його побудови: В1 - В5
Рис. 1. Підстави та об’єкти рішень з побудови АКС
Таблиця
Сутність пропонованого підходу до побудови АКC
Пропоноване рішення Опрацьована
Код Сутність Вимога Проблема
1 2 3 4
Р1
Конструювання АКС у форматі динамічної лінії програмних продуктів
[16]. Розгляд продукту як композитного семантичного сервісу на підт-
римку певного вділового процесу в цільовій ПрО
В1–В3 П3, П4
Р2
Конструювання АКС за допомогою трансформаційного підходу [17]
на підставі її взаємопов’язаних моделей у просторах [17,18]: проблеми
(незалежно від формалізмів опису семантики компонентних Веб-
сервісів і методу їх динамічного компонування) та рішень (у залежнос-
ті від цього методу).
В1, В2, В5 П2
Р3
Подання АКС у просторі проблеми за допомогою розвитку моделі вла-
стивостей під час виконання [16] відповідно до особливостей варіа-
бельності Веб-сервісів [6] і вищезазначеної п’ятирівневої структури
АКС як СоПС [1].
В2 П2
Формальні методи розробки програмного забезпечення
54
Закінчення таблиці
1 2 3 4
Р4
Розгляд процесу конструювання АКС як процесу управління динаміч-
ною варіабельністю [6,16] лінії композитних сервісів.
Подання цього процесу композицією спеціальних функцій управління
варіабельністю в єдиному інформаційному середовищі, структурова-
ному на підставі моделі властивостей під час виконання.
В1, В5 П1–П4
Р5
Заміна шаблонів подій – підстав адаптації [5] рамковими подіями по-
тенційної й фактичної незадовільності очікуваної або поточної варіа-
бельності АКС.
Діагностування типу неадекватності й рекомендування адаптаційних
дій за допомогою діагностичної підмоделі варіабельності композитних
Веб-сервісів.
В3, В4 П3, П4
Згідно з традиційним визначенням
Інституту програмної інженерії2,, лінія
програмних продуктів у певній ПрО – це їх
відкритий набір, елементи якого мають ке-
ровану множину спільних властивостей
на підтримку потреб споживачів у ПрО і
розробляються попередньо визначеним
способом зі спільної множини ресурсів по-
вторного використання [17, 18]. Власти-
вість – потреба, функція, нефункціональна
характеристика, запитана споживачами.
ISO/IEC 26550 [18] фіксує особ-
ливості процесу розроблення лінії про-
дуктів:
- простори Проблеми та Рішень,
утворені передбаченими для ПрО спільни-
ми (commonalities) і змінними (variabilities)
властивостями продуктів і, відповідно, ре-
сурсами з правилами їх компонування
упродукти для реалізації властивостей;
- процеси конструювання домену
(де розробляють ресурси) і застосунків (де
їх компонують у продукти із спільними й
передбаченими змінними властивостями);
- процес керування варіабельніс-
тю – здатністю продуктів лінії до ефек-
тивного розвитку, зміни, налаштування
або конфігурування для використання в
певному контексті [17, 18];
- формалізм моделі властивос-
тей (feature model, MВ) [17, 19] – їх дерева
з додатковими відношеннями взаємозале-
2 http://www.sei.cmu.edu/productlines/
жності [13], яка є де-факто стандартом
опису простору проблеми.
Динамічна лінія продуктів [16] на-
дає розвиток статичної за рахунок змінно-
сті за часом складу й структури просторів
проблеми й рішень згідно зі змінами пот-
реб споживачів та умов виконання продук-
тів. Відповідно, МВ стає змінною за часом,
а варіабельність під час виконання замінює
канонічну варіабельність.
Отже, далі АКС модельовано як по-
повнювану систему (змінюваних) компо-
зитних семантичних Веб-сервісів на підт-
римку потреб різнорідних суб’єктів змін-
них ділових процесів у цільовій ПрО. Ці
сервіси названо цільовими сервісами в
АКС (ЦС). Кожний ЦС має спільні й змін-
ні функції згідно з поточними потребами
споживачів, умовами виконання і станом
АКС, передбачені на період до зміни пот-
реб і/або умов. У разі такої зміни склад і
взаємозв’язки функцій окремих ЦС і/або
АКС у цілому та ЦС для них мають зміню-
ватися узгоджено за допомогою операцій
адаптування для дотримання відповідності
між ними.
Рамкова модель АКС: структура
та застосування для його адаптації
Базові визначення. Прийнятий ро-
згляд АКС як динамічної лінії ЦС зумов-
лює два узгоджені складники його рамко-
вої моделі. Першим є інтенсіональне по-
дання АКС (моделі просторів проблеми й
рішень), а другим – його екстенсіональне
Формальні методи розробки програмного забезпечення
55
подання (поточний репозиторій опубліко-
ваних ЦС).
Формальний опис інтенсіонального
подання потребує низки допоміжних ви-
значень.
Визначення 1 [13]. Нехай 0t – мо-
мент початку виконання АКС, [ uu tt ,1 ),
uN – u-й період, в якому склад функцій
АКС і залежності між ними відповідають
поточним потребам суб’єктів ділових
процесів цільової ПрО, uF – множина од-
нозначних описів функцій АКС (для стис-
лості званих далі просто функціями) в u-
му періоді.
Будемо говорити, що функції
ji ff , uF пов’язано відношенням:
а) обумовленості ( FIM ), зіставлен-
ня ( FEQ ) або виключення ( FEX ), якщо з
реалізації в довільному ЦС з АКС функції
if випливає реалізація в ньому й jij fff ,,
можна реалізувати в ЦС лише разом
або, відповідно, реалізувати їх разом
неможливо;
б) ( m , n )-варіантного підпорядку-
вання ( FC mn
, nm0 ( 1uF )), якщо
функцію if (звану далі підпорядковую-
чою, або батьком) реалізовано в ЦС з
АКС тоді й тільки тоді, коли в ньому реа-
лізовано довільну підмножину функцій SV
( SV VF uF , m |SV| n , jf SV),
яка в разі 0m містить jf (звану, відпо-
відно, підпорядкованою, або нащадком) і
має своїми елементами від m до n функ-
цій *
jf VF.
У разі VFnm відношення
FC mn зветься обов’язковим підпорядку-
ванням, а кожна підпорядкована функція
jf VF – обов’язковою для реалізації
підпорядковуючої функції. Отже,
обов’язкові функції спільні для всіх ЦС в
АКС. Функції, що не є обов’язковими,
звуть змінними.
Визначення 2. Модель функцій АКС
в u-му періоді їх відповідності потребам
споживачів цільової ПрО – це п’ятірка
uFM = uF ; FIM , FEQ , FEX , FC mn. (1)
Далі будемо вважати АКС корект-
ним впродовж його виконання в сенсі
Визначення 3. АКС є коректним в
u-му періоді відповідності його функцій
потребам споживачів цільової ПрО, якщо
одночасно виконано такі умови:
а) поточний метод динамічного
компонування семантичних Веб-сервісів
(u) має природну властивість [11, 12]: як-
що кожна з композицій методом u (назва-
них u-композиціями) Веб-сервісів з двох
різних множин реалізує певну функцію, то
її реалізує й u-композиція елементів
об’єднання цих множин;
б) множина uF містить універсаль-
ну функцію 0f “Задоволення потреб
суб’єктів ділових процесів цільової ПрО”,
а граф
uF ; FE mn, nm0 ( 1tF |), (2)
FE mn= {(f,g) uF | FC mn(f,g)}
є деревом з коренем 0f , де листки
( uLFlf ) відповідають певним елемента-
рним завданням підтримуваних ділових
процесів і звуться далі термінальними, а
вузли ( 0ff , uLFf ) – проміжними
функціями АКС;
в) функції, разом безпосередньо
підпорядковані спільному батьку в дереві
(2), не пов’язано відношеннями FIM ,
FEX ;
г) кожній термінальній функції lf
зіставлено такий опис, згідно з методом u,
ЦС її реалізації ( ld (lf;u)), для якого по-
слідовно відшукано um множин, назва-
них lf -релевантними, семантичних Веб-
сервісів з описами (wdqs(u)) того ж типу,
що й ld ( lf ;u), без доступу до внутріш-
ньої структури, on-line доступних в q-му
підперіоді зазначеного u-го періоду,
u-композиція яких згідно з описом ld
реалізує lf :
Формальні методи розробки програмного забезпечення
56
qAW (ld(lf))={wdqs(u), s1} , (3)
q=1,…, um , 0um ;
д) (i,j) ilf - й jlf -релевантні мно-
жини не є підмножинами одна одної.
Дотриманню умов коректності а)–
д) сприяють стандартизовані кращі прак-
тики побудови МВ [17, 18] і новітня тех-
ніка Аналізу впливів (Г. Аджік) [13] для
визначення вершин першого рівня в дере-
ві (2), а також значні обсяги on-line досту-
пних семантичних Веб-сервісів з широ-
ким спектром функцій і привабливою які-
стю, оскільки u-компонування їх lf -
релевантних підмножин зазвичай значно
ефективніше для реалізації lf , ніж тради-
ційне розроблення lf -релевантних серві-
сів.
Зауваження 1. Виконання умов г),
д) з визначення 3 є критерієм завершення
декомпозиції функцій АКС, тобто надання
поточним вершинам дерева (3) статусу те-
рмінальних функцій.
Згідно з трансформаційним підхо-
дом до побудови АКС (рішення 2P , таб-
лиця) запровадимо відображення для
формального зіставлення функціям корек-
тного АКС (елементам простору пробле-
ми) ЦС їх реалізації (елементів простору
рішень).
Зауваження 2. Нехай LFf – не-
термінальна функція АКС. Тоді множина
термінальних функцій, опосередковано
варіантно підпорядкованих f у моделі
функцій АКС (1), має вигляд:
)()( fMfIC ( LFfO ))(0 ), (4)
)( fM , )( fO , )( fO ,
2)( fIC ,
де )( fM – обов’язкові функції;
)( fO – v-а множина змінних фун-
кцій, які реалізуються або не реалізуються
в АКС лише разом.
Згідно з (4), функцію f реалізовано
в ЦС з АКС тоді й лише тоді, коли в ЦС
реалізовано одну з множин термінальних
функцій )()( fOfM .
Визначення 4. Нехай d – деякий
опис семантичного Веб-сервісу згідно з
методом u, )(dpr – предикат на множи-
ні u-композицій із змістом: “u-
композиція відповідає опису d ”. Пере-
творенням функцій коректного АКС в u-
му періоді відповідності його функцій по-
требам споживачів цільової ПрО назвемо
відображення (u,): uu SF :
lf uLF | ))(,0),(( ldAWqlfld q |
(u, lf ) ldlflw ()( ; u(ld, ))(ldAWq ; (5)
f uLF (u, f) = { (fd; u(fd, {(u, lf ), (6)
lf )( fM )( fO }), v 0},
де uS ={(u, f), f uF } – множина
моделей ЦС (5), (6), передбачених в АКС
для реалізації його функцій у зазначеному
u -му періоді (в довільний момент t u -го
періоду quuq ttt )1( , 10 uu tt , tmuu= ut
множина uS формується із застосуванням
q-ї lf -релевантної множини )(ldAWq );
fd – такий опис семантичного Веб-
сервісу згідно з методом u, що
)()()( fOfMlffdpr
pr(ld(lf));
)( fM і )( fO – множини
обов’язкових і змінних термінальних фун-
кцій, підпорядкованих f у сенсі заува-
ження 2.
Образ функції f uF w(f) = (u,f)
назвемо моделлю f-релевантного компози-
тного ЦС, відповідно термінального (5),
якщо uLFf ; проміжного, якщо uLFf ,
0ff і кореневого, якщо 0ff (6).
Зауваження 3. З умови д) коректно-
сті АКС випливає, що будь-які два преди-
кати ))(( ilfldpr і ))(( ilfldpr не пов’язано
відношенням імплікації.
Зауваження 4. З виразу (6) і умов
коректності АКС випливає, що перетво-
рення (u,) є ізоморфізмом між множи-
нами функцій і ЦС АКС.
Формальні методи розробки програмного забезпечення
57
Зауваження 5. Вигляд описів ЦС
ld і fd , перетворення (u, ) і відповід-
ної їм композиції (5), (6) визначено пото-
чним методом u. Для методу [11] ці ви-
рази та приклади ярусно-паралельних
графів нормалізованої композиції наве-
дено в [20].
На підставі визначення 1 індукуємо
на множині ЦС uS відношення SIM , SEQ ,
SEX , SC mn, однойменні з відношеннями
на множині функцій uF , так, щоб u>0
перетворення (5), (6) було ізоморфізмом
між моделлю функцій АКС uFM (1) і мо-
деллю ЦС їх реалізації
uSM SSSSu CEXEQIMS ,,,; mn (7)
як алгебраїчними моделями типу
2,2,2,2,2.
Визначення 5 [13]. Відношення обу-
мовленості ( SIM ), зіставлення ( SEQ ), ви-
ключення ( SEX ) і (m,n)-варіантного під-
порядкування ( FC mn
, )1(0 uCnm
пов’язують ЦС в АКС тоді й тільки тоді,
коли однойменні відношення пов’язують,
у сенсі визначення 1, прообрази цих ЦС за
перетворенням (u,): ( uji Sww , )
SIM ),( ji ww FIM (t
-1(wi),(t
-1(wj)); (8)
SEQ ),( ji ww FEQ (t
-1(wi),(t
-1(wj));
SEX ),( ji ww FEX (t
-1(wi),(t
-1(wj));
SC mn ),( ji ww FC mn(t
-1(wi), (t
-1(wj)).
Зауваження 5. У моделі ЦС uSM
(7) граф ЦС
uS ; SE mn, )1(0 uSnm , (9)
SE mn= { ),( ji ww uS | SC mn )},( ji ww
є деревом, ізоморфним дереву функцій
uF ; FE mn (2) за перетворенням (u,).
Тому множина моделей ЦС АКС
має вигляд
}{)( 0...,,2 wISLSS kunkuu , (10)
де uu ISLS 1 – множина термінальних
композитних ЦС (5), які є листками дерева
(9);
kuIS – множина проміжних компо-
зитних ЦС (6), які є вузлами k-го рівня
підпорядкованості в (9) за відношенням
SC mn;
0w =(u, 0f ) – універсальний (змін-
ний) композитний ЦС реалізації універса-
льної функції 0f (тобто всіх функцій
АКС), що є коренем дерева (9).
Отже, множина ЦС (5), (6), (10) яв-
ляє собою модель пошарованого репози-
торію АКС у сенсі [17, 18]. У свою чергу,
множина
))(( lfldAWAP qLFlfu u , (11)
quuq ttt )1( , ut0 = 1ut , muut = ut
є платформою АКС у сенсі [17, 18]: усі її
елементи розглядаються як атомарні, по-
дані своїми описами (wdqs(u)) згідно з ме-
тодом u, а довільний сервіс w uS є їх u-
композицією – безпосередньою (5) або
дворівневою (6).
Зауваження 6. За виразами для мо-
делі функцій uFM (1), моделі ЦС uSM (7),
(8) і платформи uAP (11), змінення АКС
для опрацювання його неадекватності пот-
ребам споживачів і/або умовам викорис-
тання, названі адаптаційними, стосуються
узгоджених між собою:
– складу і/або структури функцій;
– ЦС їх реалізації;
– елементів платформи АКС.
Для діагностування подій – підс-
тав адаптаційних змінень, надання реко-
мендацій щодо них і відстеження їх
впливів на п’яти зазначених рівнях АКС
запровадимо.
Визначення 6. Інтегрована модель
варіабельності АКС у v-му періоді між
його адаптаційними зміненнями – це
трійка
VM = SV , AV , DV , (12)
Формальні методи розробки програмного забезпечення
58
де SV і AV – моделі варіабельності
структури АКС та його артефактів;
DV – діагностична модель рівня
задовільності варіабельності.
Внутрішню структуру SV , AV ,
DV описано далі визначеннями 9–11.
Поєднання виразів (1), (7), (8) і (12)
уможливлює формальний опис інтенсіона-
льного подання АКС за допомогою.
Визначення 7. Інтенсіональне по-
дання АКС у довільний момент t між мо-
ментами його останнього здійсненого та
наступного адаптаційного змінення (від-
повідно, 1nt і nt ) – це поповнюваний
структурований кортеж
IМ(t)=r, VMSMFM ,, ,v,
v=1,…,n, (13)
де r – унікальне ім’я AKС.
Описану структуру інтенсіонально-
го подання АКС показано на рис. 2. Стріл-
ками вгорі тут позначено послідовність
адаптаційних змінень АКС. Кожне змінен-
ня (( t )) є композицією операцій над
об’єктами неадекватності поведінки АКС
потребам споживачів і/або умовам вико-
нання, виявленими в моменти t і прина-
лежними до зазначених у зауваженні 6 ти-
пів, аж до досягнення поточного стану
АКС в момент t IM(t) (13).
Як показано на рис. 2, складниками
подання IM(t) є “фрагменти” просторів
проблеми й рішень АКС, формовані в
процесах конструювання домену та засто-
сунків у поточному n -му періоді між ада-
птаційними зміненнями АКС і взаємо-
пов’язані за допомогою перетворення
(n,) та елементів інтегрованої моделі
варіабельності.
Для визначення цих елементів зафі-
ксуємо особливості варіабельності компо-
зитних Веб-сервісів [6]:
а) три її взаємопов’язані типи ( k ):
– спостережувана (exposed), при-
значена для опису припустимих змін опе-
рацій, протоколів і типів повідомлень в
інтерфейсах ЦС з АКС ( 1k );
Простір
рішень
Простір
проблеми
Множини
функцій АКС
і відношень
між ними
у формі
моделі FMn
Конфігурації
функцій АКС,
припустимі
за FMn
Платформа АКС
Правила компонування
ЦС, обумовлені FMn й
перетвореням (n)
Репозиторій АКC -
проміжні й термінальні
ЦС для реалізації
конфігурацій
функцій АКС
SVn
AVn DVt
IM(t1)
П
р
о
ц
е
с
к
о
н
с
т
р
у
ю
в
а
н
н
я
д
о
м
е
н
у
П
р
о
ц
е
с
к
о
н
с
т
р
у
ю
в
а
н
н
я
з
а
с
т
о
с
у
н
к
ів
IM(t2)
(t1) ...
IM(t)
(tn-1)
Інтернет-реєстри
семантичних
сервісів
Реєстр
UDDI
Компонування атомарних сервісів методом n
Публікування ЦС з АКC і АКС у цілому
(n)
Інтернет
Множини моделей
ЦС і відношень між
ними у формі моделі
репозиторію ЦС SMn
IM(t)
(tn)
(n)
Рис. 2. Внутрішня структура АКС
– композиційна (composition), що
відображає різноманітність способів ком-
понування компонентних сервісів для реа-
лізації різних функцій АКС ( 2k );
– компонентна (partner), яка опи-
сує змінність взаємодій між складниками
компонентного сервісу, що сам є компози-
цією (композитних) сервісів з певним рів-
нем рекурсії ( 3k );
б) п’ять рівнів (l) реалізації згідно зі
структурою АКС як СоПС [1]:
– потреб споживачів у ПрО, відоб-
ражених у моделі функцій FM ( 1l );
– ділових процесів, суб’єктами
яких є ці споживачі ( 2l );
– семантичних Веб-сервісів з підт-
римки ділових процесів, відображених у
підмоделі ЦС CSt ( 3l );
– програмних компонентів, що ре-
алізують функціональність сервісів ( 4l );
– операційних систем, під керу-
ванням яких функціонують сервіси ( 5l ).
З урахуванням особливостей а) і б),
формалізуємо для АКС поняття динаміч-
Формальні методи розробки програмного забезпечення
59
них проявів її варіабельності (уточнення
“динамічний” далі опущено для стислості).
Визначення 8 [6, 13]. Точка варіа-
бельності АКС на рівні 1l ,…,5 типу
1k ,2,3 – формальне подання робочого
продукту процесу конструювання домену
на рівні l, який можна реалізувати кіль-
кома способами в сенсі, відповідному
типу k .
Варіант для точки варіабельності
на рівні l типу k – формальне подання
припустимого способу реалізації робочого
продукту, який вона подає.
Залежність – відношення на декар-
товому добутку множин точок варіабель-
ності й варіантів усіх рівнів і типів, яке
обмежує вибір варіантів для певних точок
варіабельності в залежності від їх вибору
для інших точок варіабельності.
Обмеження – залежність, яка має
місце тільки для точок варіабельності. Ти-
пові обмеження – відношення обумовле-
ності/виключення.
Зауваження 7. Точка варіабельності
функцій АКС – нетермінальна функція
f F | VF F FC mn( f , *f ), а варіан-
ти f – варіантно підпорядковані їй функції
VFf * . Цю функцію f реалізує f -
релевантний проміжний композитний сер-
віс w =(v,f) (6), варіантами якого є серві-
си
*w =(v,
*f )| SC mn (w, *w ).
Зауваження 8. Варіанти довільного
типу й рівня в АКС можна розподілити за
чотирьма основними класами:
1) опціональний ( 1,0 nm ), що
може і реалізуватися в ЦС, і бути відсут-
нім;
2) альтернативний ( 1 nm ), який
має реалізуватися в ЦС тільки один з мно-
жини припустимих;
3) варіантний ( 1,1 nm ) – має
реалізуватися хоча б один з припустимих;
4) опціонально-варіантний ( 0m ,
1n ) – мають реалізуватися від жодного
до всіх припустимих.
Уточнення моделей варіабельності
в структурі та в артефактах канонічної лі-
нії продуктів [17, 18] з урахуванням зафік-
сованих особливостей а) і б) варіабельнос-
ті Веб-сервісів дозволяє сформулювати
Визначення 9 [13]. Модель варіабе-
льності в структурі АКС у v-му періоді
між його адаптаційними зміненнями –
структурований кортеж
SV = kG1 ; lkG , lkTR , l=2,…,5; (14)
kCN ; kDP , k=1,2,3; CN ; DP ,
де lkG =( lkF , lkRF ) – граф, множину
lk tF вершин якого складають унікальні
ідентифікатори точок варіабельності й їх
варіантів і безваріантних робочих продук-
тів типу k на рівні l, а множину lkRF дуг
– відношення взаємозалежності вершин;
lk tTR , l= 2,…,5 – двосторонні
зв’язки трасовності між вершинами графів
ktlG )1( і lk tG , що індукують відношення їх
взаємозалежності як ізоморфне поширення
відношень FIM , FEQ , FEX , FC mn між
функціями АКС на нижчі рівні її структу-
ри;
kCN , kDP :l=1,…,5 lkF {0;1} –
предикати, що подають обмеження й зале-
жності для варіабельності АКС типу k;
CN , DP :l=1,…,5, k=1,2,3 lk tF {0;1}
– предикати, що подають обмеження й за-
лежності між точками варіабельності й ва-
ріантами АКС різних рівнів і типів.
На підтримку зв’язків трасовності
lkTR в АКС треба застосовувати стандар-
тизовані кращі практики конструювання
домену [17, 18].
Модель SV (14) обумовлює уніфі-
коване формальне подання всіх робочих
продуктів, створених, створюваних чи пе-
редбачених в АКС після її адаптації в
момент t, відповідно до
Визначення 10 [13]. Модель варіа-
бельності робочих продуктів (артефак-
тів) АКС – множина їх подань як структу-
рованих кортежів av( mktid ), що є “наскріз-
ними фрагментами” моделі SV (14):
Формальні методи розробки програмного забезпечення
60
AV = {av( mkid ), m =1,…,5; k=1,2,3}; (15)
av( mkid ) = kg1 ; lkg , lktr ; l=2,…,m;
lkp , lktr ; l=m+1,…,5;
kсn ; kdp , k=1,2,3; tсn ; tdp ,
де mkid – унікальний ідентифікатор
робочого продукту;
ukg і ukp – підграфи графа lk tG , а
решта елементів – відповідні звуження
елементів tSV (13).
Запровадження моделей SV (14) і
AV (15) надає додаткові можливості ада-
птації ЦС з АКС і АКС загалом як під час
проектування, так і під час виконання:
– точки варіабельності робочих
продуктів АКС, насамперед функцій і ЦС,
стають “центрами ” її локалізації та “міше-
нями” змін, передбачених на момент t в
просторі проблеми АКС у разі певних по-
дій, сутність яких описують варіанти;
– допоміжна модель робочого про-
дукту АКС av( mkid ) визначає для f F
множину f-релевантних ЦС, які на момент
t можна згенерувати в АКС, і виокремлює
серед них ЦC з точками варіабельності,
придатні до передбачених змін під час їх
запуску й виконання;
– модель AV (15) зіставляє кожній
точці варіабельності в певному ЦС мно-
жини передбачених варіантів;
– постачальник АКС, брокери й різ-
норідні споживачі його функцій можуть
публікувати моделі (14), (15) (в цілому і по
фрагментах за рівнями й типами варіабе-
льності) та багаторазово незалежно засто-
совувати й налаштовувати їх.
Спираючись на формалізацію стру-
ктури АКС у моделі SV (14), запровадимо
останній складник DV – діагностичну
модель рівня варіабельності.
Визначення 11. Діагностична мо-
дель рівня задовільності варіабельності
АКС у v-му періоді між його адаптаційни-
ми зміненнями – це пара
DV = ( EV , NT); (16)
EV = kil ; lkl , lkrl , lkpl , lkml ; kia ; lka , (17)
lkra , lkpa , lkpu ; likNA , likCA , l,i=1,…,5;
k=1,2,3,
де EV – рівень задовільності поточної
варіабельності АКС для зацікавлених сто-
рін (у (17) індекс v вилучено для спрощен-
ня нотації);
kil , kia – інтегральні рівні автоно-
мної варіабельності АКС та її відповіднос-
ті потребам її постачальника, брокерів і
споживачів з різними ролями;
lkl і lka – проміжні рівні автоно-
мної варіабельності типу k та її відповід-
ності, формовані робочими продуктами
l -го рівня АКС;
lkrl , lkpl і lkml – вкладені рівні ва-
ріабельності типу k , передбаченої й реалі-
зованої для робочих продуктів l -го рівня
АКС, та ступеню відповідності між ними;
lkra , lkpa , lkpu – вкладені ступені
адекватності передбаченої й реалізованої
варіабельності типу k в робочих продук-
тах l -го рівня АКС потребам її постачаль-
ника, брокерів і споживачів з різними ро-
лями, а також ефективності повторного
використання робочих продуктів;
likNA – множина робочих продуктів
l -го рівня АКС, що обумовлюють діагнос-
товану неадекватність типу NTi в сенсі
варіабельності типу k і тому є безпосере-
дніми об’єктами адаптаційних змін;
likCA – множина операцій адапта-
ційної зміни, які мають застосовуватися до
відповідних елементів likNA для опрацю-
вання діагностованої неадекватності типу
i й розглянуті далі;
NT – перелік типів неадекватності
АКС, що зумовлюють незадовільність рів-
ня варіабельності та опрацьовуються за
допомогою адаптаційних змін.
На підставі аналізу технік керуван-
ня варіабельністю Веб-сервісів [6] до
складу NT внесено такі типи неадекват-
ності )(i :
1) “надлишковість” – наявність ро-
бочих продуктів (від функцій до складни-
Формальні методи розробки програмного забезпечення
61
ків проміжного програмного забезпечен-
ня), незастосовних/неокупних під час ви-
конання АКС ( 1i );
2) “неповнота” – відсутність в пото-
чних просторах проблеми і/або рішень
АКС робочих продуктів (насамперед, фун-
кцій Ff і/або ЦС їх реалізації (v ,f)
(5), (6) та сервісів платформи wd(v), запи-
таних значущою більшістю її зацікавлених
сторін ( 2i );
3) “клони” – наявність робочих про-
дуктів, повністю взаємозамінних під час
конструювання або виконання АКС
( 3i );
4) “хибна структура” – наявність
робочих продуктів, для яких мають місце
незадовільні відношення з точками варіа-
бельності певних типів і/або їх варіантами;
5) “хибні взаємозв’язки” – наявність
робочих продуктів, для яких мають місце
незадовільні відношення обумовленості,
зіставлення або, відповідно, виключення.
Для застосування DV листки й ву-
зли моделі EV (17) слід доповнити експе-
ртно формованими вербально-числовими
шкалами – наборами пар “опис стану АКС
в термінах спостережених значень склад-
ників EV ; рівень критичності”. Ці шкали
доцільно формувати шляхом узагальнення
експертних суджень відповідальних пред-
ставників основних рольових груп органі-
зації-постачальника АКС за допомогою
класичних технік групового експертного
оцінювання. Далі їх слід постійно уточню-
вати за результатами аналізу задоволеності
брокерів і споживачів функцій АКС.
Хоча безпосереднім об’єктом адап-
таційної зміни може бути робочий продукт
довільного рівня l , подальший розгляд
цих об’єктів обмежено функціями АКС
( 1l ) і ЦС їх реалізації ( 3l ), найбільш
значущими для зацікавлених сторін АКС, і
композиційною варіабельністю ( 2k ),
найбільш відповідною меті її конструю-
вання.
Застосування рамкової моделі
АКС для його адаптування. Формалізує-
мо поняття ЦС АКС, як самостійного
об’єкта адаптаційних змін, за допомогою
Визначення 12. В АКС з інтенсіо-
нальним поданням )(tIM (13) конфігура-
ція функцій – це зв’язний підграф
),( RFSFg моделі функцій FM (1) з
коренем r, де вершини не пов’язані виклю-
ченням FEX і зберігають свої відношення
з FM .
Конфігурація сервісів – підграф
),( RSSSq моделі ЦС SM (7) з коренем
w0, де вершини не пов’язані виключенням
SEX і зберігають свої відношення з tSC .
Визначення 13. Нехай )( FMC і
)( SCC – множини конфігурацій функцій і,
відповідно, сервісів в АКС з інтенсіональ-
ним поданням (13) включно з порожньою
конфігурацією . Модель ЦС, який реалізує
конфігурацію функцій ),( RFSFg
)( tFMC , – це четвірка
)(gtw ip ; g ; (v, g ), )(ippr , (18)
де ip – унікальний ідентифікатор ЦС;
(v, g )=({(v,f), }SFf , )RS – об-
раз конфігурації функцій g згідно з пото-
чним перетворенням в АКС (v, ) (5), (6),
RS – відношення ЦС згідно з визначен-
ням 5;
)(ippr – протокол застосування ЦС
tw (споживачами функцій АКС і для по-
будови інших ЦС) під час виконання АКС.
Зауваження 9. Оскільки (v,) –
ізоморфізм FM і SC як алгебраїчних
моделей, (v,g)) )( SMC , v=1,…,n.
Отже, згідно зі сформульованим ви-
значенням, ЦС в АКС є системою атомар-
них cемантичних сервісів зі складу плат-
форми АКС AP (11) або, з іншого погля-
ду, проміжних композитних ЦС icw
knnk IS,...,2 (10). Ці сервіси on-line вза-
ємодіють під час виконання згідно з мето-
дом v їх компонування для надання функ-
цій g .
Прийняте визначення уможливлює
екстенсіональне подання АКС. Разом з ін-
тенсіональним поданням (13) воно утво-
рює його рамкову модель.
Формальні методи розробки програмного забезпечення
62
Визначення 14. Екстенсіональне по-
дання АКС у певний момент t між момен-
тами його останнього здійсненого й насту-
пного адаптаційного змінення (відповідно,
1nt і nt ) – це множина поточно виконува-
них ЦС і необов’язкових технічних серві-
сів динамічної композиції )(sc , моніторин-
гу задовільності варіабельності AKC )(vm ,
редагування моделі функцій )( fe , постійно
доступних у разі їх наявності:
)(tEM ip ; g ;(n,g), )(ippr ,
)( nFMCg ; ][ fe ; ][sc ; ][vm . (19)
Сервіси fe , vm і sc необов’язково
надаються програмно-апаратною платфо-
рмою виконання АКС і тому позначені у
виразі (19) як необов’язкові.
Функціями технічного сервісу vm
є:
а) підтримка експрес-оцінювання
рівня задовільності варіабельності ACK за
підмоделлю діагностичною моделлю tEV
(17) і регламентом, заданим під час її про-
ектування або останньої адаптації;
б) діагностування незадовільності
цього ступеня та виявлення її джерел
likNA ;
в) вироблення рекомендацій щодо
адаптаційних дій з опрацювання виявленої
незадовільності й надання необхідної ін-
формації адаптеру va .
Сервіси fe і sc ер підтримують
операції адаптаційного змінення з необ-
хідним залученням архітектора AKС.
Слід зазначити, що змінний ЦС
)(gtw (18) з точками варіабельності являє
собою “вкладену” АКС, де підмоделями
функцій і, відповідно, сервісів стають кон-
фігурації g і (v,g).
Отримана рамкова модель АКС
)();( tEMtIM дозволяє формалізацію
операцій адаптаційної зміни: як окремого
ЦС без впливу на інші, так і АКС загалом.
Наведені далі визначення є результатом
уточнення для семантичних Веб-сервісів
формального апарату [14], розробленого
автором для канонічної лінії продуктів.
Визначення 15. Множина SA опера-
цій адаптаційної зміни ЦС tw (18) в АКС
)();( tEMtIM (13),(19) має вигляд:
PVNVPVSA ; {p, p, p}; (20)
NV = {uт; dn ; mn; n; n; n},
де PV – операції передбаченої зміни,
ініційовані з боку як функцій, так і ЦС та
сервісів платформи, а саме узгоджене ви-
лучення (p) й долучення (p) в точці варіа-
бельності функцій або ЦС певного її варіа-
нта чи його заміна (p) іншим варіантом;
NV – операції непередбаченої змі-
ни:
– узгоджене долучення (n) й
заміна (n) окремого варіанта з їх множини
в точці варіабельності функцій або ЦС і
сервісів платформи у tw новою функцією
або сервісом її реалізації як новим варіан-
том (із збереженням складу обов’язкових
функцій і сервісів), ініціюване як з боку
фунцій, так і з боку сервісів;
– реалізація операцій n і n для
довільної вершини графів g, ( ,g) у (18);
– узгоджене коректне (у сенсі
зв’язності графу ( ,g) з (18)) вилучення
(uт) обов’язкового сервісу w( ,g) і
функції f -1( ,g), реалізовуваної w,
“згори” (тобто з необхідними змінами
підпорядковуючого сервісу), за якого
склад обов’язкових функцій і сервісів
змінюється;
– вилучення “знизу” (dn) – навпа-
ки, з потрібними змінами підпорядковано-
го сервісу для цілісності ( ,g);
– вилучення “зсередини” (mn) із
взаємним узгодженням ЦС, “суміжних” у
( ,g), і зміненнями конфігурації функ-
цій;
– узгоджене перепідпорядкування
(n) функцій і сервісів, ініційоване як з бо-
ку функцій, так і з боку сервісів.
Зауваження 10. Операції PV мож-
ливі тільки для ЦС з точками варіабельно-
сті. Вони забезпечують пристосування ЦС
Формальні методи розробки програмного забезпечення
63
до змін, передбачених в поточних продук-
тах процесу конструювання домену, а змі-
нений ЦС залишається в межах АКС. На-
томість, операції NV реалізують адапта-
цію ЦС до непередбачених змін потреб
споживачів і умов виконання поширенням
функції змінених ЦС поза межі АКС.
Користуючись рамковою моделлю
АКС (13), (19), сформулюємо
Визначення 16. Множина FA опера-
цій адаптаційного змінення АКС містить:
а) множину SA (20) операцій адап-
таційної зміни ЦC з АКС , застосованих до
графів підмоделей FM (1) і SM (7);
б) операції вилучення з платформи
AP (11) і/або з репозиторію S (10) серві-
су-клону чи сервісу, що став недоступним/
не-прийнятним за показниками якості
(QoS);
в) операції долучення до AP сема-
нтичного сервісу з описом wd( ) у фор-
маті методу v, – безпосереднього та опо-
середкованого, у композиціях для терміна-
льних і проміжних композитних сервісів;
г) операції еволюції сервісів з плат-
форми AP і ЦС з репозиторію АКС S
разом з долученнням описів нових набутих
функцій до моделі функцій FM (1).
Висновки
Обґрунтовано актуальність нового
підходу до автоматизованого відшуку-
вання релевантних сервісів у семантично-
му Веб-середовищі під час виконання та їх
компонування на підтримку складних роз-
поділених ділових процесів сучасних ор-
ганізацій. Підхід уможливлює адаптив-
ність композитного сервісу (його здатність
до зміни поведінки для задоволення нових
вимог і пристосування до нових передба-
чених і непередбачених умов виконання)
та його застосовність у незалежних компо-
зиціях третіх сторін. Він є також інваріан-
тним до методу компонування.
Базовими конструктами підходу є
рамкові моделі: самого композитного сер-
вісу, процесу його поетапного конструю-
вання, окремого етапу цього процесу та
операцій адаптування композитного серві-
су на підставі його наданої моделі. Остан-
ню формалізовано за допомогою розгляду
композитного сервісу як динамічної лінії
проміжних і термінальних композитних
семантичних сервісів реалізації припусти-
мих підмножин його поточних функцій.
Вироблено установчі рішення з
конструювання такого композитного сер-
вісу (з первинним проектуванням і пода-
льшим поетапним адаптуванням до змін
потреб користувачів, умов виконання і/або
відмов), модельованого як процес керу-
вання його динамічною варіабельністю в
концептуальному середовищі, структуро-
ваному на підставі моделі властивостей.
Запропоновано діагностичну модель варіа-
бельності для виявлення потреб і стратегій
адаптування. Визначено операції реалізації
стратегій – зміни окремого складника ком-
позитного сервісу та його самого в цілому
відповідно до передбачених (під час прое-
ктування) й непередбачених (під час вико-
нання) змін потреб користувачів, парамет-
рів середовища виконання і/або відмов
сервісів-складників.
Запровадження запропонованого
підходу в сучасних організаціях сприятиме
підвищенню ефективності використання й
реінжинірингу ділових процесів з різнорі-
дними й нестабільними контекстами. Не-
обхідний для цього розвиток рамкових мо-
делей з метою підтримки оптимізації та
адаптування композиції до проявів її неза-
довільної якості та їх уточнення для окре-
мих ефективних методів компонування
семантичних Веб-сервісів – предмет пода-
льших досліджень автора.
1. Андон П.І., Бабенко Л.П. Проблеми і мож-
ливості програмування в середовищі
SEMANTIC WEB. Проблеми програмуван-
ня. 2012. № 2-3. С. 363–373.
2. Kazhamiakin R., Benbernou S., Baresi L. et
al. Adaptation of Service-Based Systems. In:
M. Papazoglou et al. (Eds.): Service Research
Challenges and Solutions, LNCS 6500.
Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2010.
P. 117–156.
Формальні методи розробки програмного забезпечення
64
3. Alférez G.H., Pelechano V. Facing uncertain-
ty in Web service compositions. Int. J. of Ser-
vices Computing. 2014. Vol. 2. N. 2. P. 1–16.
4. Alférez G., Pelechano V., Mazo R. Dynamic
Adaptation of Service Compositions with
Variability Models. J. of Syst. and Software.
Vol. 91. 2014. P. 24–47.
5. Bucchiarone A. et al. Design for Adaptation
of Service-Based Applications:Main Issues
and Requirements. Dan A., Gittler F., and
Toumani F. (Eds.): ICSOC/ServiceWave
2009. LNCS 6275. Springer-Verlag Berlin
Heidelberg, 2010. P. 467–476.
6. Nguyen T., Colman A., Han J.
Comprehensive Variability Modeling and
Management for Customizable Process-Based
Service Compositions. In: Bouguettaya A.
Web Services Foundations. Springer: Science
& Business Media, 2013. P. 507–534.
7. Bucchiarone A., De Sanctis M., Pistore M.
Domain Objects for Dynamic and Incremental
Service Composition. In: Villari M.et al.
(Eds.) Proc. ESOCC 2014, Manchester, UK –
LNCS 8745. 2014. P. 62–80.
8. Kazhamiakin R., Marconi A., Pistore M.
Data-Flow Require-ments for Dynamic
Service Composition. Proc. IEEE 20th
International Conference on Web Sevices.
2013. P. 243–250.
9. Kapuruge M., Han J., Colman A. Service
orchestration as organization: Building multi-
tenant service applications in the Cloud. 2014.
363 p.
10. Zeginis C., Plexousakis D. Веб Service
Adaptation: State of the art and Research
Challenges. Technical Report 410. ICS-
FORTH, 2010. 66 p.
11. Rodriguez-Mier P., Pedrinaci C., Mucientes
M., Lama M. An Integrated Semantic Web
Service Discovery and Composition
Framework. 2015. [Electronic resourse].
Mode of access https://arxiv.org/pdf/
1502.02840.pdf.
12. Bansal S., Bansal A., Gupta G., Brian Blake
M. Generalized semantic Web service
composition. Service Oriented Computing and
Applications. 2016. Vol. 10. Is. 2. P. 111–133.
13. Слабоспицька О.О. Технологічна модель
процесу побудови та використання адапти-
вної композиції Веб-сервісів. Проблеми
програмування. 2015. № 2. С. 52–62.
14. Slabospickaya O. Feature Model of Software
Product Line Enhancing to Enable Product
Adaptability In: Bulletin of University of
Kiev. Series: Physics & Mathematics, special
issue, 2014. P. 151–158. (in Ukrainian).
15. Moghaddam M., Davis J. Service Selection in
Web Service Composition: A Comparative
Review of Existing Approaches. In:
Bouguettaya A. Веб Services Foundations.
Springer: Science & Business Media, 2013.
P. 321–346.
16. Capilla R. et al. An overview of Dynamic
Software Product Line architectures and
techniques: Observations from research and
industry. J. Syst. Software. 2014. P. 1–21.
17. Van der Linden F., Schmid K., Rommes E.
Software product lines in action: the best
industrial practice in product line engineering.
Heidelberg: Springer, 2007. 340 p.
18. ISO/IEC 26550:2015 Software and systems
engineering. Reference model for product line
engineering and management. Ed. 2. 2015.
35 p.
19. Lee K. Concepts and Guidelines of Feature
Modeling for Product Line Software
Engineering. 7th Int. Conf. on Software
Reuse: proceedings. Springer-Verlag, 2002.
P. 62–77.
20. ДР 0112U002764 Розробка теоретичних
основ та прикладних питань побудови сер-
віс-орієнтованих прикладних програмних
систем у семантичному Веб-середовищі.
Звіт про НДР (заключний). К.:, ІПС НАНУ,
2016. 280 с.
References
1. Andon P.I. The Problems and Opportunities
of Programming in SEMANTIC WEB /
P.I.Andon, L.P.Babenko // Problems of
Programming. – 2012. – N 2-3. – P. 363–373.
(In Ukrainian).
2. Kazhamiakin R. Adaptation of Service-Based
Systems / R.Kazhamiakin, S.Benbernou,
L.Baresi et al. // In: M. Papazoglou et al.
(Eds.): Service Research Challenges and
Solutions, LNCS 6500. Springer-Verlag
Berlin Heidelberg, 2010. – P. 117–156
3. Alférez G.H. Facing uncertainty in Веб
service compositions. / G.H.Alférez,
V.Pelechano // Int. J. of Services Computing –
2014. – V.2. – N. 2. – P. 1–16.
4. Alférez G. Dynamic Adaptation of Service
Compositions with Variability Models /
G.Alférez, V.Pelechano, R.Mazo // J. of Syst.
and Software. – V. 91. – 2014. – P.24–47.
5. Bucchiarone A. et al. Design for Adaptation
of Service-Based Applications:Main Issues
and Requirements // A. Dan, F. Gittler, and F.
Формальні методи розробки програмного забезпечення
65
Toumani (Eds.): ICSOC/ServiceWave 2009. –
LNCS 6275. – Springer-Verlag Berlin
Heidelberg, 2010. – P. 467–476.
6. Nguyen T. Comprehensive Variability
Modeling and Management for Customizable
Process-Based Service Compositions /
T.Nguyen, A.Colman, J.Han // In:
Bouguettaya A. Веб Services Foundations –
Springer: Science & Business Media, 2013. –
P. 507–534
7. Bucchiarone A. et al. Domain Objects for
Dynamic and Incremental Service
Composition / A.Bucchiarone, M. De Sanctis,
M. Pistore // In: Villari M.et al. (Eds.) Proc.
ESOCC 2014, Manchester, UK – LNCS 8745,
2014. – P. 62–80.
8. Kazhamiakin R. et al. Data-Flow
Requirements for Dynamic Service
Composition / R.Kazhamiakin, A.Marconi,
M.Pistore // Proc. IEEE 20th International
Conference on Веб Sevices – 2013. – P. 243-
250.
9. Kapuruge M. et al. Service orchestration as
organization: Building multi-tenant service
applications in the Cloud. / M.Kapuruge,
J.Han, A.Colman – 2014 – 363 p.
10. Zeginis C. Веб Service Adaptation: State of
the art and Research Challenges. Technical
Report 410 / C.Zeginis, D.Plexousakis – ICS-
FORTH, 2010. – 66 p.
11. Rodríguez-Mier P. An Integrated Semantic
Web Service Discovery and Composition
Framework / P.Rodriguez-Mier, C.Pedrinaci,
M. Mucientes, M.Lama, 2015. [Electronic
resourse]. – Mode of access
https://arxiv.org/pdf/1502.02840.pdf.
12. 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
13. Slabospitskaya О.A. Technological model for
the process of adaptive Web service
composition engineering and exploiting / О.A.
Slabospitskaya // Problems in Programming –
2015. – № 2. – P. 52– 62. (in Ukrainian).
14. Slabospickaya O. Feature Model of Software
Product Line Enhancing to Enable Product
Adaptability In: Bulletin of University of
Kiev. Series: Physics & Mathematics, special
issue, 2014. – P. 151–158. (in Ukrainian).
15. Moghaddam M. Service Selection in Web
Service Composition: A Comparative Review
of Existing Approaches / M. Moghaddam, J.
Davis // In: Bouguettaya A. Веб Services
Foundations – Springer: Science & Business
Media, 2013. – P. 321–346
16. Capilla R. et al. An overview of Dynamic
Software Product Line architectures and
techniques: Observations from research and
industry / R.Capilla // J. Syst. Software. –
2014. – P. 1–21.
17. Van der Linden F. Software product lines in
action: the best industrial practice in product
line engineering. / F.Van der Linden,
K.Schmid, E.Rommes – Heidelberg: Springer,
2007. – 340 p.
18. ISO/IEC 26550:2015 Software and systems
engineering. Reference model for product line
engineering and management. Ed. 2. – 2015. –
35 p.
19. Lee K. Concepts and Guidelines of Feature
Modeling for Product Line Software
Engineering / K. Lee // 7th Int. Conf. on
Software Reuse: proceedings. –Springer-
Verlag, 2002. – P. 62–77.
20. DR 0112U002764 Theoretical Fundamentals
and Applied Issues Investigation of Applied
Service-oriented Information Systems
Engineering in Semantic Web. Research
report (final). ). – К.: SSI NASU, 2016. – 280
p. (in Ukrainian).
Одержано 15.04.2017
Про автора:
Слабоспицька Ольга Олександрівна,
кандидат фізико-математичних наук,
старший науковий співробітник.
Кількість наукових публікацій в
українських виданнях – більше 50.
Кількість наукових публікацій в
зарубіжних виданнях – 5.
http://orcid.org/0000-0001-6556-0947
Місце роботи автора:
Інститут програмних систем
НАН України,
03187, Київ-187,
проспект Академіка Глушкова, 40.
Тел.: +38(044) 526 4286.
Е-mail: olsips2017@gmail.com
|