Universidad de Manizales

Facultad de Ciencias e Ingeniería

Diseño de Servicios Web Semánticos utilizando el desarrollo de software dirigido por modelos*1 [Semantic Web Services design using PRGHOGULYHQVRIWZDUHGHYHORSPHQW@ WILMAN VEGA2, HENRY UMAÑA3 RECIBO: 20.11.2013 – APROBACIÓN: 04.04.2014

Resumen /RV6HUYLFLRV:HE6HPiQWLFRVRIUHFHQEHQH¿FLRVTXHFRDG\XYDQD la evolución de la Web, como el descubrimiento, invocación y composición dinámica y automática de recursos, habilitan efectivamente la interoperabilidad entre sistemas, permitiendo una amplia gama de nuevos servicios y oportunidades de negocios en la Internet. La HVWUXFWXUDQHFHVDULDSDUDSURYHHUHVWRVEHQH¿FLRVKDFHTXHVX desarrollo sea un proceso complejo, requiriendo establecer formas más fáciles y dinámicas que garanticen reutilización, calidad y rapidez. El desarrollo dirigido por modelos realiza una contribución H¿FLHQWHHQHVWRVDVSHFWRVGDGRTXHWUDEDMDGHPDQHUDLQWUtQVHFD conceptos como separación de conceptos, reusabilidad e interoperabilidad entre componentes. En este artículo se presenta un enfoque para desarrollo de software dirigido por modelos, orientado *

Modelo para la citación de este artículo: VEGA, Wilman & UMAÑA, Henry (2014). Diseño de Servicios Web Semánticos utilizando el desarrollo de software dirigido por modelos. En: Ventana Informática No. 30 (ene-jun). Manizales (Colombia): Facultad de Ciencias e Ingeniería, Universidad de Manizales. p. 97-108. ISSN: 0123-9678  $UWtFXOR GH LQYHVWLJDFLyQ FLHQWt¿FD \ WHFQROyJLFD SURYHQLHQWH GHO SUR\HFWR Herramienta prototipo para generación automática de Servicios Web Semánticos a través del desarrollo de software dirigido por modelos ejecutado en el periodo 08/2012-06/2013, e inscrito en el grupo de investigación Colectivo de Investigación en Ingeniería de Software - ColSWE de la Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Ingeniería, Departamento de Ingeniería de Sistemas e Industrial. [Tesis para optar al título de maestría, por parte del primer autor, con dirección del segundo] 2 Ingeniero de Sistemas, Estudiante de maestría Ingeniería de Sistemas y Computación. Ingeniero de Sistemas, Universidad Popular del Cesar (Valledupar, Cesar, Colombia). Correo electrónico: [email protected] 3 Ingeniero de Sistemas, MSc. en Ingeniería de Sistemas y Computación. Profesor Asociado, Departamento de Ingeniería de Sistemas e Industrial, Universidad Nacional de Colombia; Director DNIC - UNAL Universidad Nacional de Colombia (Bogotá D.C., Colombia). Correo electrónico: [email protected]

97

Nº 30 - enero - junio / 2014

al desarrollo de los servicios web semánticos, donde inicialmente se plantean las fases correspondientes al análisis, diseño y desarrollo dentro de la metodología propuesta, aplicando la metodología sobre un pequeño caso de estudio y obtener como resultado la estructura de un Servicio web semántico. Palabras Clave: Servicios web semánticos, Desarrollo dirigido por modelos, ontologías web.

Abstract 6HPDQWLF :HE 6HUYLFHV RIIHUV EHQH¿WV WKDW FRQWULEXWH WR :HE HYROXWLRQ%HQH¿WVVXFKDVDXWRPDWLFGLVFRYHU\DQGLQYRFDWLRQDQG dynamic composition, effectively enables systems interoperability, allowing a wide range of services and Internet businesses. The QHFHVVDU\ VWUXFWXUH WR SURYLGH WKRVH EHQH¿WV E\ 6HPDQWLF :HE Services makes its development a complex process. It necessary to establish more easy and dynamic ways to develop this kind of software, in order to assure reuse, quality and speediness in the development process. The model-driven software development PDNHV DQ HI¿FLHQW FRQWULEXWLRQ LQ WKRVH DVSHFW EHFDXVH LW ZRUNV intrinsically concepts related such separation of concerns, reusability and components interoperability. In this paper we present an approach to model-driven development software applied to Semantic Web Services. First, we establish the phases corresponding to the analysis, design and development in the proposal methodology, by applying it to a case of study we obtain the structure of a Semantic Web Services. Keywords: Semantic Web Services, Model-Driven Development, Web Ontologies.

Introducción Existen muchas ventajas al usar los servicios web, entre las que se resaltan, de acuerdo con Brambilla et al. (2007, 1), la interoperabilidad HQWUHDSOLFDFLRQHV\ODGH¿QLFLyQGHXQHVTXHPDLQGHSHQGLHQWHGHOD plataforma en que se instalen. «Los servicios web semánticos son una H[WHQVLyQGHORVVHUYLFLRVZHEDOGH¿QLUHOHPHQWRVVHPiQWLFRVGHQWUR de ellosª3DQHWDO GHHVWDPDQHUDDOHVSHFL¿ HWDO GHHVWDPDQHUDDOHVSHFL¿FDUHVWRVHOHFDUHVWRVHOH mentos, los servicios web semánticos son también llamados servicios inteligentes, porque pueden realizar descubrimiento automático de servicios, ejecución y composición entre servicios e interoperación, según Hyuk Yang & Jeong Chung (2006, 523). 98

Universidad de Manizales

Facultad de Ciencias e Ingeniería

Es claro que, siguiendo a Brambilla et al. (2007, 1), los servicios web semánticos son una tecnología clave que tiene mucha incidencia actualmente y será mucho más relevante en el futuro, lo que implica revisar cuidadosamente los procesos de desarrollo que se implementan para los servicios web semánticos, así como las tecnologías y los paradigmas a utilizar. Uno de estos paradigmas que está tomando bastante auge es el desarrollo dirigido por modelos, especialmente para, según Grønmo, Jaeger & Hoff (2005, 270), establecer estrategias en el desarrollo de servicios web semánticos que ofrezcan la independencia entre los diferentes estándares y lenguajes semánticos. El presente artículo se estructura de la siguiente manera: inicialmente se presentan los conceptos básicos acerca de los servicios web semánticos, luego se hace una revisión sobre el trabajo relacionado existente, en la siguiente sección se describe la aplicación del enfoque del desarrollo dirigido por modelos para servicios web semánticos, tomando como referencia la implementación Semantic Markup for Web Services (OWL-S)\¿QDOPHQWHVHSUHVHQWDQORVUHVXOWDGRV\ODVFRQFOXVLRQHV del trabajo.

1. Fundamento teórico 1.1 Servicios Web Semánticos «8QVHUYLFLRZHEHVXQFRPSRQHQWHGHVRIWZDUHPRGXODUELHQGH¿QLGR que expone una interface sobre la red. El uso de los servicios web se hace a través del intercambio de mensajes XML a través del protocolo HTTP» 20* (VWHVLVWHPDPRGXODUELHQGH¿QLGRD¿UPDQ7LPP & Gannod (2005, 315), proporcionan las bases para el intercambio de información entre organizaciones de manera uniforme y modular, permitiendo realizar procesos de interoperabilidad entre aplicaciones de forma fácil. El objetivo del servicio web es soportar una infraestructura abierta para aplicaciones web inteligentes. También deben tener una descripción HVSHFt¿FDTXHGHWHUPLQHVXGH¿QLFLyQSDUDTXpHVWiKHFKRHOVHUYLFLR web y cuáles servicios se puedan invocar. Los servicios web semánticos son considerados, por Timm & Gannod (2005, 313), como una extensión a los servicios web, que proporcionan ventajas como el descubrimiento automático de servicios, la invocación automática del servicio, y la composición e interoperabilidad del servicio web. Además consideran que la infraestructura para los servicios web semánticos debe ser acorde con un mecanismo similar a la infraes99

Nº 30 - enero - junio / 2014

tructura de servicios web, para lo que los servicios web semánticos GH¿QHQVXV,23(4. 1.1.1 Ontologías Web. El objetivo de la web semántica es proporcionar datos que sean entendidos por máquinas, y que sean compartidos en red. Para esto, Gaevic, Djuric & Devedic (2009, 91), indican que la web semántica es apoyada por metadatos, que a su vez son conceptualizaGRV\GHVFULWRVSRURQWRORJtDVTXHOHGDQHOVLJQL¿FDGRSDUDTXHH[LVWD tal entendimiento. Esa conceptualización, para Gruber (1993, 199), se constituye en la base fundamental de un cuerpo formal de conocimiento, junto con los objetos, conceptos y relaciones dentro de este cuerpo IRUPDOXQSXQWRGHYLVWDDEVWUDFWR\VLPSOL¿FDGRFRQHOFXDOVHTXLHUH UHSUHVHQWDUDOJRSDUDXQSURSyVLWRHVSHFt¿FR 8QD RQWRORJtD FRQVLGHUD *UXEHU    HV XQD HVSHFL¿FDFLyQ explicita de una conceptualización. Ontología es un término tomado de OD¿ORVRItDTXHFRPSDUWHFRQHOiUHDGHFLHQFLDVGHODFRPSXWDFLyQ ODVLJQL¿FDFLyQGHUHSUHVHQWDFLyQGHLGHDV\FRQFHSWRVGHQWURGHXQ GRPLQLRHVSHFL¿FR\ODVUHODFLRQHVHQWUHHOORV8QDGHODVUHSUHVHQWDFLRQHVPiV~WLOHVGHODVRQWRORJtDVVRQORVPRGHORV(QOD¿JXUDVH muestra un ejemplo simple de ontología con sus elementos.

Figura 1. Ejemplo de Ontología con sus elementos (Burstein et al, 2004)  'HDFXHUGRFRQ