UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE - UFCG docs. ... universidade federal de campina grande - ufcg centro de engenharia elÉtrica e informÁtica coordenaÇÃo de pÓs-graduaÇÃo

UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE - UFCG CENTRO DE ENGENHARIA ELÉTRICA E INFORMÁTICA

COORDENAÇÃO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM INFORMÁTICA - COPIN

DISSERTAÇÃO DE MESTRADO

WEBS COMPOSER: UMA FERRAMENTA BASEADA EM ONTOLOGIAS PARA A DESCOBERTA E

COMPOSIÇÃO DE SERVIÇOS NA WEB

Fabio Gomes de Andrade (Mestrando)

Ulrich Schiel (Orientador)

Cláudio de Souza Baptista (Orientador)

CAMPINA GRANDE, JULHO DE 2006

WEBS COMPOSER:UMA FERRAMENTA BASEADA EM ONTOLOGIAS PARA A DESCOBERTA E COMPOSIÇÃO DE SERVIÇOS NA WEB

Dissertação submetida à Coordenação do Curso de Pós-Graduação em Informática

do Centro de Engenharia Elétrica e Informática da Universidade Federal de

Campina Grande, como requisito parcial para a obtenção de grau de Mestre em

Informática.

Área de concentração: Ciência da Computação

Linha: Sistemas de Informação e Banco de Dados

Fabio Gomes de Andrade (Mestrando)

Ulrich Schiel (Orientador)

Cláudio de Souza Baptista (Orientador)

CAMPINA GRANDE, JULHO DE 2006

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FICHA CATALOGRÁFICA ELABORADA PELA BIBLIOTECA CENTRAL DA UFCG

A553w Andrade, Fábio Gomes de 2006 Webs composer: uma ferramenta baseada em ontologias para a descoberta e

composição de serviços na web / Fábio Gomes de Andrade. ─ Campina Grande, 2006.

115f.: il.

Referências. Dissertação (Mestrado em Informática) – Universidade Federal de Campina

Grande, Centro de Engenharia Elétrica e Informática. Orientador: Cláudio de Souza Baptista.

1─ Sistemas de Gerenciamento de Base de Dados 2─ Ontologia 3─ Web Services I─Título

CDU 004.65:111

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“Não é mérito o fato de nunca termos caído, mas o de

termos nos levantado todas as vezes em que caímos”

Provérbio Árabe

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Agradecimentos

Primeiramente a Deus, maior fonte de amor e misericórdia.

Ao meu pai José e à minha mãe Alzira, por todo o amor e carinho que me

dedicaram por toda a minha vida, e por nunca terem me deixado desistir, às minhas irmãs

Sheila e Fernanda por todo o carinho e apoio e ás minhas sobrinhas Gabriella e Lívia,

fontes de doçura que me fazem esquecer de todos os meus problemas.

À minha noiva Ranielly, por todo o incentivo e carinho recebidos nos momentos

mais difíceis.

Aos meus orientadores Ulrich e Cláudio, pela paciência, apoio, motivação,

dedicação, conhecimentos transmitidos, pelas caronas para a rodoviária e pelos excelentes

bate-papos.

Aos meus colegas de curso Elvis, Fábio Leite, Cláudio Campêlo e Damião, por todo

o apoio e pelos ótimos momentos no LSI.

A todos os meus colegas de trabalho, especialmente aos meus grandes amigos

Claudivan, Edemberg e Daladier, que sempre me incentivaram e permitiram a minha

liberação.

Aos meu cunhado Gean, pela companhia durante as viagens para Campina Grande,

e ao meu cunhado Camillo, pelo incentivo.

À Aninha, por sua simpatia e por resolver todos os meus problemas burocráticos.

À COPIN, pela oportunidade de cursar o mestrado.

A todas as pessoas que, de alguma forma, contribuíram para este trabalho.

v

Resumo

Atualmente, muitas empresas utilizam a plataforma de web services para oferecer os

seus serviços na web. Estes serviços podem ainda ser compostos para resolver tarefas mais

complexas. Isto fez surgir a necessidade do desenvolvimento de ferramentas de buscas

capazes de localizar estes serviços com precisão e descobrir automaticamente composições

de serviços que podem ser montadas para resolver uma requisição do usuário. Este trabalho

apresenta WebS Composer, uma ferramenta que usa ontologias para localizar serviços e

composições de serviços que atendem uma determinada solicitação. Além disso, ela usa

características especificas do provedor do serviço para selecionar, dentre os resultados

recuperados, aqueles que mais se adequam às necessidades e preferências do usuário.

vi

Abstract

Recently, there are many companies using service oriented architectures in order to

offer their services in the web. These services may still be composed in order to solve more

complex tasks. This service composition demands for developing searching tools which are

able to find those services with accuracy. This work presents WebS Composer, a tool that

uses ontologies in order to find services and service compositions which satisfy a specific

request. Furthermore, WebS Composer uses constraints based on the service provider’s

features to select, among the retrieved results, those that are more relevant to user request

vii

Índice

CAPÍTULO I - INTRODUÇÃO ........................................................................................ 1 CAPÍTULO II – TRABALHOS RELACIONADOS......................................................... 5 2.1 A composição de serviços ............................................................................................ 5 2.1.1 Uma solução baseada em contratos ........................................................................... 6 2.1.2 IRS-III........................................................................................................................ 9 2.2 A descoberta e seleção de composição de serviços.................................................... 13 2.2.1 Compat .................................................................................................................... 13 2.2.2 O trabalho de Kvaloy............................................................................................... 18 2.2.3 A proposta de Aversano para a descoberta de composições ................................... 20 2.2.4 Uma solução baseada em planos de contingência ................................................... 23 2.2.5 O trabalho de Gekas & Masli .................................................................................. 28 2.2.6 O trabalho de Medjahed et al................................................................................... 29 2.3 Considerações Finais .................................................................................................. 34 CAPÍTULO III – WEBS COMPOSER............................................................................ 36 3.1 Os requisitos funcionais ............................................................................................. 36 3.2 Os requisitos não funcionais....................................................................................... 37 3.3 Os atores do sistema ................................................................................................... 39 3.4 A arquitetura de WebS Composer .............................................................................. 39 3.5 A camada da lógica do negócio.................................................................................. 42 3.5.1 O módulo de registro ............................................................................................... 42 3.5.2 O módulo de consulta .............................................................................................. 46 3.5.2.1 A descoberta de serviços simples ......................................................................... 49 3.5.2.3 A descoberta de composições seqüenciais ........................................................... 58 3.5.2.4 A consulta a provedores de serviços..................................................................... 67 3.5.2.5 A busca combinada............................................................................................... 71 3.5.3 O módulo de execução ............................................................................................ 72 3.5.2.3 O módulo de administração do sistema................................................................ 74 3.6 A camada de dados ..................................................................................................... 75 3.7 Analisando o desempenho de WebS Composer ......................................................... 77 3.8 Considerações Finais .................................................................................................. 80 CAPÍTULO IV – UM ESTUDO DE CASO.................................................................... 82 4.1 Ontologias para viagens.............................................................................................. 82 4.2 Os serviços.................................................................................................................. 85 4.3 Inserindo um novo provedor de serviços.................................................................... 85 4.4 Realizando buscas em WebS Composer .................................................................... 87 4.4.1 Consultando por serviços.........................................................