Method for developing and modelling composite web-services

Abstract

The article describes a method for developing and modelling composite web-services. Web-service composition is used to derive new functionality from the interaction of existing web-services. Composite web-services are built in several stages: specifications (determining the type of service); development of the structure of the service based on the algebra of services; service composition modelling; selecting a service variant and generating a service. The main elements of the proposed approach are the algebra of services and web-services interaction models (basic and composite). The above approach formally presents the consideration of the main aspects in solving problems related to the construction of effective composite web-services and the selection of mathematical models, namely: description of web-services, determining the structure of web-services, taking into account the dynamics of information changes, taking into account the main uncertainties in building the structure web-services. Based on the approach, a method for constructing composite web-services has been developed. The method is based on an algebraic description of a web-service based on a specialized algebra of services. The method consists of the following steps: description of the task of developing a web-service; development of the structure of a web service based on the algebra of services; formal description of the structure and clarification of service operations; building models of functioning and interaction of service components; building simulation models of the composite service; defining the final structure of the composite service; web-service implementation. The main tool for describing composite services is the algebra of services, and the model building tool is coloured Petri nets implemented using СPN Tools. As an example of the application of the developed method, the construction of a pharmaceutical service is described, in which the modelling of the interaction of web-services based on Petri nets is used. The process of building a composite model of a web-service is considered. The process begins with building a pharmaceutical webservice model structure based on the service algebra. Based on the service algebra, operators were developed to implement composite services. The structure of the model is developed, which is presented in the form of a formal description. The process of building pharmaceutical service models in the СPN Tools environment is described in detail.

Стаття присвячена методу розробки та моделювання композитних веб-сервісів. Композиція веб-сервісів використовується для отримання нових функціональних можливостей на основі взаємодії існуючих веб-сервісів. Побудова композитних веб-сервісів відбувається у кілька етапів: специфікації (визначення типу сервісу); розробка структури сервісу на основі алгебри сервісів; моделювання композиції сервісів; вибору варіанта сервісу та генерації сервісу. Головними елементами пропонованого підходу є алгебра сервісів та моделі взаємодії веб-сервісів (базові та композитні). У наведеному підході формально представлений облік основних аспектів при вирішенні проблем, пов'язаних із побудовою ефективних композитних веб-сервісів та підбором математичних моделей, а саме: опис веб-сервісів, визначення структури веб-сервісів, облік динаміки зміни інформації, облік основних невизначеностей при побудові структури web-сервісів. На підставі підходу розроблено метод побудови композитних веб-сервісів. В основу методу покладено опис алгебри веб-сервісу на основі спеціалізованої алгебри сервісів. Метод складається з наступних етапів: oпис завдання розробки веб-сервісу; розробка структури веб-сервісу на основі алгебри сервісів; формальний опис структури та уточнення операцій сервісу; побудова моделей функціонування та взаємодії компонентів сервісу; побудова імітаційних моделей композитного сервісу; визначення остаточної структури композитного сервісу; реалізація веб-сервісу. Основним інструментом опису композитних сервісів є алгебра сервісів, а інструментом побудови моделі  кольорові мережі Петрі, реалізовані з допомогою СPN Tools. Як приклад застосування розробленого методу описано побудову фармацевтичного сервісу, в якому використано моделювання взаємодії веб-сервісів на основі мереж Петрі. Розглянуто процес побудови композитної моделі веб-сервісу. Процес починається із побудови структури моделі фармацевтичного веб-сервісу на основі алгебри сервісу. З алгебри сервісів розробили оператори для реалізації композитних сервісів. Розроблено структуру моделі, яка подається у вигляді формального опису. Детально описаний процес побудови моделей фармацевтичного сервісу серед СPN Tools.