[論文レビュー] A Note on Semantic Web Services Specification and Composition in Constructive Description Logics

Loris Bozzato, Mauro Ferrari|arXiv (Cornell University)|Jul 14, 2010

Service-Oriented Architecture and Web Services参考文献 16被引用数 5

ひとこと要約

本稿は、構成的記述論理 ${\cal BC\!D\!L}_{0}$ を用いて意味ウェブサービスの合成を形式的フレームワークとして提案し、宣言的サービス記述と自然演繹計算 ($\cal{SC}$) を用いたサービス合成を可能にする。主な貢献は、証明論的構成を通じて正しさを保証する論理ベースのアプローチであり、証明から直接実行可能で検証可能なプロセスにリンクする、証明＝プログラムのパラダイムを活用している。

ABSTRACT

The idea of the Semantic Web is to annotate Web content and services with computer interpretable descriptions with the aim to automatize many tasks currently performed by human users. In the context of Web services, one of the most interesting tasks is their composition. In this paper we formalize this problem in the framework of a constructive description logic. In particular we propose a declarative service specification language and a calculus for service composition. We show by means of an example how this calculus can be used to define composed Web services and we discuss the problem of automatic service synthesis.

研究の動機と目的

• 自動化されたウェブサービス合成の課題に、構成的記述論理フレームワーク内に形式化することで対処すること。
• ${\cal BC\!D\!L}_{0}$ に根ざした宣言的サービス記述言語を提供し、サービスの事前条件および事後条件の正確で機械検証可能な記述を可能にすること。
• $\cal{SC}$ と呼ばれる計算体系を設計し、制御構造を直接反映するとともに、証明論的原則によって正しさを保証すること。
• 構成的論理における証明＝プログラムの対応を活用して、自動サービス合成の基盤を築くこと。
• 構成的意味論が、統一された論理的枠組み内でサービスの仕様と合成を両立させることをどのように可能にするかを示すこと。

提案手法

• ${\cal BC\!D\!L}_{0}$ の断片を用いてサービス仕様を形式化し、情報項の意味論と自然な状態の概念をサポートする。
• $\cal{SC}$ と呼ばれる自然演繹計算体系を導入し、各推論ステップが有効な合成規則に対応する。
• 計算体系は証明＝プログラムのパラダイムに根ざしており、有効な合成証明が直接実行可能な複合サービスを生成することを保証する。
• ${\cal BC\!D\!L}_{0}$ と ${\cal KALC}$ の関係を活用し、${\cal KALC}$ は既知のテーブルックス計算を備えており、実装の可能性を示している。
• OWL-S などの既存の言語からのサービス記述を、意味を保持したまま ${\cal BC\!D\!L}_{0}$ の形式的表現に変換する。
• $\cal{SC}$ の推論規則の適用条件の検査により、合成の正しさを検証可能にする。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 論理的証明を通じて正しさを保証する方法で、ウェブサービス合成をどのように形式化できるか。
• RQ2 構成的記述論理は、宣言的サービス記述と実行可能な合成の両方をサポートできるか。
• RQ3 証明＝プログラムのパラダイムは、複合ウェブサービスの自動合成にどの程度適用可能か。
• RQ4 合成計算体系の推論規則から、複合サービスの制御構造が自然にどのように生じるか。
• RQ5 提案された計算体系 $\cal{SC}$ と、ペトリネット、状態遷移系、計画ベースのアプローチといった既存の形式的枠組みとの関係は何か。

主な発見

• $\cal{SC}$ の提案された計算体系は、証明から直接実行可能な複合サービスを生成し、構成による正しさを保証する。
• 本フレームワークは、条件分岐やシーケンスといった複雑な制御構造をサポートしており、これらは通常、OWL-S や類似言語では不十分に表現されている。
• ${\cal BC\!D\!L}_{0}$ は自然な状態の概念をサポートしており、決定可能でテーブルックス計算を持つ ${\cal KALC}$ と関係があるため、自動推論の実現可能性が示唆される。
• 計算体系における証明＝プログラムの対応により、合成プロセスが合成タスクとして捉えられ、ソフトウェア合成の原則と整合する。
• 推論規則の適用可能性を検査することで、$\cal{SC}$ を用いて合成の正しさを直接検証可能である。
• 本フレームワークは自動合成へ拡張可能であり、今後の作業では $\cal{SC}$ の実装と、既存のサービス記述言語との統合を焦点とする。