АВТОМАТИЗОВАНЕ КОМПОЗУВАННЯ WEB- С Е Р В І С І В ЗА ДОПОМОГОЮ ПЛАНУВАННЯ АСИХРОННИХ ДОМЕНІВ (продовження) О. О. СЛАБОСПИЦЬКА Інститут програмних систем НАН України, Київ 26 червня 2014 Р.
АВТОМАТИЗОВАНЕ КОМПОЗУВАННЯ Web-СЕРВІСІВ : СУТНІСТЬ ТА ФОРМАЛІЗАЦІЯ Проблема: конструювання нового композитного сервісу, що виконує певні бажані функції за допомогою взаємодії з наявними компонентними сервісами, які мають стани і потребують складних протоколів взаємодії для виконання своїх завдань. Нехай W – множина компонентних сервісів, взаємодії яких описані абстрактним WS-BPEL, а – деякі вимоги до композиції, що описують бажані функції композитного сервісу. Проблема: 1) конструювання опису, за допомогою виконуваного WS-BPEL, такого нового процесу, який задовольняє вимоги під час виконання, взаємодіючи з компонентними сервісами в W ; 2) опис протоколу його взаємодії за допомогою WSDL та абстрактного WS-BPEL. Індукована проблема планування: 1) визначення домену планування на підставі W; 2) формалізація вимог як цілі планування ; 3) генерування такого плану (W, ) і відповідного йому опису процесу виконуваним WS-BPEL , що дерево станів домену під час його виконання задовольняє ціль . 1/23
ТЕХНОЛОГІЧНА СХЕМА ПРОЦЕСУ КОМПОЗУВАННЯ Wеb-СЕРВІСІВ 2/23
СКІНЧЕННА СТС: СУТНІСТЬ ТА ВИЗНАЧЕННЯ Складові СТС описує динамічну систему, що перебуває в одному з її можливих станів (деякі стани вважаються початковими). Стан – набір пропозиціональних властивостей, які мають місце в ньому. Властивість – висловлювання щодо фактів Пр. О виконання СТС. Стан може замінятися іншими станами наслідок виконання певних дій: вхідних, що відображають асинхронне отримання повідомлень, вихідних, які подають надсилання повідомлень зовнішнім сервісам, внутрішніх ( ) для відображення еволюції, не спостережної зовнішніми сервісами. Відношення переходу описує зміну стану на підставі дій: вхідних, вихідних, . Функція міток зіставляє стану множину властивостей, що можуть виконуватися в ньому. Означення 1. СТС , визначена на множині висловлювань Prop, - це кортеж = S, So, I, O, R, L ; I O= ; I де S – скінчена множина станів; So – множина початкових станів; I, O – скінчені множини вхідних і вихідних дій; L: S 2 Prop – функція міток; R S (I O { }) S – відношення переходу. O, 3/23
КОРИСНІ ОЗНАЧЕННЯ ЩОДО СТС Нехай = S, So, I, O, R, L - СТС, визначена на множині висловлювань Prop. Означення 2. Дія a I O { } застосовна в стані s S, якщо s’ S| (s, a, s’ ) R. Стан s S зветься: кінцевим, якщо в ньому незастосовна жодна дія; досяжним (що позначаєтьс s RC( )), якщо і тільки якщо (s So)!((so So) (si, i=1, …, n-1)|(sn=s, i=1, …, n-1 a I O { })|(si, a, si+1) R); дівергентним, якщо з нього починається нескінченна послідовність дій . Запуск СТС – послідовність станів що позначається (sn , s 1 , …)|(so So, (si, a, si+1) R, a I O { }). Запуск зветься завершеним, якщо він скінченний і останній стан – кінцевий. Далі припускається, що розглядувані СТС не мають дівергентних станів. Це означає відсутність нескінченних циклів, обумовлених внутрішніми діями , які описують позаштатну поведінку сервісу, коли він не взаємодіє зі своїм оточенням. 4/23
Крок 1. ПЕРЕТВОРЕННЯ WEB-СЕРВІСУ В СТС(1) 5/23
ПЕРЕТВОРЕННЯ WEБ-СЕРВІСУ В СТС (2) Перетворення здійснюється в два етапи: 1) сервіс перетворюється в автомат, де стани подано змінними, що можуть мати невизначені діапазони значень, тобто він не обов’язково скінченний; 2) усім змінним зіставляються скінченні діапазони, завдяки чому отримується скінченна СТС. Застосовується графічне подання, що має такі особливості: 1) стани СТС – множини значень типізованих змінних, відповідних складовим структурованих змінних абстрактного WS-BPEL; додається також спеціальна змінна pc “програмний лічильник ” для подання поточного кроку виконання сервісу; 2) вхідні й вихідні дії СТС подаються схемою, утвореною ім’ям дії та множиною типів її аргументів (можливо, порожньою); 3) можна оголосити функцію, входами якої є деякі типізовані аргументи, а виходом – один типізований аргумент; 4) переходи подаються схемою, яка визначає множини передумов (щонайбільше одну вхідну або вихідну дію) та пост-умов. Передумови визначають первинні стани, а пост-умови – цільові стани постулюванням значень змінної pc та, можливо, інших змінних стану. Дія описується ім’ям і змінними, визначеними в списку аргументів у її декларації. 6/23
КРОК 2. ВИЗНАЧЕННЯ ДОМЕНУ ПЛАНУВАННЯ В індукованій проблемі планування домен планування – СТС, що подає всі можливі зміни станів компонентних сервісів, які виконуються одночасно (і мають контролюватися композитним сервісом). Формалізований підхід ґрунтується на спрощуючому припущенні: взаємодії між компонентними сервісами відсутні. Можливе узагальнення підходу для випадку, коли сервіси (та їх СТС) обмінюються повідомленнями, тобто множини їх дій перетинні, шляхом належної модифікації визначення паралельного добутку. Означення 3. Домен планування – паралельний добуток СТС (Wi)= Si, Soi, Ii, Oi, Ri, Li , які подають компонентні сервіси: 7/23
КРОК 2. КОНТРОЛЕР ДОМЕНУ ПЛАНУВАННЯ 8/23
КРОК 2. КОНТРОЛЬОВАНA СТС 9/23
КРОК 2. БЕЗКОНФЛІКТНИЙ КОНТРОЛЕР 10/23
КОНТРОЛЕР І КОНТРОЛЬОВАНА СТС: ПРИКЛАДИ 11/23
КРОК 2. КОНСТРУКТИВНА ПОСТАНОВКА ТА РІШЕННЯ ПРОБЛЕМИ КОМПОЗУВАННЯ 12/23
ВИКОРИСТАННЯ КОНСТРУКТИВНОЇ ПОСТАНОВКИ Означення 11 дозволяє: 1) безпосередньо перевіряти, чи задовольняє певний контролер С вимоги ρ за допомогою технік Model Checking; 2) автоматично генерувати контролер С , що є вирішенням проблеми з вимогами ρ. Для цього необхідно переформулювати проблему, щоб висвітлити спосіб ідентифікації контролера за допомогою формування адекватного простору пошуку і його перегляду з ефективними техніками планування. В підході ASTRO таким простором є простір переконань щодо частково спостережуваної поведінки недетермінованого домену планування ||. 14/23
ПРОСТІР ПЕРЕКОНАНЬ: ТЕХНІЧНІ ОЗНАЧЕННЯ 15/23
ПОДАННЯ СТС У ПРОСТОРІ ПЕРЕКОНАНЬ 16/23
КРОК 3. ПІДДЕРЕВО ВИКОНАННЯ СТС 17/23
ВИРІШУЮЧЕ ПІДДЕРЕВО І КОНТРОЛЕР РІШЕННЯ 18/23
ПЕРЕТВОРЕННЯ ДЕТЕРМІНОВАНОЇ СТ В ОПИС АБСТРАКТНИМ WS-BPEL (2) Детермінованість СТС у сенсі Означення 4 дуже спрощує її перетворення: 1) вилучення операцій входу/виходу WS-BPEL та його змінних, що подають змінні СТС (крім pc) здійснюється безпосередньо оберненням відповідних операцій Кроку 1; 2) для відтворення потоку робіт WS-BPEL, виходячи з множини переходів СТС, спочатку вилучаються всі –переходи. Потім здійснюється рекурсивний огляд дерева переходів з початкового стану із застосуванням процедур, обернених щодо процедур перетворення базових і структурованих операцій WS-BPEL на Кроці 1. Зокрема, відбувається конвертування: вихідних переходів в операції invoke або reply ; Assignments – в операції присвоєння; одиничного вхідного переходу – в операцію receive; послідовності вхідних переходів, які змінюють свій початковий стан, відповідають операції pick та послідовності операцій on. Message. 19/23
ВИКОРИСТАНІ ДЖЕРЕЛА • ЛІТЕРАТУРА (базова) 1. Symbolic Techniques for planning with extended goals in non-deterministic domains. ITC IRST University of Trento. M. Pistore Renato Bettin and P Traverso 2. Planning as Model Checking for extended goals in non-deterministic domains. ITC IRST University of Trento. M. Pistore P Traverso download_5. pdf 3. Planning with a language for extended goals. Ugo Dal Lago and M. Pistore and P Traverso 4. Specifying Data-Flow Requirements for the automated Composition of Web Services. ITC IRST University of Trento Annapaolo Marcony and M. Pistore and P Traverso AM_SEFM 06. pdf 5. Automated Synthesis of Composite BPEL$WS Web Services. ITC IRST University of Trento Annapaolo Marcony and M. Pistore and P Traverso and P. Bertolly 6. Implicit vs. Explicit Data-Flow Requirements in Web Services composition Goals. ITC IRST University of Trento Annapaolo Marcony and M. Pistore and P Traverso AM_ICSOC 06. pdf 7. A Minimalist Approach to Semantic annotations for Web Processes compositions. ITC IRST University of Trento. M. Pistore Luca Spalazzi and P Traverso 8. Web Service Discovery at Process-level Based on Semantic Annotation. ITC IRST University of Trento. Francesco Pagliarecci M. Pistore Luca Spalazzi and P Traverso 9. An approach for the Automated Composition of BPEL Processes. ITC IRST University of Trento. M. Pistore and P Traverso and Annapaolo Marcony and P. Bertolly 10. Planning and monitoring Web Service Composition. ITC IRST University of Trento. M. Pistore and P Traverso and P. Bertolly F. Barbon and D. Shaparau pistore. pdf AAAI 02 -068. pdf 20/23
ВИКОРИСТАНІ ДЖЕРЕЛА (2) 11. Bertoli P. , Pistore M. , Traverso P. Automated composition of Web services via planning in asynchronous domains Artificial Intelligence, 174 – 2010. – P. 316– 361 (!!) 12. Cimatti A. , Pistore M. , Traverso P. Chapter 22. Automated Planning - P. 841867 // Harmelen F. , Lifschitz V. , Porter B. Handbook of Knowledge Representation - Elsevier, 2008 - 1035 P. (!!) 13. Сайт Проекта ASTRO ” The automated composition of distributed business processes ” Available at http: //www. astroproject. org/index. php. 14. Ghallab M. , Nau D. , Traverso P. Automated Planning Theory and Practice - Elsevier, 2004 - 635 с. 15. Карпов Ю. Г. MODEL СHECKING. Верификация параллельных и распределенных программных систем - БХВ-Петербург, 2010 - 560 с. (!) 16. Карпов Л. Е. Материалы к специальному курсу для студентов 3, 4, 5 курсов кафедр программистского потока "Архитектура распределенных систем программного обеспечения " 17. Карпов Л. Е. Архитектура распределенных систем программного обеспечения Москва, МАКС Пресс, 2007 130 с. 21/23
СПЕЦІАЛЬНІ ПИТАННЯ ДЛЯ ПОДАЛЬШОГО РОЗГЛЯДУ 1. Альтернативні моделі композиції Web-сервісів. 2. Самодостатнє автоматичне планування за допомогою Model Checking. 3. Автоматичний синтез контролера для вимог у просторі переконань 4. Алгоритми та інструментальні засоби композування Web-сервісів за допомогою Model Checking. 5. Автоматизована трансляція абстрактних WS-BPEL описів у СТС і навпаки. 6. Продовження проекту ASTRO: адаптивна композиція ділових процесів під час виконання у Фонді Бруно Кесслера. 22/23
З а п и т а н н я ? Д Я К У Ю З А У В А Г У ! 9/23
Скачать презентацию АВТОМАТИЗОВАНЕ КОМПОЗУВАННЯ WEB- С Е Р В І
291f4ad3212ba1a35183a2d0b09352c5.ppt