Xây dựng hệ thống kết nối dịch vụ web ngữ nghĩa hỗ trợ các ngôn ngữ thông dụng

Đại Học Quốc Gia TP.Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA --- ĐẶNG NHÂN CÁCH XÂY DỰNG HỆ THỐNG KẾT NỐI DỊCH VỤ WEB NGỮ NGHĨA HỖ TRỢ CÁC NGÔN NGỮ THÔNG DỤNG Chuyên ngành: Hệ Thống Thôn

Đại Học Quốc Gia TP.Hồ Chí Minh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-

ĐẶNG NHÂN CÁCH

XÂY DỰNG HỆ THỐNG KẾT NỐI DỊCH VỤ WEB NGỮ

NGHĨA HỖ TRỢ CÁC NGÔN NGỮ THÔNG DỤNG

Chuyên ngành: Hệ Thống Thông Tin Quản Lý

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2009

Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS Quản Thành Thơ Cán bộ đồng hướng dẫn khoa học : TS Lê Duy Ngạn

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ)

1 Chủ tịch hội đồng : TS Cao Hào Thi

2 Thư ký hội đồng : TS Nguyễn Thu Hiền

3 Uỷ viên hội đồng : TS Nguyễn Thanh Bình, phản biện

4 Uỷ viên hội đồng : TS Võ Thị Ngọc Châu, phản biện

5 Uỷ viên hội đồng : TS Quản Thành Thơ, hướng dẫn

6 Uỷ viên hội đồng : TS Lê Duy Ngạn, hướng dẫn

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Bộ môn quản lý chuyên ngành

sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Bộ môn quản lý chuyên ngành

Tp HCM, ngày 22 tháng 11 năm 2009

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: ĐẶNG NHÂN CÁCH Phái: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 10/10/1978 Nơi sinh: Bình Thuận

Chuyên ngành: Hệ Thống Thông Tin Quản Lý MSHV: 03207085

I- TÊN ĐỀ TÀI: Xây Dựng Hệ Thống Kết Nối Dịch Vụ Web Ngữ Nghĩa Hỗ Trợ Các Ngôn Ngữ Thông Dụng

II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Xây dựng hệ thống kết nối dịch vụ Web hỗ trợ hai ngôn ngữ thông dụng hiện này là OWL-S và WSMO

III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ (Ngày bắt đầu thực hiện LV ghi trong QĐ giao đề tài): 02/02/2009

IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 26/11/2009

V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS Quản Thành Thơ

VI- CÁN BỘ ĐỒNG HƯỚNG DẪN : TS Lê Duy Ngạn

(Học hàm, học vị, họ tên và chữ ký) (Học hàm, học vị, họ tên và chữ ký) QL CHUYÊN NGÀNH

LỜI CẢM ƠN

Trước hết, cho tôi được phép gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến thầy TS Quản Thành Thơ và thầy TS Lê Duy Ngạn, những người đã tận tâm hướng dẫn, chỉ bảo tôi từng bước trong quá trình nghiên cứu và thực hiện luận văn này Ngoài việc hoàn thành xong luận văn cao học, tôi còn học hỏi được rất nhiều thứ từ hai thầy Từ cách trình bày đến phương pháp nghiên cứu, thái độ và trách nhiệm của một nhà nghiên cứu Đặc biệt là tôi đã được làm việc trong môi trường chuyên nghiệp với những người chuyên nghiệp

Tôi xin chân thành cảm ơn các bạn bè ký túc xá Bách Khoa, các bạn cùng thời Đại Học Bách Khoa, các bạn lớp cao học MIS 2007 đã động viên, khuyến khích và hỗ trợ tôi trong quá trình làm luận văn

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến tác giả của các bài báo mà tôi đã sử dụng để tham khảo, nghiên cứu và sử dụng trong luận văn này

Cuối cùng, xin cảm ơn sâu sắc đến vợ và con gái cùng gia đình đã phải hy sinh rất nhiều về sự quan tâm chăm sóc của tôi, để tôi có nhiều thời gian và yên tâm nghiên cứu Họ luôn sát cánh động viên, ủng hộ và là chỗ dựa vững chắc để tôi có niềm tin và nghị lực hoàn thành tốt luận văn này

Tp Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 11 năm 2009

Đặng Nhân Cách

TÓM TẮT

Dịch vụ Web có ngữ nghĩa đã trở thành một kỹ thuật quan trọng trong việc phát triển các hoạt động kinh doanh trên môi trường Web Trong đó, kết nối dịch vụ Web là một hoạt động rất quan trọng để thúc đẩy việc sử dụng các dịch vụ Web Đã có nhiều

hệ thống kết nối được đề xuất để đáp ứng nhu cầu trên Tuy nhiên, những hệ thống này chỉ hỗ trợ cho các dịch vụ Web mô tả bởi một ngôn ngữ duy nhất như OWL-S hoặc WSMO Đây là một giới hạn lớn vì các ngôn ngữ trên chỉ dùng để mô tả trong khi nội dung của các dịch vụ Web là không đổi dù được mô tả bởi bất kỳ ngôn ngữ nào Vì vậy, một dịch vụ Web được mô tả bởi OWL-S có thể kết nối với một dịch vụ Web được mô tả bởi WSMO và ngược lại là cần thiết Điều này dẫn đến một nhu cầu xây dựng hệ thống kết nối dịch vụ Web hỗ trợ đa ngôn ngữ

Luận văn này sẽ giới thiệu một hệ thống kết nối dịch vụ Web ngữ nghĩa khắc phục được những hạn chế của các hệ thống kết nối dịch vụ Web hiện thời bằng cách hỗ trợ đa ngôn ngữ Khởi đầu, hệ thống hỗ trợ hai ngôn ngữ phổ biến nhất hiện nay là OWL-S và WSMO Giải thuật của hệ thống được phát triển dựa trên giải thuật kết nối

đã được đề xuất cho dịch vụ Web mô tả bởi OWL-S nhưng nó sẽ được mở rộng để hỗ trợ cho cả WSMO Giải thuật này dựa vào độ tương tự của đầu vào, đầu ra của các dịch

vụ Web Các đầu vào và đầu ra này được thể hiện bởi các khái niệm được mô tả bởi các Ontology Như vậy, việc tính toán độ tương tự của đầu vào và đầu ra này chính là việc tính độ tương tự của các khái niệm thuộc các Ontology

Hệ thống được kiểm thử dựa vào bộ dữ liệu kiểm thử được tác giả phát triển dựa trên một ví dụ cụ thể và rất phổ biến trong việc ứng dụng dịch vụ Web Kết quả kiểm thử khẳng định tính đúng đắn của hệ thống Hệ thống hỗ trợ hai ngôn ngữ phổ biến nhất hiện nay là OWL-S và WSMO nhưng nó cũng dễ dàng được thay đổi khi hỗ trợ một ngôn ngữ mới với cùng một phương thức

ABSTRACT

Semantic Web services have become a core technology in developing business operation on the Web enviroment Web service composition is an important activity to leverage the use of Web services Several composition systems have been proposed to meet this demand However, these systems only support a particular Web service description language such as OWL-S or WSMO but not multiple languages This is a significant limitation since these languages only describe the service but the content of Web service will not be changed although it is described by any language Thus, a service described by OWL-S can be composed with a service described by WSMO and vice versa is necessary This leads to a motivation to develop a Web service composition system that supports multiple languages

This thesis introduces a Web service composition system which supports multiple description languages to overcome the limitation Initially, the system supports OWL-S and WSMO which are the two most popular languages The algorithm of the system is based on an existing composition algorithm for OWL-S but

it is extended to support WSMO Computing similarity degree between input and output of two Web services is the core of the algorithm Since input and output of the services are concepts from ontologies, measuring input and output similartiy is measuring concept similarity from ontologies

Experiments have been carried out using a test-bed developed by the authors based on an example which is popular in the area to compose Web servcies The experimental results confirm the validaty of the system The system supports OWL-S and OWL languages but it can be extended to support different description languagues

by the same manner easily

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT ii

ABSTRACT iii

MỤC LỤC iv

DANH MỤC CÁC HÌNH vii

DANH MỤC CÁC BẢNG ix

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT x

Chương 1: GIỚI THIỆU 1

1.1 Động cơ thực hiện luận văn 1

1.2 Mục đích và giới hạn của luận văn 2

1.3 Cấu trúc của luận văn 3

Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5

2.1 Ontology 5

2.1.1 Khái niệm về Ontology 5

2.1.2 Các phần tử trong Ontology 6

2.1.3 Ngôn ngữ Web Ontology- OWL 7

2.1.4 Ngôn ngữ Web Ontology- WSML 9

2.2 Dịch vụ Web ngữ nghĩa 11

2.2.1 Mô hình dịch vụ Web 13

2.2.2 OWL-S 14

2.2.3 WSMO 16

2.3 Kết nối dịch vụ Web (Web service composition) 18

2.4 Tóm tắt 21

Chương 3: CÁC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN 22

3.1 Khảo sát các công trình liên quan 22

3.2 Kết nối dịch vụ Web dùng kỹ thuật Workflow 23

3.3 Kết nối dịch vụ Web dùng kỹ thuật AI Planning 24

3.4 Tóm tắt 26

Chương 4: ĐO ĐỘ GIỐNG NHAU GIỮA HAI KHÁI NIỆM 27

4.1 Giới thiệu 27

4.2 Giải thuật tính toán 28

4.3 Kiểm tra đánh giá 34

4.4 Kết luận 36

Chương 5: THIẾT KẾ MÔ HÌNH DỮ LIỆU VÀ GIẢI THUẬT 38

5.1 Tổng quan về kiến trúc hệ thống 38

5.2 Mô hình dữ liệu dịch vụ Web 39

5.3 Các môđun hỗ trợ 42

5.3.1 Môđun Parser 42

5.3.2 Môđun sự giống nhau ngữ nghĩa (Sematic Similairty) 44

5.4 Giải thuật chính 44

5.5 Kết luận 48

Chương 6: KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 49

6.1 Xây dựng kịch bản kiểm tra 49

6.2 Dữ liệu kiểm tra 50

6.3 Kết quả kiểm tra 54

6.4 Đánh giá kết quả 55

6.5 Kết luận 55

Chương 7: KẾT LUẬN 56

7.1 Kết luận 56

7.2 Hướng mở rộng 57

DANH MỤC CÔNG TRÌNH DỰA VÀO LUẬN VĂN 58

TÀI LIỆU THAM KHẢO 59

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1: Các kiểu của WSML [10] 10

Hình 2.2: Mô hình dịch vụ Web 13

Hình 2.3: Các thành phần chính của OWL-S [11] 15

Hình 2.4: Các thành phần chính của WSMO [5] 16

Hình 2.5: Framework của hệ thống kết nối dịch vụ Web [12] 19

Hình 3.1: Các hướng tiếp cận kết nối dịch vụ Web 22

Hình 4.1: Các kiểu tiếp cận để tính toán tương tự giữa hai khái niệm 27

Hình 4.2: Ví dụ về cách tính mức tương tự ngữ nghĩa của hai khái niệm 29

Hình 4.3: Các thành phần đặc tả bởi OWL 30

Hình 4.4: Các thành phần đặc tả bởi WSML 31

Hình 4.5: Đo mức tương tự giữa hai khái niệm Vehicle thuộc OWL và WSML 31

Hình 4.6: Đo mức tương tự về nhãn và mô tả giữa hai khái niệm OWL và WSML 32

Hình 5.1: Tổng quan về kiến trúc hệ thống CSML 39

Hình 5.2: Mô hình dữ liệu Service Profile (OWL-S) 40

Hình 5.3: Mô hình dữ liệu Web Service (WSMO) 41

Hình 5.4: Ánh xạ giữa file Service Profile và đối tượng Service Profile 43

Hình 5.5: Ánh xạ giữa file Web Service và đối tượng Web Service 43

Hình 5.6: Giải thuật xem xét danh sách đáp ứng yêu cầu đầu vào của dịch vụ 45

Hình 5.7: Giải thuật tính độ tương tự của hai khái niệm cùng một ngôn ngữ 46

Hình 5.8: Giải thuật tính độ tương tự của hai khái niệm khác ngôn ngữ 47

Hình 6.1: Ontology về lĩnh vực du lịch mô tả bởi OWL 52 Hình 6.2: Ontology về lĩnh vực du lịch mô tả bởi WSML 53 Hình 6.3: Kết quả kiểm tra 54

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 4.1: Kết quả kiểm tra giải thuật đo độ tương tự giữa hai khái niệm 35 Bảng 6.1: Các đặc tả dịch vụ Web mô tả bởi OWL-S 51 Bảng 6.2: Các đặc tả dịch vụ Web mô tả bởi WSMO 51

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

DAML - DARPA Agent Markup Language

DAML-S - DAML-based Web Service Ontology

OWL - Web Ontology Language

OWL-S - OWL-based Web service Ontology

RDF - Resource Description Framework

UDDI - Universal Description, Discovery and Integration

URI - Uniform Resource Identifier

W3C - World Wide Web Consortium

WSDL - Web Service Description Language

WSMO - Web Service Modeling Ontology

XML - Extensible Markup Language

CSML - Composition System supports Multiple Languages

AI - Artificial Intelligence

DAML+OIL - DARPA Agent Markup Language + Ontology Inference Layer WSML - Web Service Modeling Language

PDDL - Planning Domain Definition Language

WSTL - Web Servcie Toolkit

HTN - Hierarchical Task Network

Chương 1: GIỚI THIỆU 1.1 Động cơ thực hiện luận văn

Web ngữ nghĩa là sự mở rộng của Web hiện tại với mục đích giúp thông tin trên Web được định nghĩa tốt hơn để từ đó không những chỉ người dùng có thể đọc mà máy tính cũng có thể hiểu và diễn dịch được những thông tin [1] Bên cạnh đó, dịch vụ Web

đã được sử dụng rất phổ biến và trở thành công cụ quan trọng cho phép các công ty giảm chi phí bằng cách tăng hiệu quả của hoạt động kinh doanh khi các dịch vụ thông thường có thể thực hiện thông qua Web Tuy nhiên, dịch vụ Web hiện tại được mô tả bởi ‘Ngôn ngữ mô tả dịch vụ Web’ WSDL (Web Service Description Language) [2, 3] chỉ thể hiện bởi các từ khóa Điều này dẫn đến những khó khăn trong việc tìm kiếm, kết nối, cũng như thực thi của các dịch vụ Web hiện tại Để giải quyết vấn đề này, kỹ thuật Web ngữ nghĩa đã được ứng dụng vào dịch vụ Web hiện tại để cho ra đời một kỹ

thuật mới: dịch vụ Web ngữ nghĩa (Semantic Web service)

Trong dịch vụ Web, các tính năng so trùng (matching), khám phá (discovery),

và kết nối (composition) là rất quan trọng vì một dịch vụ Web sẽ là vô dụng nếu dịch

vụ này được xây dựng mà không thể tìm kiếm được và như thế sẽ không được sử dụng

Vì vậy, các nhà nghiên cứu đã đưa ra những giải pháp để thỏa mãn yêu cầu của người dùng và hiện nó vẫn đang là một lĩnh vực nghiên cứu thu hút nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới Trong các tính năng này, tính năng kết nối là ít hoàn thiện nhất vì các giải thuật kết nối hiện tại thường không bao phủ hết các kết quả và đòi hỏi chi phí tính toán trong thời gian thực thi rất cao Ngoài ra, kết nối các dịch vụ Web trở thành một nhu cầu cần thiết vì một dịch vụ Web đơn lẻ thường không đáp ứng được nhu cầu người dùng Vì vậy, xây dựng một giải thuật cho việc kết nối các dịch vụ Web ngữ nghĩa là một nhu cầu cần thiết

Một dịch vụ Web ngữ nghĩa phải được mô tả bởi một ngôn ngữ nhất định Có nhiều ngôn ngữ mô tả cho dịch vụ Web, trong đó hai ngôn ngữ được dùng phổ biến nhất hiện nay là OWL-S (Web Ontology Language) [4] và WSMO (Web Service Modeling Ontology) [5] Một vấn đề nữa của các giải thuật kết nối dịch vụ Web hiện tại là chỉ hỗ trợ một ngôn ngữ nhất định chẳng hạn như cho OWL-S hoặc cho WSMO Đây là một giới hạn lớn vì các ngôn ngữ trên chỉ dùng để mô tả trong khi nội dung của các dịch vụ Web là không đổi dù được mô tả bởi bất kỳ ngôn ngữ nào Vì vậy, một dịch vụ được mô tả bởi OWL-S có thể kết nối với một dịch vụ được mô tả bằng WSMO và ngược lại là cần thiết Điều này cho thấy một nhu cầu của xây dựng hệ thống kết nối dịch vụ Web hỗ trợ nhiều ngôn ngữ

1.2 Mục đích và giới hạn của luận văn

1.2.1 Mục tiêu của luận văn

Như đã trình bày ở trên, hệ thống kết nối dịch vụ Web ngữ nghĩa hiện tại có giới hạn về hỗ trợ đa ngôn ngữ Vì vậy, mục tiêu của luận văn là xây dựng một hệ thống kết nối dịch vụ Web ngữ nghĩa để giải quyết các vấn đề này Trong khuôn khổ của một luận văn thạc sỹ, luận văn sẽ tập trung nghiên cứu xây dựng một hệ thống kết nối dịch

vụ Web ngữ nghĩa hỗ trợ hai ngôn ngữ chính và phổ biến hiện nay là OWL-S và WSMO, trong khi các ngôn ngữ khác như WSDL-S và METOR sẽ được xem xét trong

tương lai Hệ thống này được đặt tên là CSML (Composition System supports Multiple Languages) Xây dựng và hoàn thiện một hệ thống kết nối như vậy, luận văn có những

đóng góp như sau:

· Hệ thống kết nối dịch vụ Web hỗ trợ hai ngôn ngữ phổ biến là OWL-S và WSMO Như đã đề cập trên, hệ thống này đã giải quyết được những hạn chế của các hệ thống hiện tại chỉ hỗ trợ một ngôn ngữ Vì sự phổ biến của hai ngôn ngữ này, hệ thống được xây dựng có một đóng góp quan trọng

· Để xây dựng hệ thống này, một giải thuật tính độ tương tự của hai khái niệm

thuộc WSML và OWL được xây đựng Giải thuật này không chỉ áp dụng cho hệ thống được xây dựng mà còn có thể áp dụng cho những ứng dụng khác WSML

và OWL là hai ngôn ngữ phổ biến, vì vậy, giải thuật tính sự giống nhau này có một đóng góp nhất định vì những giải thuật hiện tại chỉ áp dụng cho một ngôn ngữ cụ thể

1.2.2 Giới hạn của luận văn

Với mục tiêu và đóng góp được đề cập như trên, luận văn được giới hạn bởi những điểm sau:

· CSML được xây dựng dựa trên một giải thuật có sẵn cho ngôn ngữ OWL-S [6] Giải thuật này cho độ chính xác cao nhưng thời gian thực thi không cao Vì CSML được xây dựng dựa trên giải thuật này nên hệ quả là CSML có thời gian thực thi cũng không cao

· Ngoài ra, như đã đề cập, giải thuật chỉ hỗ trợ hai ngôn ngữ là OWL-S và WSMO vì sự phổ biến của hai ngôn ngữ này Các ngôn ngữ khác như WSDL-S

và METOR sẽ được hỗ trợ trong tương lai với cách thức xây dựng tương tự

1.3 Cấu trúc của luận văn

Phần trên giới thiệu động cơ thực hiện cũng như mục đích và giới hạn của luận văn Những phần còn lại của luận văn được trình bày như sau:

văn này Các khái niệm về Ontology, dịch vụ Web ngữ nghĩa, mô hình kết nối dịch vụ Web và hai ngôn ngữ thông dụng dùng để mô tả dịch vụ Web là OWL-S

và WSMO

· Chương 3 giới thiệu các công trình nghiên cứu liên quan Kết nối dịch vụ có hai

phương thức tiếp cận phổ biến là AI (Artificial Intelligence) Planning và kỹ thuật WorkFlow Trong chương này, ưu điểm và khuyết điểm của từng cách tiếp cận sẽ được phân tích và thảo luận

và OWL Ontology

để xây dựng giải thuật và hệ thống kết nối các dịch vụ Web ngữ nghĩa

thống

· Cuối cùng là Chương 7 tổng kết, đánh giá và vạch ra hướng mở rộng của hệ

thống trong tương lai

Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Ontology

2.1.1 Khái niệm về Ontology

Thuật ngữ Ontology có nguồn gốc trong triết học và đã được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau Trong khoa học máy tính, Ontology được định nghĩa là một

mô hình dữ liệu biểu diễn một lĩnh vực và được sử dụng để suy luận về các đối tượng

trong lĩnh vực đó và mối quan hệ giữa chúng Ontology cung cấp một bộ từ vựng chung bao gồm các khái niệm, các thuộc tính quan trọng và các định nghĩa về các khái niệm và các thuộc tính này Ngoài bộ từ vựng, Ontology còn cung cấp các ràng buộc,

đôi khi các ràng buộc này được coi như các giả định cơ sở về ý nghĩa mong muốn của

bộ từ vựng, nó được sử dụng trong một miền mà có thể được giao tiếp giữa người và các hệ thống ứng dụng [7]

Các Ontology được sử dụng như là một biểu mẫu trình bày tri thức về thế giới hay một phần của nó Các Ontology thường miêu tả:

· Các thực thể (Individuals hay Instances): Các đối tượng cơ bản, nền tảng

· Các lớp (Classes hay Concepts): Các tập hợp, hay kiểu của các đối tượng

· Các thuộc tính (Properties): Thuộc tính, tính năng, đặc điểm, tính cách, hay các thông số mà các đối tượng có và có thể đem ra chia sẻ

· Các mối liên hệ (Relations): Các cách mà đối tượng có thể liên hệ tới một đối tượng khác

Bộ từ vựng Ontology được xây dựng trên nền tảng RDF (Resource Description Framework) và RDFS (RDF Schema) cung cấp khả năng mô tả dữ liệu ngữ nghĩa cho tài nguyên Web

2.1.2 Các phần tử trong Ontology

a Các thực thể (Individuals) - Thể hiện

Các thực thể là các thành phần cơ bản, nền tảng của một Ontology Các thực thể trong một Ontology có thể bao gồm các đối tượng cụ thể như con người, động vật, cái bàn cũng như các thực thể trừu tượng như các thành viên hay các từ Một Ontology

có thể không cần bất kỳ một thực thể nào, nhưng một trong những lý do chính của một Ontology là để cung cấp một ngữ nghĩa của việc phân lớp các thực thể, mặc dù các thực thể này không thực sự là một phần của Ontology

b Các lớp (Classes) – Các khái niệm (Concepts)

Các lớp là các nhóm, tập hợp các đối tượng trừu tượng Chúng có thể chứa các thực thể, các lớp khác, hay là sự phối hợp của cả hai Các Ontology biến đổi tuỳ thuộc vào cấu trúc và nội dung của nó: Một lớp có thể chứa các lớp con, có thể là một lớp tổng quan (chứa tất cả mọi thứ), có thể là lớp chỉ chứa những thực thể riêng lẻ Một lớp

có thể xếp gộp vào hoặc bị xếp gộp (subsumption) bởi các lớp khác Mối quan hệ xếp gộp này được sử dụng để tạo ra một cấu trúc có thứ bậc các lớp

c Các thuộc tính (Properties)

Các đối tượng trong Ontology có thể được mô tả thông qua việc khai báo các thuộc tính của chúng Mỗi một thuộc tính đều có tên và giá trị của thuộc tính đó Các thuộc tính được sử dụng để lưu trữ các thông tin mà đối tượng có thể có Ví dụ, đối với một cá nhân có thể có các thuộc tính: Họ_tên, ngày_sinh, quê_quán, số_cmnd… Giá trị của một thuộc tính có thể là các kiểu dữ liệu đơn giản hoặc các kiểu dữ liệu phức tạp

d Các mối quan hệ (Relation)

Một trong những ứng dụng quan trọng của việc sử dụng các thuộc tính là để mô

tả mối liên hệ giữa các đối tượng trong Ontology Một mối quan hệ là một thuộc tính

có giá trị là một đối tượng nào đó trong Ontology Một kiểu quan hệ quan trọng là kiểu quan hệ xếp gộp Kiểu quan hệ này mô tả các đối tượng nào là các thành viên của các lớp nào của các đối tượng

2.1.3 Ngôn ngữ Web Ontology- OWL

Web Ontology Language (OWL) [4] là ngôn ngữ đánh dấu được sử dụng để xuất bản và chia sẻ dữ liệu sử dụng các Ontology trên Internet OWL là một bộ từ vựng

mở rộng của khung mô tả tài nguyên (RDF) và được kế thừa từ ngôn ngữ DAML+OIL (DARPA Agent Markup Language + Ontology Inference Layer) Web Ontology – một

dự án được hỗ trợ bởi W3C

OWL biểu diễn ý nghĩa của các thuật ngữ trong các từ vựng và mối liên hệ giữa các thuật ngữ này để đảm bảo phù hợp với quá trình xử lý bởi các hệ thống hay ứng dụng OWL được thiết kế đặc biệt để cung cấp một cách thức thông dụng trong việc xử

lý nội dung thông tin của Web Ngôn ngữ này được kỳ vọng rằng sẽ cho phép các hệ thống máy tính có thể đọc và hiểu được nội dung của Web một cách tự động Vì OWL được viết bởi XML, nên nó có các ưu điểm của XML Ví dụ, các thông tin OWL có thể

dễ dàng trao đổi giữa các kiểu hệ thống máy tính khác nhau, sử dụng các hệ điều hành

và các ngôn ngữ ứng dụng khác nhau Mục đích chính của OWL là sẽ cung cấp các chuẩn để tạo ra một nền tảng để quản lý tài sản, tích hợp mức doanh nghiệp và để chia

sẻ cũng như tái sử dụng dữ liệu trên Web OWL được phát triển và phổ biến bởi nó có nhiều tiện lợi để biểu diễn ý nghĩa và ngữ nghĩa hơn so với XML, RDF và RDFS Ngoài ra, vì OWL ra đời sau các ngôn ngữ này, nó có khả năng biểu diễn các nội dung

mà máy có thể biểu diễn được trên Web

Các phiên bản của OWL

OWL được chia làm ba phiên bản ngôn ngữ con: OWL Lite, OWL DL, và OWL

Full :

· OWL Lite: hỗ trợ cho những người dùng chủ yếu cần sự phân lớp theo thứ bậc

và các ràng buộc đơn giản Ví dụ, trong khi nó hỗ trợ các ràng buộc về tập hợp,

nó chỉ cho phép giá trị của các ràng buộc là 0 hay 1 Điều này cho phép cung cấp các công cụ hỗ trợ OWL Lite dễ dàng hơn so với các bản khác

· OWL DL (OWL Description Logic): hỗ trợ cho những người dùng cần sự diễn

cảm tối đa trong khi cần duy trì tính tính toán toàn vẹn (tất cả các kết luận phải được đảm bảo để tính toán) và tính quyết định (tất cả các tính toán sẽ kết thúc trong khoảng thời gian hạn chế) OWL DL bao gồm tất cả các cấu trúc của ngôn ngữ OWL, nhưng chúng chỉ có thể được sử dụng với những hạn chế nào đó Ví

dụ, trong khi một lớp có thể là một lớp con của rất nhiều lớp, một lớp không thể

là một thể hiện của một lớp khác OWL DL cũng được chỉ định theo sự tương ứng với logic mô tả, một lĩnh vực nghiên cứu trong logic đã tạo nên sự thiết lập chính thức của OWL

· OWL Full: muốn đề cập tới những người dùng cần sự diễn cảm tối đa và sự tự

do của RDF mà không cần đảm bảo sự tính toán của các biểu thức Ví dụ, trong OWL Full, một lớp có thể được xem xét đồng thời như là một tập của các cá thể

và như là một cá thể trong chính bản thân nó OWL Full cho phép một Ontology gia cố thêm ý nghĩa của các từ vựng được định nghĩa trước (RDF hoặc OWL)

Mối liên hệ giữa các ngôn ngữ con của OWL:

Các ngôn ngữ con của OWL được trình bày bên trên có các mối quan hệ như sau:

· Mọi Ontology hợp lệ dựa trên OWL Lite đều là Ontology hợp lệ trên OWL DL

· Mọi Ontology hợp lệ dựa trên OWL DL đều là Ontology hợp lệ trên OWL Full

· Mọi kết luận hợp lệ dựa trên OWL Lite đều là kết luận hợp lệ trên OWL DL

· Mọi kết luận hợp lệ dựa trên OWL DL đều là kết luận hợp lệ trên OWL Full Các phiên bản này tách biệt về các tiện ích khác nhau, OWL Lite là phiên bản đơn giản nhất và OWL Full là phiên bản phức tạp nhất CSML hỗ trợ OWL-DL vì đây

là phiên bản hoàn chỉnh có thể dùng được và được hỗ trợ tốt bởi các thư viện và các cơ chế suy diễn (reasoners) như Jena [8] và Racer [9] Ngoài ra, so với OWL-DL, OWL-Lite thì quá đơn giản nên chỉ phù hợp với các ứng dụng đơn giản trong khi OWL-Full thì chưa hoàn chỉnh và chưa được hỗ trợ đầy đủ của các thư viện và các cơ chế suy diễn

2.1.4 Ngôn ngữ Web Ontology- WSML

Web Service Modeling Language WSML là một ngôn ngữ dùng để mô tả các Ontology và đặc tả của dịch vụ Web [10] Cụ thể WSML cung cấp các cú pháp và ngữ nghĩa cho ngôn ngữ WSMO (Web Service Modeling Ontology) Cũng như các ngôn ngữ Onlogy khác, WSML cũng bao gồm các khái niệm, thuộc tính, thực thể và các mối liên hệ giữa các khái niệm và các thuộc tính

WSML framework cho phép một số các kiểu khác nhau Các kiểu này và mối liên hệ giữa chúng được minh họa dưới hình sau :

Hình 2.1: Các kiểu của WSML [10]

· WSML-Core : đáp ứng với các phần giao của mô tả logic (Description Logic) và

Horn Logic (không có biểu tượng hàm và không có đẳng thức) trên nền tảng ngôn ngữ mô tả logic Đặc điểm chính của ngôn ngữ là hỗ trợ các mô hình lớp, thuộc tính, mối quan hệ nhị phân và các thực thể Đặc biệt, ngôn ngữ hỗ trợ các lớp theo cấp bậc và các mối quan hệ theo cấp bậc WSML-Core được mở rộng với các kiểu dữ liệu hỗ trợ hữu ích trong các ứng dụng WSML-Core hoàn toàn tương thích với một tập con của OWL

· WSML-DL : mở rộng của WSML-Core, nó tương thích hoàn toàn với

Description Logic SHIQ Do đó, việc bao trùm các phần của OWL mà nó được thể hiện một cách hiệu quả hơn

· WSML-Light : mở rộng của WSML-Core trong sự điều khiển của lập trình

Logic WSML-Light có một tập hợp phong phú những mô hình nguyên thủy cho đặc tả các thuộc tính khác nhau như những giá trị và sự ràng buộc toàn vẹn Hơn nữa, WSML-Light kết hợp chặc chẽ một ngôn ngữ quy tắc, trong khi vẫn còn cho phép dễ quyết định hiệu quả công việc Chính xác hơn nữa, WSML-

Light cho phép bất kỳ quy tắc Datalog nào, mở rộng với sự khác nhau, và sếp thành tầng phủ định

· WSML-Rule : mở rộng của WSML-Light đủ khả năng cho ngôn ngữ lập trình

Logic, bởi việc cho phép những ký hiệu hàm và những quy tắc không an toàn

· WSML-Full : hợp nhất của tất cả các loại WSML

Với các kiểu của WSML trên, hệ thống CSML đã kiểm tra và hoạt động tốt với WSML-Rule còn các kiểu khác thì chưa có thời gian cho phép để xem xét và đánh giá Nhưng hệ thống CSML dùng các dữ liệu vào (Precondition) và dữ liệu ra (Postcondition) để giải quyết vấn đề kết nối nên hệ thống cũng có thể hoạt động tốt với các kiểu còn lại

2.2 Dịch vụ Web ngữ nghĩa

Các dịch vụ Web (Web services) là những chương trình tiện ích được truy xuất qua môi trường Internet sử dụng giao thức HTTP Dựa trên sự phát triển gần đây của Web có ngữ nghĩa (Semantic Web), các dịch vụ Web có ngữ nghĩa (Semantic Web Service) được giới thiệu Các dịch vụ Web có ngữ nghĩa sử dụng Ontology để mô tả ngữ nghĩa của các dịch vụ được cung cấp, nhờ đó ý nghĩa và kết quả xuất của các dịch

vụ Web có thể được hiểu rõ bởi con người lẫn các chương trình máy tính Các dịch vụ Web có ngữ nghĩa, nhờ vậy, có thể sử dụng để quản lý và cập nhật thông tin tự động trên hệ thống thông tin

Dịch vụ Web ngữ nghĩa là sự mở rộng của dịch vụ Web bằng cách dùng tri thức

để hiển thị kỹ thuật của Web ngữ nghĩa Làm cho dịch vụ Web ngữ nghĩa trở nên thực

tế, ngôn ngữ mô tả (markup languages) phải được mô tả một cách thích đáng để cho máy có thể hiểu được Yêu cầu một ngôn ngữ như vậy bao gồm:

· Khám phá tự động (Automatic Discovery): Khám phá dịch vụ Web tự động là

một quá trình tự động hoặc xác định các dịch vụ Web mà đáp ứng được yêu cầu

của người dùng Ví dụ, người dùng mong muốn tìm kiếm một dịch vụ bán máy tính và chấp nhận thanh toán qua thẻ tín dụng (Credit card) Hiện tại, công việc này phải được thực hiện bởi con người như dùng một máy tìm kiếm để tìm một dịch vụ Sau đó sẽ xử lý kết quả thông qua trang Web và thực thi dịch vụ bằng tay Thứ nhất nó được xác định, ngay cả nếu giao thức UDDI (Universal Description, Discovery and Integration) được dùng để xác định dịch vụ Web, kết quả tìm kiếm vẫn bị thiếu sót Với dịch vụ Web ngữ nghĩa, thông tin cần thiết cho khám phá dịch vụ có thể đặc tả như một máy tính có thể thông dịch ngữ nghĩa (semantic markup) Và một dịch vụ đăng ký hay tác nhân có thể được dùng để xác định tự động dịch vụ

· Thực thi tự động (Automatic Invocation): Một tác nhân phần mềm hoặc một

chương trình máy tính phải có thể được xác định tự động cách nào để thực thi dịch vụ Dịch vụ Web ngữ nghĩa cung cấp một đặc tả của những gì mà tác nhân cần để thực thi dịch vụ Một tác nhân phần mềm nên được thông dịch đặc tả để xác định đâu là đầu vào và cần thiết để thực thi dịch vụ, và thông tin gì sẽ được trả về

· Kết nối tự động (Automatic Composition): Tác vụ này bao gồm chọn lọc tự

động, kết nối và interoperation của dịch vụ Web để thực thi vài tác vụ phức tạp hoặc một mô tả ở mức cao cung cấp bởi người yêu cầu Hiện tại, người dùng phải tự chọn lọc dịch vụ Web và đặc tả kết nối Với dịch vụ Web ngữ nghĩa, các tác nhân phầm mềm đựơc mong đợi để chọn lọc và kết nối một số của dịch vụ Web để hoàn thành mục tiêu phức tạp

· Giám sát tự động (Automatic Monitoring): Trong khi hệ thống đang thực thi,

các tác nhân phần mềm có thể kiểm tra, xem xét các thuộc tính dịch vụ một cách

tự động

Một dịch vụ Web ngữ nghĩa phải được mô tả bởi một ngôn ngữ nhất định Có nhiều ngôn ngữ mô tả cho dịch vụ Web, trong đó hai ngôn ngữ được dùng phổ biến nhất hiện nay là OWL-S (Web Ontology Language) [11] và WSMO (Web Service Modeling Ontology) [5] sẽ được giới thiệu ở phần dưới đây

2.2.1 Mô hình dịch vụ Web

Dịch vụ Web là một hiện thực của dịch vụ sử dụng giao thức Web để giao tiếp Dịch vụ Web cung cấp hệ thống phần mềm hỗ trợ việc giao tiếp giữa các máy tính trên mạng Ta có mô hình tổng quan về dịch vụ Web

Hình 2.2: Mô hình dịch vụ Web

· Các dịch vụ nhà cung cấp (Service Providers) sẽ đăng ký thông tin về dịch vụ

mà mình có thể cung cấp (các chức năng có thể cung cấp, khả năng của hệ thống, giá cả dịch vụ, .) vào hệ thống khám phá dịch vụ Web (Service Discovery)

· Dịch vụ yêu cầu (Service Requester) khi có nhu cầu về một dịch vụ nào đó sẽ tìm kiếm thông tin trên hệ thống khám phá dịch vụ Web

· Khám phá dịch vụ (Service Discovery) ngoài chức năng hỗ trợ tìm kiếm còn có thể xếp hạng các dịch vụ nhà cung cấp dựa trên các tiêu chí về chất lượng dịch

vụ, bầu chọn từ các khách hàng đã sử dụng dịch vụ, Những thông tin này sẽ

hỗ trợ thêm cho quá trình tìm kiếm của nhà yêu cầu dịch vụ

· Khi đã xác định được dịch vụ nhà cung cấp mong muốn, dịch vụ yêu cầu thiết lập kênh giao tiếp trực tiếp với dịch vụ nhà cung cấp nhằm sử dụng dịch vụ hoặc tiến hành thương lượng thêm …

Khám phá dịch vụ Web chỉ tìm kiếm các dịch vụ Web đơn lẻ Từng dịch vụ Web đơn lẻ đôi khi không đáp ứng được yêu cầu của người dùng Tuy nhiên, nếu kết nối các dịch vụ Web đơn lẻ được cung cấp sẽ đáp ứng được nhu cầu người dùng Khi

có một yêu cầu từ nhà yêu cầu dịch vụ, hệ thống kết nối sẽ xem xét tất cả các dịch vụ

mà nhà cung cấp đã được đăng ký trên hệ thống Hệ thống sẽ thực hiện kết nối các dịch

vụ lại nếu cần thiết để đáp ứng yêu cầu của nhà yêu cầu dịch vụ

2.2.2 OWL-S

OWL-S [11] là ngôn ngữ mô tả dịch vụ Web dựa trên OWL Ontology Nó cung cấp cho nhà cung cấp dịch vụ Web với một tập hợp nhân của câu lệnh ngôn ngữ đánh dấu cho mô tả các thuộc tính và khả năng của dịch vụ Web của chúng rõ ràng, computer-intepretable form OWL-S đánh dấu của dịch vụ Web sẽ làm cho dễ dàng sự

tự động của các tác vụ dịch vụ Web, bao gồm khám phá, thực thi, kết nối, thao tác (interoperation) dịch vụ Web tự động Theo các lớp tiếp cận để phát triển ngôn ngữ đánh dấu, phiên bản hiện tại của OWL-S xây dựng trên OWL

OWL-S (phiên bản trước đây là DAML-S) là ngôn ngữ mô tả Web ngữ nghĩa được biết đến và thông dụng nhất hiện nay- dựa trên framework mô tả dịch vụ Web

Có ba phần chính (Hình 2.3) trong cấu trúc của Ontology: service profile dùng để đăng

ký, quảng cáo và khám phá dịch vụ; process model, cung cấp một mô tả chi tiết của

một thao tác của dịch vụ; và grounding, cung cấp chi tiết làm cách nào để thao tác

(interoperate) với một dịch vụ, qua thông điệp

Hình 2.3: Các thành phần chính của OWL-S [11]

Dịch vụ có một ServiceProfile mà có một Profile lớp con Profile cung cấp như

là từ vừng để mô tả đặc điểm những thuộc tính của nhà cung cấp dịch vụ, các thuộc tính chức năng của dịch vụ như là vào, ra, tác dụng và điều kiện tiên quyết (IOPEs- input, output, precondition, and effects) và thuộc tính không chức năng của dịch vụ Profile được dùng cho khám phá dịch vụ Nhà cung cấp dịch vụ cung cấp mô tả này tới dịch vụ thư mục

Dịch vụ được mô tả bởi một ServiceModel mà có một lớp con gọi là Process

Process bao gồm tất cả các thuộc tính chức năng của dịch vụ; Profile bên kia không cần bao gồm tất cả các thuộc tính chức năng Dịch vụ có thể là một chọn lọc của dịch vụ nguyên thủy (atomic service), dịch vụ kết nối hoặc một kết hợp cả hai Process để nhà cung cấp dịch vụ mô tả dịch vụ trong các định nghĩa của IOPEs và được dùng cho kết nối

Dịch vụ hỗ trợ một ServiceGrounding, mà có một lớp con gọi là Grounding

Grounding cung cấp một giao diện để gắn vào ngôn ngữ mô tả WSDL Nó cũng cung cấp eXtensible Stylesheet Language Transformations (XSLT) cho biển đổi giữa XML

và RDF/XML Grounding chỉ ra làm thế nào dịch vụ nguyên thủy (atomic service) có thể thực thi dùng một hoạt động WSDL (Đây là tương đương với một dịch vụ nguyên thủy trong WSDL)

2.2.3 WSMO

WSMO [5] là một Ontology cho mô tả diện mạo khác nhau về mối quan hệ đến những dịch vụ Web ngữ nghĩa WSMO (Web Service Modeling Ontology) cung cấp các đặc tả Ontology cho các nhân của những dịch vụ Web ngữ nghĩa

Có bốn phần tử chính (hình 2.4) trong cấu trúc của WSMO là những Ontology,

mô tả dịch vụ Web, Goals, và Mediatior Những Ontology cung cấp các thuật ngữ dùng

bởi các phẩn tử WSMO khác Mô tả dịch vụ Web, mô tả chức năng và các xử lý, hoạt động của một dịch vụ Web Goals miêu tả yêu cầu của người dùng Mediator nhắm

vào nắm bắt tự động các vấn đề interoperability giữa các phần tử WSMO khác nhau

Hình 2.4: Các thành phần chính của WSMO [5]

Ontologies là chìa khóa để liên kết đến các định nghĩa về khái niệm ngữ nghĩa

thế giới thật và được chấp nhận trên cộng đồng người dùng Từ định nghĩa khái niệm này chúng ta muốn rút ra các thành phần chủ yếu mà nó định nghĩa một Ontology Ontologies định nghĩa một thuật ngữ phù hợp phổ biến bằng cách cung cấp các khái niệm và mối quan hệ giữa các khái niệm Để mà nắm bắt các thuộc tính ngữ nghĩa của mối quan hệ và khái niệm, một Ontology thông thường cũng cung cấp một tập hợp của các tiên đề, mà nó là sự diễn đạt trong vài ngôn ngữ logic Theo các danh sách tồn tại của định nghĩa của các phần tử Ontology WSMO và theo mô tả sub_sections chi tiết hơn các thuộc tính của phẩn tử Ontology WSMO

Mô tả dịch vụ Web bao gồm chức năng và không chức năng và các diện mạo

hành vi của một dịch vụ Web Một dịch vụ Web là một thực thể sử dụng điện toán mà

nó thì có thể đạt được một kết quả người dùng Một dịch vụ Web trái ngược là các giá trị thực được cung cấp bởi các yêu cầu này Bằng cách ấy một dịch vụ Web có thể cung cấp một dịch vụ khác, như ví dụ Amazon có thể được sử dụng để thu nhận những quyển sách cũng như tìm ra số ISBN của một quyển sách

Goals là sự mô tả của một đối tượng mà sự hoàn thành của nó được tìm kiếm

thông qua thực thi của một dịch vụ Web Goals có thể được mô tả của dịch vụ Web mà

có thể là tiềm năng thỏa mãn yêu cầu của người dùng

Mediators mô tả các yếu tố mà khắc phục vấn để giao tiếp các thành phần giữa

các yếu tố WSMO khác nhau Mediators là nhân khái niệm để giải quyết không tương thích dữ liệu, mức quá trình và giao thức, Để mà giải quyết các lỗi xo trùng giữa dùng thuật ngữ khác nhau (mức dữ liệu), trong sự hướng dẫn truyền đạt giữa dịch vụ Web (mức giao thức) và trên mức của kết nối dịch vụ Web

2.3 Kết nối dịch vụ Web (Web service composition)

Kết nối dịch vụ Web là một ý tưởng của chọn lọc các thành phần của dịch vụ bằng cách kết nối dịch vụ thực thi phương tiện trên một tập hợp của các tiêu chuẩn Kết nối dịch vụ Web cung cấp một chuẩn mở- nền tảng tiếp cận cho kết nối dịch vụ Web lại với nhau để tạo ra một quy trình hoạt động ở mức cao hơn Tiêu chuẩn được thiết kế

để giảm các yêu cầu phức tạp để kết nối dịch vụ Web, từ đó làm giảm thời gian và chi phí và tăng độ hiệu quả trong kinh doanh

Mặc dù tất cả những cố gắng trên, kết nối dịch vụ Web vẫn còn là một công việc rất phức tạp, và nó hơi bao la với khả năng của con người để thương thảo với toàn bộ quá trình bằng tay Sự phức tạp, nhìn tổng quan, đến từ những nguồn sau Trước hết, số những dịch vụ sẵn sàng thông qua mạng tăng đáng kể trong những năm gần đây, điều

đó có thể mong đợi một số lượng dịch vụ Web khổng lồ trong kho sẽ được tìm kiếm Thứ hai, dịch vụ Web có thể được tạo và cập nhật bất cứ nơi nào Do đó hệ thống kết nối cần nhận ra và cập nhật trong thời gian thực và quyết định cần phải được làm dựa trên những thông tin ngày tháng đưa lên Thứ ba, dịch vụ Web có thể được phát triển bởi nhiều tổ chức khác nhau, mà mỗi tổ chức thì dùng những mô hình khái niệm khác nhau để mô tả dịch vụ, tuy nhiên, không tồn tại một ngôn ngữ duy nhất nào để định nghĩa và tính toán dịch vụ Web trong đồng nhất về ý nghĩa

Do đó, xây dựng dịch vụ Web kết nối với công cụ tự động hoặc bán (semi) tự đông là điều cần thiết Vì vậy, nhiều phương thức cho mục đích này đã được đề xuất Trong đó, hầu hết các nghiên cứu đều tập trung vào hai phương pháp là Workflow và

AI planning

Theo [12], quy trình kết nối dịch vụ tự động bao gồm các quá trình như sau:

Hình 2.5: Framework của hệ thống kết nối dịch vụ Web [12]

Biểu diễn của dịch vụ đơn (Presentation of single service): trước tiên, nhà cung

cấp dịch vụ sẽ quảng cáo dịch vụ sơ khai (atomic service) của họ tại một thị trường toàn cầu Có nhiều ngôn ngữ khác nhau đang tồn tại cho quảng cáo, ví dụ như, UDDI [13] hoặc OWL-S ServiceProfile [11] hoặc Web Service [5] … Bản chất các thuộc tính

là mô tả một dịch vụ Web bao gồm: chữ ký, các trạng thái và thuộc tính không chức năng Chữ ký được miêu tả bởi đầu vào, đầu ra và ngoại lệ của dịch vụ Nó cung cấp thông tin về biển đổi dữ liệu trong suốt quá trình thực thi của một dịch vụ Web Các trạng thái (states) đặc tả bởi điều kiện tiên quyết và điều kiện sau Chúng ta làm mẫu

nó như là chuyển đổi từ một tập hợp các trạng thái này đến một trạng thái nào khác của thế giới Các giá trị không chức năng (non-function value) là những thuộc tính đó mà

nó được dùng cho tính toán dịch vụ như là chi phí, chất lượng dịch vụ và kết quả bảo mật

Sự dịch của ngôn ngữ (Translation of the languages): Hầu hết các hệ thống kết

nối dịch vụ phân biệt hai loại ngôn ngữ đặc đả dịch vụ bên trong và bên ngoài Ngôn ngữ bên ngoài được dùng bởi người dùng dịch vụ để tăng khả năng tiếp cận của người dùng trong ngữ nghĩa mà người dùng có thể biểu thị những gì mình muốn và đề nghị

một cách tương đối dễ dàng Chúng thường khác với ngôn ngữ bên trong mà nó được dùng bởi phần tạo tiến trình kết nối, bởi vì tạo tiến trình yêu cầu theo nghi thức hơn và ngôn ngữ rõ ràng hơn như ngôn ngữ lập trình logic Cho đến lúc này, những người dùng quen với các ngôn ngữ chuẩn như WSDL và OWL-S Như vậy thành phần dịch giữa ngôn ngữ dịch vụ Web chuẩn và ngôn ngữ bên trong phải được triển khai

Phát sinh của mô hình quá trình kết nối (Generation of composition process

model): Trong lúc đó, nhà yêu cầu dịch vụ cũng có thể biểu diễn yêu cầu trong một ngôn ngữ đặc tả dịch vụ Một tiến trình tạo thì cố gắng giải quyết yêu cầu bằng cách kết nối các dịch vụ atomic quảng cáo bởi các nhà cung cấp dịch vụ Tạo tiến trình thường cầm lấy những tính hoạt động của dịch vụ như là mô hình quá trình vào ra mà

nó mô tả dịch vụ kết nối Mô hình quá trình bao gồm một tập hợp các chọn lọc dịch vụ atomic và luồn điều khiển và luồn dữ liệu giữa các dịch vụ này

Đánh giá dịch vụ kết nối (Evaluation of composite service): Nó cũng khá

chung chung bởi nhiều dịch vụ có những tính hoạt động như vậy hoặc tương tự Do đó,

nó có thể phát sinh nhiều hơn một dịch vụ kết nối đáp ứng được yêu cầu Trong trường hợp đó, dịch vụ kết nối được đánh giá bởi toàn bộ lợi ích dùng thông tin cung cấp từ các thuộc tính không chức năng Phương pháp thường dùng nhất là những hàm có ích Nhà yêu cầu nên định rõ trọng lượng của mỗi thuộc tính không chức năng và dịch vụ kết nối tốt nhất là dịch vụ mà người ta sếp hạng ở trên

Sự thực thi của dịch vụ kết nối (Execution of composite service): Sau khi quá

trình kết nối duy nhất được xác định, dịch vụ kết nối đã sẵn sàng để thực hiện Quá trình thực thi của một dịch vụ kết nối có thể xem như là một quá trình nối tiếp tuần tự của sự chuyển thông tin theo mô hình quá trình Luồng dữ liệu của dịch vụ kết nối được định nghĩa như những hoạt động mà dữ liệu ra của dịch vụ thực thi trước sẽ truyền vào dữ liệu vào của dịch vụ sơ khai (atomic service) thực thi sau

2.4 Tóm tắt

Chương này giới thiệu cơ sở lý thuyết của luận văn, khái niệm về Ontology và giới thiệu hai ngôn ngữ để mô tả Ontology là OWL và WSML đồng thời giới thiệu hai ngôn ngữ mô tả dịch vụ Web là OWL-S và WSMO Giới thiệu mô hình dịch vụ Web

và mô hình kết nối dịch vụ Web ngữ nghĩa Qua đó, nắm bắt được một cách tổng quan

về mô hình kết nối dịch vụ Web ngữ nghĩa Chương tiếp theo giới thiệu về những công trình liên quan mà sử dụng những cơ sở lý thuyết này

Chương 3: CÁC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN 3.1 Khảo sát các công trình liên quan

Mục tiêu ban đầu của Web ngữ nghĩa là để hỗ trợ người dùng tìm kiếm thông tin trên mạng một cách nhanh chóng, chuẩn xác và thông minh hơn so với các công cụ tìm kiếm truyền thống Kể từ đó đến nay, các kỹ thuật liên quan đến Web ngữ nghĩa không ngừng được hoàn thiện, mở rộng và phát triển như: phát triển các chuẩn công nghệ chung để biểu diễn thông tin và cho phép máy tính có thể hiểu được một số thông tin trên Web, hỗ trợ tìm kiếm thông minh hơn, hỗ trợ việc khám phá, tách chiết thông tin, tích hợp dữ liệu và tự động hóa một số công việc thay cho con người, trong đó có vấn đề không kém phần quan trọng là hoạt động kết nối các dịch vụ Web Có nhiều hướng tiếp cận về kết nối đã được đề xuất để giải quyết nhu cầu Hình 3.1 dưới giới thiệu cách nhìn tổng thể về các hướng tiếp cận đã được đề xuất

Hình 3.1: Các hướng tiếp cận kết nối dịch vụ Web

Giải thuật kết nối dịch vụ Web có thể chia ra làm hai hướng tiếp cận chính, đó là

Workflow và AI (Artificial Intelligence) Planning Với hướng tiếp cận Workflow, trước

tiên, một yêu cầu dịch vụ Web được xác định Sau đó, các dịch vụ cung cấp được so trùng trực tiếp với dịch vụ Web yêu cầu Hướng tiếp cận này có một số hạn chế là thiếu linh động khi Workflow phải được xác định sẵn Một Worlflow là kết nối của các tác

vụ và mỗi tác vụ được xem xét như một yêu cầu dịch vụ Web Tuy nhiên, ưu thế của hướng tiếp cận này là thời gian đáp ứng nhanh hơn

Ngược lại, cách tiếp cận AI Planning thì tiên tiến hơn Workflow bởi sự linh động, bằng cách dùng các dữ liệu vào (inputs) và các yêu cầu đầu ra (outputs) của các dịch vụ Web Do đó, kết nối các dịch vụ Web không cần phải định nghĩa sẵn Có nhiều

kỹ thuật đề xuất trong hướng tiếp cận này được trình bày chi tiết trong khảo sát của Rao &Ru [12] như: Situation Calculus, Rule-base, Pre-Computation, PDDL(Planning Domain Definition Language), Simi Automated Tuy nhiên, hướng tiếp cận này có hạn chế là thời gian thực thi lâu Hơn nữa đôi khi kết quả kết nối lại vô nghĩa Điều đó, mặc

dù dữ liệu vào và kết quả đầu ra được so trùng, nhưng kết nối dịch vụ Web không biểu thị hết ý nghĩa các chức năng

3.2 Kết nối dịch vụ Web dùng kỹ thuật Workflow

Phương pháp tiếp cận Workflow có thể được chia ra là phương pháp tĩnh và động Workflow tĩnh có nghĩa là nhà yêu cầu (requester) nên được xây dựng một mô hình quy trình lý thuyết trước khi có kế hoạch kết nối bắt đầu Mô hình quy trình lý thuyết bao gồm một tập hợp các tác vụ và dữ liệu phụ thuộc của chúng Mỗi tác vụ chứa một mệnh đề truy vấn dùng để tìm kiếm một dịch vụ Web nguyên bản thật để hoàn thành nhiệm vụ Trong trường hợp đó, chỉ có chọn lọc và kết nối của dịch vụ Web nguyên bản (atomic) là được làm một cách tự động bởi chương trình Hầu hết thông thường dùng phương thức tĩnh là để định rõ mô hình quy trình trên đồ thị Bên cạnh đó, kết nối động tạo ra cả hai mô hình quy trình và chọn lọc các dịch vụ Web

nguyên thủy một cách tự động Điều này yêu cầu nhà yêu cầu (requester) định rõ các

sự ràng buộc khác nhau, bao gồm phụ thuộc của dịch vụ nguyên thủy, tham khảo của người dùng

Semantic E-Workflow Composition [14] là một nghiên cứu bàn về kết nối trong

hệ thống Workflow Công việc này giới thiệu ý niệm của việc dùng dịch vụ Web như

là một nhiệm vụ trong Workflow Chúng hướng vào vấn đề của việc lựa chọn các dịch

vụ Web thích hợp dùng để khám phá ngữ nghĩa Chúng cũng tham khảo thế nào các dịch vụ Web có thể tích hợp vào trong Workflow bằng các cú pháp và tích hợp ngữ nghĩa của đầu vào và đầu ra Sự đóng góp của nghiên cứ này là cung cấp một công cụ đơn giản để hỗ trợ trong kết nối Workflow một cách không tự động

3.3 Kết nối dịch vụ Web dùng kỹ thuật AI Planning

Nhiều nghiên cứu cố gắng giải quyết vấn đề kết nối dịch vụ Web qua phương pháp AI planning Trong đó, vấn đề giải quyết có thể được mô tả như là một bộ năm {S,So,G,A,T} Trong đó, S là một tập hợp của tất cả các trạng thái có thể của thế giới,

SoÌS biểu thị trạng thái ban đầu của thế giới, G ÌS biểu thị trạng thái đích của thế giới của việc đặt kế hoạch mà hệ thống cố gắng đạt được A là một tập hợp của kế hoạch hoạt động có thể thực hiện trong sự cố gắng để thay đổi một trạng thái này sang trạng thái khác trong thế thới, và chuyển đổi mối quan hệ T Í S x A x S định nghĩa điều kiện tiên quyết và hiệu quả cho thực hiện của mỗi hoạt động

Trong những dịch vụ của dịch vụ Web, So và G là những trạng thái ban đầu và các trạng thái đích đặc tả trong yêu cầu của các nhà yêu cầu dịch vụ Web A là một tập hợp các dịch vụ Web đang tồn tại T xúc tiến biểu thị sự thay đổi chức năng G của mỗi dịch vụ

Composing OWL-S Web Services [6] hướng tiếp cận dùng kỹ thuật AI Plaining

để xây dựng giải thuật kết nối dịch vụ Web Giải thuật dựa vào các dữ liệu vào và kết