В.В. КЛИМОВ, С.П. СЕМИЧЕВСКИЙ, Д.С. ЦЕХМИСТРОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СПЕЦИФИКАЦИЙ RDF и OWL

В.В. КЛИМОВ, С.П. СЕМИЧЕВСКИЙ, Д.С. ЦЕХМИСТРОВ
Научный руководитель – Б.А. ЩУКИН, д.т.н., профессор
Московский инженерно-физический институт (государственный университет)
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СПЕЦИФИКАЦИЙ RDF и OWL
ДЛЯ СЕМАНТИЧЕСКОГО ПОИСКА WEB-СЕРВИСОВ
В докладе проводится обзор спецификаций RDF и OWL, а также
рассматриваются вопросы создания семантических web-сервисов и их
использования в семантической сети. Описываются особенности построения
новой сервис-ориентированной модели бизнес-отношений между организациями.
В
последнее
время
все
большее
значение
придается
программированию не целостных систем, а систем, состоящих из
большого числа разнородных частей, зачастую – разнесенных. Наиболее
важным направлением построения таких систем можно считать подход
сервис-ориентированной архитектуры (SOA)[1]. Хотя реализация идей
SOA возможна не только на web-сервисах, все сильнее проявляется
тенденция к отождествлению этих понятий, и большинство реализаций
представлены с использованием именно технологии web-сервисов.
Под web-сервисами обычно понимают компоненты прикладных
программных систем, которые доступны для пользователя через набор
протоколов, применяемых для работы в сети Internet (WSDL, UDDI) [2].
Web-сервисы используют XML, при помощи которого можно описать
любые данные независимым от платформы способом для обмена
информацией между системами, что приводит к слабо-связным
приложениям. Кроме того, они могут функционировать на более высоком
уровне абстракции, анализируя, модифицируя или обрабатывая типы
данных динамическим образом по требованию, и предоставляют
программному обеспечению взаимодействовать более открыто.
Следует также заметить, что в последнее время большое внимание
уделяется развитию разрабатываемой консорциумом W3C концепции
семантической паутины. Семантическая паутина — это надстройка над
существующей Всемирной паутиной, которая призвана сделать
размещённую в ней информацию более понятной для компьютеров [2].
Машинная обработка возможна в семантической паутине благодаря
двум её важнейшим характеристикам: повсеместному использованию
универсальных идентификаторов ресурсов (URI), а также повсеместному
использованию онтологий и языков описания метаданных. Техническую
часть семантической паутины составляет семейство стандартов на языки
описания, включающее XML, XML Schema, RDF, RDF Schema, OWL [3].
Рассматривая вышеназванные тенденции, становится очевидным
интерес к переднему краю развития технологии web-сервисов.
Семантические web-сервисы – законченные компоненты программной
логики с однозначно описанной семантикой, доступные через Интернет и
пригодные для автоматизированного поиска, композиции и выполнения с
учетом их семантики. Чтобы SW-сервисы стали реальностью, язык
разметки должен быть достаточно информативным, чтобы компьютер
был способен самостоятельно понимать смысл записанных на нём
выражений. Такой язык должен отвечать следующим требованиям [2]:
 Необходимость поиска сервисов (discovery). Программы должны
иметь возможность самостоятельно находить требуемые им webсервисы. Ни WSDL, ни UDDI не позволяют программе понять,
для чего именно нужен web-сервис. Семантический web-сервис
сможет предъявить описание своих свойств и возможностей с
тем, чтобы программы могли распознавать его предназначение
 Необходимость запускать сервисы (invocation). Программы
должны уметь узнавать, каким образом исполнять данный сервис.
 Необходимость использования вместе нескольких сервисов
(композиция), т.е. программы должны уметь отбирать нужные им
web-сервисы и комбинировать их для достижения целей
 Необходимость узнавать, что происходит после запуска сервиса
(мониторинг). Некоторым сервисам может требоваться
определённое время для исполнения работы, и агенты должны
быть в состоянии следить за ходом выполнения сервиса
При работе с традиционными коробочными решениями, основанными
на «толстых клиентах» у компаний возникают следующие проблемы:
 Для работы требуются установка и настройка на рабочем месте
клиентской части приложений. При смене версии требуется
постоянное обновление. Постепенный переход между версиями
компонентов системы затруднен, требуется полная переработка
функционала системы, а не замена отдельных модулей системы.
 С ростом числа пользователей сильно возрастают затраты на
поддержку и администрирование. Администратору необходимо
обслуживать все компьютеры, где установлена данная система.
 Модернизация программы или устранение ошибок приводит к
дополнительным трудозатратам. Становится необходимой
переустановка программы везде, где имеется старая версия
Этих проблем можно избежать, если сделать приложение на основе
семантических web-сервисов. Преимущества таких решений следующие:
 Для работы с web-приложением достаточно лишь наличие
браузера на рабочем месте клиента
 Поскольку у клиента не хранится ничего, то смена версий может
быть выполнена быстро. Вся логика находится внутри webсервисов. Необходимо лишь изменить реализацию на сервере
 Возможен переход между различными СУБД, операционными
системами, серверами приложений от различных производителей.
Переносимость достигается за счет использования Web-сервисов,
а также применения технологий семантического поиска
При помощи SW-сервисов можно перевернуть кардинальным образом
всю систему бизнес-отношений в IT. Каждая фирма будет
специализироваться на вычисление услуг определенного типа. Вся
бизнес-логика будет искаться при помощи семантического поиска.
Благодаря этому можно будет отыскивать наиболее подходящий для
решения текущей бизнес-задачи web-сервис. Если потребуется, то
несколько простых web-сервисов можно будет скомбинировать с
помощью семантики. В зависимости от сложности и уникальности
предоставляемой услуги по вычислению или обработки информации
определенного рода будет варьироваться стоимость предоставляемого
сервиса. Каждая компания будет выдавать в окружающий мир результаты
своих вычислений, которыми смогут пользоваться все остальные фирмы,
которым будет необходимы данные результаты вычислений и которые
будут приобретать у фирмы-реализатора возможность доступа к данной
услуге. При этом взаимодействие между сервисами различных
организаций идет по общим известным всем стандартам интерфейсов, а
вся логика реализации будет скрываться каждой фирмой как комерческая
тайна. Например с помощью онтологий связать календарь и города. А
пользователь может, связав их, сразу получить расписание поездов,
самолетов и других видов транспорта между городами. При помощи
семантики можно найти, например, сервисы, предоставляющие услуги по
бронированию номеров в отелях по Интернету для места прибытия.
Список литературы
1.
2.
3.
S. Weerawarana, F. Curbera. Web Services Platform Architecture. Prentice Hall PTR,
2005
Web Services Journal, т. 02, выпуск 12, Декабрь 2002
S. Powers. Practical RDF. O'Reilly Media, 2003