[論文レビュー] Service Choreography, SBVR, and Time

Nurulhuda A. Manaf, Sotiris Moschoyiannis+1 more|Surrey Research Insight Open Access (The University of Surrey)|Dec 24, 2015

Service-Oriented Architecture and Web Services被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、時間的構成要素を拡張したSBVRを用いて、分散型ビジネスアプリケーションにおけるメッセージ交換順序をモデル化する宣言的サービスコーディネーション仕様を提案する。構造化された自然言語と形式論理を活用することで、ドメイン専門家が直感的にコーディネーションを検証可能であり、LTL や CTL などの時間的論理を用いた機械実行および検証も可能となる。

ABSTRACT

We propose the use of structured natural language (English) in specifying service choreographies, focusing on the what rather than the how of the required coordination of participant services in realising a business application scenario. The declarative approach we propose uses the OMG standard Semantics of Business Vocabulary and Rules (SBVR) as a modelling language. The service choreography approach has been proposed for describing the global orderings of the invocations on interfaces of participant services. We therefore extend SBVR with a notion of time which can capture the coordination of the participant services, in terms of the observable message exchanges between them. The extension is done using existing modelling constructs in SBVR, and hence respects the standard specification. The idea is that users - domain specialists rather than implementation specialists - can verify the requested service composition by directly reading the structured English used by SBVR. At the same time, the SBVR model can be represented in formal logic so it can be parsed and executed by a machine.

研究の動機と目的

• 分散型サービス相互作用における調整の指定および検証を、人間が読みやすい宣言的アプローチで対処すること。
• 実装専門家ではなくドメインスペシャリストが、構造化された英語の仕様を読みることでサービスコーディネーションを検証できるようにすること。
• サービスコーディネーションにおける観察可能なメッセージ交換順序を捉える時間的意味論をSBVRに拡張すること。
• 時間的論理（LTL/CTL）および論理的変換（例：SBVR-LF から一階論理）を用いて、コーディネーションの形式的検証を支援すること。
• 形式的でありながら人間が理解可能な指定フレームワークを通じて、ビジネスレベルの要件と実行可能なモデルの間のギャップを埋めること。

提案手法

• SBVRのType 2（DTV内）を模倣した構成要素を用いて、時間的モデリングをSBVRに拡張し、複数参加者間の相互作用におけるグローバルな順序制約を表現可能にする。
• SBVRの論理的定式化（SBVR-LF）を用いて、自然言語ルールを一階論理に変換し、形式的推論および機械実行を可能にする。
• 特にLTLおよびCTLを用いた時間的論理形式的仕様を適用し、適合性および実現性といったコーディネーション特性の検証に用いる。
• SBVRからSQLへのコンパイラを活用して、SBVRモデルからリレーショナルデータベースおよび実行可能なクエリを自動生成する。
• トランザクション言語をブラックボード機構として統合し、コーディネートされたサービスにおける順序および補償動作の強制を可能にする。
• 既存のOMG標準および形式的基盤を活用することで、産業的および学術的ツールとの互換性および拡張性を確保する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 どのようにすれば、人間が読みやすく、形式的に検証可能な方法でサービスコーディネーションを指定できるか？
• RQ2 SBVRに追加可能な時間的構成要素は何か？ それはサービス相互作用における観察可能なメッセージ交換順序をどのようにモデル化できるか？
• RQ3 SBVRにおける宣言的指定は、サービスコーディネーションにおける適合性および実現性といった検証タスクをどのように支援できるか？
• RQ4 SBVRと時間的論理（LTL/CTL）を統合することで、コーディネーションの正しさに関する形式的推論が可能になるか？
• RQ5 制御された自然言語を用いることで、コーディネーション仕様の正しさおよびデッドロックの回避がどのように保証できるか？

主な発見

• 時間的構成要素を拡張したSBVRの提案は、構造化された自然言語を用いて、サービスコーディネーションにおけるメッセージ交換順序を正確にモデル化可能である。
• 自然言語で表現されたSBVRモデルは、ドメインスペシャリストが直接読みやすく、検証可能であり、ビジネスおよび技術的ステークホルダー間の協働を向上させる。
• SBVR-LFによる一階論理への変換により、形式的推論および実行が可能となり、適合性および実現性といった検証タスクを支援する。
• LTL や CTL といった時間的論理形式的仕様は、デッドロックの回避および相互作用の正しい順序といったコーディネーション動作の検証に効果的に適用可能である。
• SBVRからSQLへのコンパイラにより、データベースの自動生成およびクエリ実行が可能となり、指定からデプロイまでをカバーするモデル駆動開発のエンドツーエンド実装を示している。
• トランザクション言語との統合により、補償アクションのモデル化が可能となり、障害発生時における正しさの保証が可能となり、コーディネートされたサービスにおけるトランザクション的保証を支援する。