WSDL 기반의 시맨틱 웹 서비스 온톨로지 구축 방법에 관한 연구

강수호,이현정,손미애 한국기업경영학회 2010 기업경영연구 Vol.17 No.2

본 연구에서는 웹 상에 존재하는 웹 서비스들을 자동적으로 발견, 조합 및 실행하고자 하는 시맨틱 웹 서비스(semantic web service)를 구현하는데 필요한 온톨로지를 자동적으로 생성할 수 있는 알고리즘을 제안한다. 현재까지는 시맨틱 웹 서비스 구현을 위한 온톨로지가 지식 공학자에 의해 구현되었다면 본 연구에서 제안하는 알고리즘은 지식공학자의 온톨로지 구현을 보다 쉽게 가능하게 할 수 있는데 의미가 있다. 제안되는 알고리즘으로 생성되는 온톨로지는 골격 온톨로지(Skeleton ontology), 서비스 온톨로지(Service ontology) 및 도메인 온톨로지(Domain ontology)로 구성된다. 골격 온톨로지는 시맨틱 웹 서비스 구현을 위한 기본 온톨로지로 탐색된 WSDL 도큐먼트들 중 핵심 클래스를 가장 많이 포함하고 있는 문서를 이용해 구성된다. 서비스 온톨로지는 골격 온톨로지의 생성에 활용한 ‘base-WSDL 도큐먼트’를 제외한 나머지 WSDL 도큐먼트들을 이용해서 골격 온톨로지를 확장함으로써 생성한다. 이때 클래스들 간의 ‘주체-객체관계(subject-object relation)’ 및 인스탄스들이 정의되고 고려된다. 도메인 온톨로지는 모든 WSDL 도큐먼트들에 서비스 온톨로지가 적용되었을 때 생성 완성된 온톨로지이다. 본 연구의 우수성 검증을 위해 ‘Semantic Service Selection(http://www-ags.dfki.uni-sb.de/~klusch/s3/index.html)’에 구축되어 있는 ‘카메라 온톨로지’의 참조 온톨로지와 본 논문에서 제안한 알고리즘을 이용해 자동적으로 구축한 온톨로지 간의 유사도를 클래스들과 ‘주체-객체관계’ 관점에서 ‘Hit ratio’와 ‘Precision’을 평가하였다. 온톨로지를 본 연구에서 제공하는 알고리즘을 이용해 자동 구축하였을 경우 평균 ‘Hit ratio’는 57.2%, 평균 ‘Precision’은 81.5% 이다. 본 알고리즘이 지식공학자의 온톨로지 생성에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다. In this study, we suggest WSDL-based Ontology construction algorithm for semantic web service to maintain web service on the Web. The algorithm is composed of three parts. First, this is to build of basic skeleton of Ontology in the specific domain. It is named by Skeleton Ontology. The algorithm uses a WSDL document (which is called by ‘base-WSDL ontology’) to build the Skeleton Ontology. Second, this part supports extension of the Ontology using the Skeleton Ontology. To abundant the Ontology, the algorithm extract classes and properties from all of collected WSDL documents except the ‘base-WSDL ontology’in the domain and add those to the Skeleton Ontology. It is called by Service Ontology. Finally, when applying of Service Ontology to whole of WSDL documents is completed, it is called by Service Ontology. To evaluate the performance of the WSDL-based Ontology construction algorithm, the algorithm is applied to camera domain and the newly generated ontology is compared with the existing reference ontology using Hit ratio and Precision. The result of Hit ratio is 57.2% and Precision is 81.5%. We conclude that the WSDL-based Ontology construction algorithmclearly discriminate the classes and subject-object relations.

Matching Algorithm Based on Semantic Similarity of Service Requirement Ontology for CAE Simulation in Cloud Platform

Ziyun Deng,Jing Zhang,Lijun Cai,Lei Chen,Tingqin He 보안공학연구지원센터 2016 International Journal of u- and e- Service, Scienc Vol.9 No.9

When Cloud Platform for Computer Aided Engineering Simulation (CPCAES) are developed to use Service-Oriented Architecture (SOA), on the one hand, it’s necessary to accurately express the service requirements of users, on the other hand it’s need to semantic of the existing services in the platform, and then to match the ontologies. The existing Ontology Web Language for Services / Universal Description Discovery and Integration (OWL-S / UDDI) algorithm has weak matching precision, and not meet the Computer Aided Engineering (CAE) simulation applications. The other semantic similarity algorithms also have weakness in judgment factor, or do not meet the requirements of CAE simulation applications for matching to service requirement ontology in cloud platform. Such that, the authors present a kind of ontology of service requirement for CAE simulation, model the content of the ontology, including resource requirements, computing requirements, computing job requirements, input, output, etc. The authors give the ontology mapping relationship between Ontology Web Language for Services (OWL-S) and the ontology, give the matching decision rules for the ontologies, propose a matching algorithm for matching the ontologies, and compare with the classic OWL-S / UDDI matching algorithm and a similarity matching algorithm proposed in other paper in the ability for measure the similarity quantity of services, the ability to suit the applications, as well as algorithms recall rate and precision rate. The results show the matching algorithm proposed in this paper is more suitable for service requirement ontology of CPCAES, can use the quantify value for the similarity analysis to the ontologies, and has higher precision rate and higher recall rate, which can reach about 90%. The research work in this paper is used in the second prototype of CPCAES, and the research team is developing the third prototype based on semantic Web Services and SOA framework.

유비쿼터스 서비스 온톨로지를 위한 설계 품질 모델

이미연(Meeyeon Lee),박승수(Seung Soo Park),이정원(Jung-Won Lee) 한국정보과학회 2010 정보과학회논문지 : 소프트웨어 및 응용 Vol.37 No.6

유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 사용자에게 서비스를 자동으로 제공하기 위해 사용되는 동적 서비스 합성은 효과적인 서비스 기술 및 모델링 기법이 전제되어야 한다. 이를 위해 이전 연구에서는 유비쿼터스 환경 내의 기기의 기능을 추상화한 ‘u-서비스’라는 개념을 제안하였고, 온톨로지로 구조화하는 메커니즘과 u-서비스의 특성을 표현하기 위한 기술 규격을 정립한 바 있다. 하지만 u-서비스 온톨로지 설계시에 효율성을 검증하기 위한 체계나 기준을 제공하지는 못하고 있다. 또한 기존의 소프트웨어 제품이나 컴퓨팅 시스템의 품질 평가 모델은 유비쿼터스 서비스의 특성을 고려하지 못하므로 직접 적용하기에도 적합하지 않다. 따라서 본 연구에서는 이전 연구에서의 u-서비스 온톨로지 구축 방법론을 바탕으로 효과적인 유비쿼터스 서비스 온톨로지를 설계하기 위한 품질 평가 모델을 제안한다. 유비쿼터스 서비스 온톨로지의 특성을 반영하여 모델링 목표와 설계 단계에서의 평가 지표를 도출하고 각 품질 속성을 정량화하기 위한 메트릭을 정의한다. 이전 연구에서 구축한 u-서비스 온톨로지에 적용한 결과, 제안한 품질 평가 모델을 통해 유비쿼터스 서비스 온톨로지의 적합성을 다각도로 분석하고 설계 개선을 위한 모델링 원칙을 제시할 수 있음을 보였다. Effective service description and modeling methodologies are essential for dynamic service composition to provide autonomous services for users in ubiquitous computing environments. In our previous research, we proposed a ‘u-Service’ as an abstract and structured concept for operations of devices in ubiquitous environments. In addition, we established the mechanism to structure u-Services as an ontology and the description specification to represent attributes of u-Services. However, it did not provide enough methods or standards to analyze and evaluate the effectiveness of the u-Service ontology in the design time. Since existing quality models for software products or computing systems cannot consider characteristics of ubiquitous services, they are not suitable for ubiquitous service ontology. Therefore, in this paper, we propose a quality evaluation model to design and modeling a good ubiquitous service ontology, based on our u-Service ontology building process. We extract modeling goals and evaluation indicators according to characteristics of ubiquitous service ontology, and establish quality metrics to quantify each quality sub-characteristics. The experiment result of the proposed quality evaluation model for u-Service ontologies which are constructed for our previous works shows that we can analyze the design of ubiquitous service ontology from various angles, and indicate recommendations for improvement.

SOA를 위한 온톨로지 기반의 서비스 도출 방법론

장효선(Hyo-Sun Jang),박세권(Sei-Kwon Park),류승완(Seung-Wan Ryu),신동천(Dong-Cheon Shin) 한국IT서비스학회 2011 한국IT서비스학회지 Vol.10 No.2

Even though several methodologies for SOA(Service Oriented Architecture) have been proposed, in practical aspects most of them have some problems since they fail to propose specific policies in definition and identification of a service. This paper proposes a service modeling methodology, SOMO(Service Oriented Modeling using Ontology), which draws proper services in the process of defining and identifying services, SOMO defines a service ontology based on service definition and characteristics in SOA. The service drawing process consists of 3 steps : requirement analysis, service identification, and service definition, SOMO is expected to increase the degree of reuse and facilitates the definition and search of services by using service ontology. In addition, it clearly allows the definition and identification of services, satisfying the user requirements.

도메인 온톨로지 기반의 비즈니스 프로세스 관리를 위한 시스템 설계

황치곤,정계동 융복합지식학회 2019 융복합지식학회논문지 Vol.7 No.3

Web services have been proposed as a standard for distributed computing to prevent overlapping development of information services within the same business domain and to make common use of services that have been developed and used. However, Web services can benefit from redundant development and reduced development costs by using services registered with service brokers. On the other hand, this has the disadvantage of not being standardized on the attribute information required by the service processes or there are no services that meet various business objectives. It also creates a problem of property inconsistency not only in the provision of services but also in the data used between This is being done by applying ontology, which can be handled automatically, to compensate for the problem that the complexity of registering and connecting to a Web service is difficult to apply in a complex business environment. By describing resources and their relationships in a specific field, Ontology supports semantic web services and provides an infrastructure to support semantic interoperability of Web services. As such, research on semantic web services to apply ontology to web services has been actively carried out. In this paper, a semantic web service-based service integration system is designed to support the use of stored data, including services developed previously 동일한 비즈니스 도메인 내 정보서비스의 중복된 개발을 방지하고, 기존 개발되어 활용 중인 서비스를 공통으로 활용하기 위한 분산 컴퓨팅의 표준으로서 웹 서비스가 제안되었다. 그러나 웹 서비스는 서비스 브로커에 등록된 서비스를 이용함으로써 중복개발, 개발비용절감이라는 장점을 얻을 수 있다. 반면, 이것은 서비스 프로세스들이 요구하는 속성정보가 규격화되지 않거나 다양한 비즈니스 목적에부합되는 서비스가 존재하지 않는다는 단점이 있다. 또한 이것은 서비스 제공뿐만 아니라 서비스들 간에 사용하는 데이터에서도 속성불일치의 문제가 일으킨다. 이것은 이와 같은 웹서비스 등록과 서비스 연결의 복잡성은 복잡한 비즈니스 환경에 적용하기 어렵다는 문제점을 보완하기 위해 자동적으로 처리가 가능한 ontology를 적용한 연구가 진행되고 있다. ontology는 특정 분야의 자원과 그 관계를기술함으로서 시맨틱 웹 서비스가 가능하도록 지원하고 있으며, 웹 서비스들의 의미론적 상호 운용성을 지원하기 위한 인프라를 제공하고 있다. 이렇듯 ontology를 웹서비스에 적용하기 위한 시맨틱 웹서비스에 대한 연구가 활발하게 이뤄지고 있다. 본 논문에서는 기존에 개발된 서비스를 포함하여 저장된 데이터 이용을 지원하기 위한 시맨틱 웹 서비스 기반의 서비스 통합 시스템을 설계한다.

웹 서비스 발견을 위해 프로세스 정보를 기술하는 온톨로지

유정연(Jeong-Youn Yu),이규철(Kyu-Chul Lee) 한국전자거래학회 2007 한국전자거래학회지 Vol.12 No.3

지금까지 시맨틱 웹 서비스 발견은 WSMO나 OWL-S의 프로파일을 이용하여 수행되어 왔다. 그러나 이 연구들은 서비스의 이름과 input/output만을 이용하여 검색함으로써, '배송 후 지불을 하는 도서 판매 서비스를 찾아라.’와 같이 서비스의 내부 정보에 대한 질의를 수행할 수 없다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 TM-S 온톨로지와 TMS-QL을 제시한다. TM-S 온톨로지는 프로세스 정보를 이용하여 서비스의 행동을 기술하며, 3가지 하위 온톨로지인 프로세스 시그니처 온톨로지, 프로세스 구조 온톨로지, 프로세스 개념 온톨로지로 구성되어 있다. TMS-QL은 사용자가 TM-S 온톨로지에 대해 질의 요구를 기술할 수 있는 언어를 제공한다. Until now, most semantic web service discovery research has been carried out using either Web Service Modeling Ontology (WSMO) or a profile of OWL-based Web Service ontology (OWL-S). However, such efforts have focused primarily on service name and input/output ontology. Thus, the internal information of a service has not been utilized, and queries regarding internal information such as 'Find book-selling services allowing payment after delivery' are not addressed. This study outlines the development of TM-S (Topic Maps for Service) ontology and TMS-QL (TM-S Query Language), two novel technologies that address the aforementioned issues in semantic web service discovery research. TM-S ontology describes the behavior of services using process information and consists of three sub-ontologies: process signature ontology, process structure ontology and process concept ontology. TMS-QL allows users to describe service discovery requests.

Evaluating Service Description to Guarantee Quality of U-service Ontology

( Mee Yeon Lee ),( Jung Won Lee ),( Kyung Ah Kim ),( Seung Soo Park ) 한국정보처리학회 2011 Journal of information processing systems Vol.7 No.2

Efficient service description and modeling methodologies are essential for dynamic service composition to provide autonomous services for users in ubiquitous computing environments. In our previous research, we proposed a ``u-service`` ontology which is an abstract and structured concept for device operations in ubiquitous environments. One of the problems that we faced during the design process was that there are not enough standards to analyze the effectiveness of a u-service ontology. In this paper, we propose a quality evaluation model to facilitate the design process of a u-service ontology. We extract modeling goals and evaluation indicators based on the u-service description specification. We also present quality metrics to quantify each of the design properties. The experiment result of the proposed quality model shows that we can use it to analyze the design of u-service ontology from various angles. Also, it shows that the model can provide a guideline, and offer appropriate recommendations for improvements.

다양한 IoT 환경에서 상황인지 서비스 제공을 위한 크로스 버티컬 온톨로지 개발

양나리(Nari Yang),최환석(Hoan-Suk Choi),이우섭(Woo-Seop Rhee) 한국콘텐츠학회 2015 한국콘텐츠학회논문지 Vol.15 No.2

IoT 환경에서 사용자에게 상황인지 서비스를 제공하기 위해서는 상황정보가 필요하다. 이를 위해 센서나 액츄에이터 같은 장치에서 수집된 데이터를 온톨로지를 통해 상황정보로 변환한다. 기존의 상황인지 서비스를 위한 온톨로지는 타겟 서비스를 기반으로 온톨로지를 설계하여 사용자의 요구사항, 서비스 조건, 환경 등이 변하거나 또는 전혀 다른 서비스를 원할 경우 온톨로지를 전반적으로 재설계해야 하는 불편함이 있다. 이러한 점을 극복하기 위해 본 논문에서는 사용자가 장소나 상황에 구애 받지 않고 자신이 원하는 장소에서 원하는 서비스를 정의할 수 있는 크로스 버티컬(Cross-vertical) 온톨로지 모델인 Generic Ontology Models(GOMs)를 제안한다. 또한 IoT 서비스의 데이터 흐름을 나타내는 IoT 서비스 개념 모델과 IoT 서비스를 제공하기 위한 IoT 서비스 환경을 제안하고 제안된 환경에서 GOMs를 이용하여 다양한 서비스 시나리오에 적용해봄으로써 IoT 환경에서 상황인지 서비스가 가능함을 보인다. In the IoT environment, context information is important to provide context service to the user. For this, collected data from devices such as sensors or actuators, converts to context information using the ontology. Because the existing ontologies designed for target service, if the user wants to change the service requirements, service condition, service environment or another service, overall ontology will be redesigned to the changed service. To overcome this difficulty, we propose the cross-vertical ontology model called the Generic Ontology Models(GOMs). It can define the user’s desired services without regarding to place and situation. Also, we propose IoT service concept model that represents data flow of the IoT service and IoT service environment. Moreover, as the use case, we show that the proposed GOMs are able to provide the IoT service well.

Service-Oriented Wireless Sensor Networks Ontology for Ubiquitous Services

김정희,권훈,김도현,곽호영,Kim, Jeong-Hee,Kwon, Hoon,Kim, Do-Hyeun,Kwak, Ho-Young The Korea Institute of Information and Commucation 2008 한국정보통신학회논문지 Vol.12 No.5

본 논문은 미래의 유비쿼터스 컴퓨팅에서 지식 데이터 베이스로 활용될 수 있는 서비스 지향 무선센서 네트워크 온톨로지 모델을 설계한다. 기존의 접근방식과 달리 본 논문은 사용자 중심의 서비스가 가능하도록 서비스 항목에 초점을 두고, 새로운 서비스 클래스(ServiceProperty, LocationProperty, PhysicalProperty)들과 이들에 대한 속성, 그리고 제한사항들을 정의하였다. 또한 기존 온톨로지(GML, SWE, SensorML, SUMO, OntoSensor)들과의 병합은 서비스항목들만을 고려하여 OWL의 오브젝트 프로퍼티인 "equivalentClass"을 사용하여 처리하였다. 제안된 모델의 설계와 타당성 검증은 각각 Protege 3.3.1과 추론 도구인 Racer 1.9.0을 이용하였으며, SPARQL 질의어를 사용하여 기존 온톨로지 내의 속성과 관계없이 새롭게 정의된 속성을 사용한 서비스 검색 결과를 제시하였다. This paper designs a service-oriented wireless sensor network ontology model which can be used as a knowledge base in future ubiquitous computing. In contrast to legacy approaches, this paper defines the new service classes (ServiceProperty, LocationProperty, and PhysicalProperty), as well as their properties and constraints that enable the service-oriented service based on service items. The service item merging between the proposed model and the legacy ontology was processed using the "equivalentClass" object property of OWL. The Protege 3.3.1 and RACER 1.9.0 inference tools were used for the validation and consistency check of the proposed ontology model, respectively, and the results of service query was applied to the newly defined property in SPARQL language without reference to the properties of legacy ontology.

웹 서비스와 OpenAPI를 사용한 SOA 기반 동적 서비스 합성 프레임워크

김진한(Jinhan Kim),이병정(Byungjeong Lee) 한국정보과학회 2009 정보과학회논문지 : 소프트웨어 및 응용 Vol.36 No.3

With the advent of Web 2.0, OpenAPIs are becoming an increasing trend to emphasize Web as platform recently. OpenAPIs are used to combine services and generate new services by mashup. However because the standard documents for OpenAPIs do not exist, it may restrict the use of OpenAPIs. Previous studies of OpenAPIs mashup have been limited to tool design or language definition for service combination rather than dynamic composition. On the other hand, Web services that are a software technology implementing SOA provide standard documents such as WSDL to explain each service, UDDI to register it, and SOAP to transfer messages. Thus Web applications can interpret and execute services by using these technologies. Recent works have also been performed to provide semantic features and dynamic composition for SOA. If a dynamic and systematic approach is provided to combine Web services and OpenAPIs, Web applications can provide users with diverse services. In this study, we present a SOA based framework for mashup of OpenAPIs and Web services. The framework supports dynamic composition of OpenAPIs and Web services, where the process of composite services is described in OWL-S. A prototype is provided to validate our framework. The framework is expected to add diversity to typical Web services. 최근 웹 2.0의 등장과 함께 플랫폼으로서의 웹이 강조되어 OpenAPI가 급격히 증가하고 있다. OpenAPI는 서비스를 결합한 새로운 서비스를 만들기 위하여 사용된다. 하지만 OpenAPI는 표준 문서가 존재하지 않아 사용에 한계가 있다. 그래서 기존 매쉬업 연구는 동적 서비스 합성보다는 주로 도구 설계나 서비스 결합을 위한 언어 정의에 국한되고 있다. 반면 SOA 구현 기술 중의 하나인 웹서비스는 서비스 설명을 위한 WSDL, 서비스 등록을 위한 UDDI, 메시지 전송을 위한 SOAP 등의 표준 문서를 제공한다. 이러한 기술들을 이용하여 웹 애플리케이션이 서비스를 해석하여 실행시킬 수 있다. 그리고 최근 SOA 연구에서는 서비스의 동적 합성과 의미적 특성을 지원한다. 만약 웹 서비스와 OpenAPI를 결합하는 동적이고 체계적인 방법이 제공된다면 웹 애플리케이션은 다양한 서비스를 사용자에게 제공할 수 있다. 본 연구에서는 OpenAPI와 웹 서비스의 매쉬업을 위한 SOA 기반 프레임워크를 제시한다. 본 프레임워 크는 합성된 서비스의 프로세스는 OWL-S로 표현하여 OpenAPI와 웹 서비스의 동적 합성을 지원한다. 그리고 프로토타입을 통하여 본 프레임워크의 유효성을 보인다. 본 프레임워크는 기존 웹 서비스에 다양성을 부여할 것으로 기대된다.