A new Approach for Web service Discovery and Composition based on semantic mediation and deductive reasoning: Application to Bioinformatics
Une nouvelle approche de Découverte et de Composition de Services Web à base de médiation sémantique et de raisonnement déductif : application au domaine informatique
Résumé
Service-oriented architectures emerged as a software architecture that provides a set of standards based mainly on the XML language and offering remote access to software components encapsulating treatments. Thus, this architecture provides an integration approach allowing the communication of information systems over distributed networks based on a set of data description and exchange protocols. Quickly, the number of Web services available on the web increased and attracted the interest of several scientific communities who would like to automate their process. To facilitate the research and composition of SW, several approaches emanating from the semantic web community propose to describe the functional and / or non-functional properties based on domain ontologies. A large number of proposals have introduced languages for the semantic description of services (OWL-S, WSMO, SA-WSDL).
However, these descriptions adopt different vocabularies to describe the services. The problem of my thesis is part of the semantic mediation of Web services aiming at the reconciliation of description vocabularies and approximate matchmaking at the time of research and composition of services by a final user.
Thus, we proposed an alignment of the vocabularies introduced by the different proposals. Then, we proposed a discovery approach based on an approximate matchmaking technique allowing to satisfy a user query Q expressing a set of functional and non-functional constraints. Matchmaking is a crucial operation in the discovery and selection of Web services. The goal of matchmaking is to discover and select the most appropriate Web service among the different available candidates considering the user's constraints. Our approach is based on relaxation techniques based on deductive reasoning allowing to increase the size of the search space of a user query. In the absence of an exact match between the user query and the available services, several types of approximate matches can be deduced (plugin, subsumption).
The experimental study of the thesis focused on the implementation of scientific workflows in the field of bioinformatics. This study showed the impact of reasoning techniques on the size of the search space of the discovered services and the cardinality of the composed service plans.
Les architectures orientées-services ont vu le jour comme une architecture logicielle offrant un ensemble de de standards basés essentiellement sur le langage XML et offrant l'accès a distance à des composants logiciels encapsulant des traitements. Ainsi, cette architecture offre une approche d'intégration permettant la communication de systèmes d’informations sur des réseaux distribués en se basant sur un ensemble de protocoles de description et d'échange de données. Rapidement, le nombre de services Web disponibles sur la toile a augmenté et a suscité l'intérêt de plusieurs communautés scientifiques qui souhaiteraient automatiser leur processus. Pour faciliter la recherche et la composition de SW, plusieurs approches émanant de la communauté Web sémantique proposent de décrire les propriétés fonctionnelles et/ou non fonctionnelles en se basant sur des ontologies du domaine. Un bon nombre de propositions ont introduit des langages pour la description sémantique de services a vu le jour (OWL-S, WSMO, SA-WSDL).
Cependant, ces descriptions adoptent différent vocabulaires pour décrire les services. La problématique de ma thèse
s’est inscrit dans le cadre de la médiation sémantique de services Web visant à la fois la réconciliation des vocabulaires de description et le \textit{matchmaking} approximatif au moment de la recherche et la
composition de services par un utilisateur final.
Ainsi, nous avons proposé un alignement des vocabulaires introduits par les différentes propositions.
Ensuite, nous avons proposé une approche de découverte basée sur une technique de matchmaking approximatif permettant de satisfaire une requête utilisateur $Q$ exprimant un ensemble de contraintes
fonctionnelles et non fonctionnelles. Le matchmaking est une opération cruciale dans la découverte et la sélection de services Web. L'objectif du matchmaking est de découvrir et de sélectionner le service Web le plus approprié parmi les différents candidats disponibles en considérant les contraintes de l'utilisateur. Notre approche se base sur des techniques de relaxation basées sur le raisonnement déductif permettant d'augmenter la taille de l'espace de recherche (\textit{search space}) d'une requête utilisateur. En absence d'un matching exact entre la requête utilisateur et les services disponibles, plusieurs types de matching approximatifs peuvent être déduits (plugin, subsomption).
L'étude expérimentale de la thèse s'est focalisé sur l'implémentation de workflows scientifiques dans le domaine de la bio-informatique. Cette étude a permis de
montrer l’impact des techniques de raisonnement sur la taille de l’espace de recherche (search space) des services
découverts et la cardinalité des plans des services composés.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
