Tesis sobre el tema "Composition et compatibilité des services web"

Les systèmes logiciels accessibles via le web sont construits en utilisant des services web existants et distribués qui s'interagissent par envoi de messages. Le service web expose ses fonctionnalités à travers une interface décrite dans un format manipulable par ordinateur. Les autres systèmes interagissent, sans intervention humaine, avec le service web selon une procédure prescrite en utilisant les messages d’un protocole.Les services web peuvent être déployés sur des plateformes cloud. Ce type de déploiement occasionne un grand nombre de services à gérer au niveau de mêmes répertoires soulevant différents problèmes : Comment gérer efficacement ces services afin de faciliter leur découverte pour une éventuelle composition. En effet, étant donné un répertoire, comment définir une architecture voire une structure de données permettant d’optimiser la découverte des services, leur composition et leur gestion.La découverte de services consiste à trouver un ou plusieurs services satisfaisant les critères du client. La composition de services consiste quant à elle à trouver un nombre de services pouvant être exécutés selon un schéma et satisfaisant les contraintes du client. Comme le nombre de services augmente sans cesse, la demande pour la conception d’architectures permettant d’offrir non seulement un service de qualité mais aussi un temps de réponse rapide pour la découverte, la sélection et la composition, est de plus en plus intense. Ces architectures doivent de plus être facilement gérables et maintenables dans le temps. L’exploration de communautés et de structures d’index corrélée avec l’utilisation de mesures multi critères pourrait offrir une solution efficace à condition de bien choisir les structures de données, les types de mesures, et les techniques appropriés. Dans cette thèse, des solutions sont proposées pour la découverte, la sélection de services et leur composition de telle façon à optimiser la recherche en termes de temps de réponse et de pertinence des résultats. L’évaluation des performances des solutions proposées est conduite en utilisant des plateformes de simulations
Software systems accessible via the web are built using existing and distributed web services that interact by sending messages. The web service exposes its functionalities through an interface described in a computer-readable format. Other systems interact, without human intervention, with the web service according to a prescribed procedure using the messages of a protocol. Web services can be deployed on cloud platforms. This type of deployment causes a large number of services to be managed at the level of the same directories raising different problems: How to manage these services effectively to facilitate their discovery for a possible composition. Indeed, given a directory, how to define an architecture or even a data structure to optimize the discovery of services, their composition, and their management. Service discovery involves finding one or more services that meet the client’s criteria. The service composition consists of finding many services that can be executed according to a scheme and that satisfy the client’s constraints. As the number of services is constantly increasing, the demand for the design of architectures to provide not only quality service but also rapid responsetime for discovery, selection, and composition, is getting more intense. These architectures must also be easily manageable and maintainable over time. The exploration of communities and index structures correlated with the use of multi-criteria measures could offer an effective solution provided that the data structures, the types of measures, are chosen correctly, and the appropriate techniques. In this thesis, solutions are proposed for the discovery, the selection of services and their composition in such a way as to optimizethe search in terms of response time and the relevance of the results. The performance evaluation of the proposed solutions is carried out using simulation platforms

L'avantage majeur qu'offrent les services Web est le fait qu'ils reposent sur des standards et les technologies du Web pour interagir en s'échangeant des messages. A part les séquences de messages, d'autres facteurs affectent l'interopérabilité des services Web, telles que les contraintes temporelles qui spécifient les délais nécessaires pour échanger des messages. La thèse rapportée dans ce manuscrit étudie l'impact de ces propriétés dans la composition de services Web. La considération de telles propriétés soulève plusieurs problèmes auxquels on a essayé d'apporter une solution. Le premier aspect consiste à définir un modèle qui tienne compte des abstractions nécessaires afin de pouvoir analyser et synthétiser une composition, à savoir les messages, les données, les contraintes de données, les propriétés temporelles et l'aspect asynchrone des communications des services. En se basant sur ce modèle, le deuxième problème consiste à proposer une approche d'analyse de compatibilité. Cette analyse vise à caractériser la compatibilité ou la non-compatibilité des services Web et ce en prenant en considération les abstractions précédemment citées. Nous étudions particulièrement l'impact des propriétés temporelles dans une chorégraphie dans laquelle les services Web supportent des communications asynchrones. Nous proposons une démarche basée sur le model checking qui permet de détecter les éventuels conflits temporisés qui peuvent surgir dans une chorégraphie. Finalement, le dernier problème auquel nous nous intéressons est celui de la construction d'une composition qui essaie de répondre au besoin du client et ce en prenant en compte les aspects temporels. L'approche que l'on propose est basée sur la génération d'un médiateur pour essayer, quand c'est possible, de contourner les incompatibilités temporisées et non-temporisées qui peuvent surgir lors d'une collaboration. Des mécanismes et des algorithmes ont été développés afin de mettre en oeuvre ces objectifs.

Les services Web sont des briques de bases logicielles s’affranchissant de toute contrainte de compatibilité logicielle ou matérielle. Ils sont mis en œuvre dans une architecture orientée service. A l’heure actuelle, les travaux de recherche se concentrent principalement sur la découverte et la composition. Cependant, la complexité de la structure de l’espace des services Web et son évolution doivent nécessairement être prises en compte. Ceci ne peut se concevoir sans faire appel à la science des systèmes complexes, et notamment à la théorie des réseaux complexes. Dans cette thèse, nous définissons un ensemble de réseaux pour la composition sur la base de services décrits dans des langages syntaxique (WSDL) et sémantique (SAWSDL). L’exploration expérimentale de ces réseaux permet de mettre en évidence les propriétés caractéristiques des grands graphes de terrain (la propriété petit monde et la distribution sans échelle). On montre par ailleurs que ces réseaux possèdent une structure communautaire. Ce résultat permet d’apporter une réponse alternative à la problématique de la classification de services selon les domaines d’intérêts. En effet, les communautés regroupent non pas des services aux fonctionnalités similaires, mais des services qui ont en commun de nombreuses relations d’interaction. Cette organisation peut être utilisée entre autres, afin de guider les algorithmes de recherche de compositions. De plus, en ce qui concerne la classification des services aux fonctionnalités similaires en vue de la découverte ou de la substitution, nous proposons un ensemble de modèles de réseaux pour les représentations syntaxique et sémantique des services, traduisant divers degrés de similitude. L’analyse topologique de ces réseaux fait apparaître une structuration en composantes et une organisation interne des composantes autour de motifs élémentaires. Cette propriété permet une caractérisation à deux niveaux de la notion de communauté de services similaires, mettant ainsi en avant la souplesse de ce nouveau modèle d’organisation. Ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives dans les problématiques de l’architecture orientée service
Web services are building blocks for modular applications independent of any software or hardware platforms. They implement the service oriented architecture (SOA). Research on Web services mainly focuses on discovery and composition. However, complexity of the Web services space structure and its development must necessarily be taken into account. This cannot be done without using the complex systems science, including the theory of complex networks. In this thesis, we define a set of networks based on Web services composition when Web services are syntactically (WSDL) and semantically (SAWSDL) described. The experimental exploration of these networks can reveal characteristic properties of complex networks (small world property and scale-free distribution). It also shows that these networks have a community structure. This result provides an alternative answer to the problem of Web services classification by domain of interest. Indeed, communities don’t gather Web services with similar functionalities, but Web services that share many interaction relationships. This organization can be used among others, to guide compositions search algorithms. Furthermore, with respect to the classification based on Web services functional similarity for discovery or substitution, we propose a set of network models for syntactic and semantic representations of Web services, reflecting various similarity degrees. The topological analysis of these networks reveals a component structure and internal organization of thecomponents around elementary patterns. This property allows a two-level characterization of the notion of community of similar Web services that highlight the flexibility of this new organizational model. This work opens new perspectives in the issues of service-oriented architecture

Les services Web sont des briques de bases logicielles s‟affranchissant de toute contrainte de compatibilité logicielle ou matérielle. Ils sont mis en oeuvre dans une architecture orientée service. A l‟heure actuelle, les travaux de recherche se concentrent principalement sur la découverte et la composition. Cependant, la complexité de la structure de l‟espace des services Web et son évolution doivent nécessairement être prises en compte. Ceci ne peut se concevoir sans faire appel à la science des systèmes complexes, et notamment à la théorie des réseaux complexes. Dans cette thèse, nous définissons un ensemble de réseaux pour la composition sur la base de services décrits dans des langages syntaxique (WSDL) et sémantique (SAWSDL). L‟exploration expérimentale de ces réseaux permet de mettre en évidence les propriétés caractéristiques des grands graphes de terrain (la propriété petit monde et la distribution sans échelle). On montre par ailleurs que ces réseaux possèdent une structure communautaire. Ce résultat permet d‟apporter une réponse alternative à la problématique de la classification de services selon les domaines d‟intérêts. En effet, les communautés regroupent non pas des services aux fonctionnalités similaires, mais des services qui ont en commun de nombreuses relations d‟interaction. Cette organisation peut être utilisée entre autres, afin de guider les algorithmes de recherche de compositions. De plus, en ce qui concerne la classification des services aux fonctionnalités similaires en vue de la découverte ou de la substitution, nous proposons un ensemble de modèles de réseaux pour les représentations syntaxique et sémantique des services, traduisant divers degrés de similitude. L‟analyse topologique de ces réseaux fait apparaître une structuration en composantes et une organisation interne des composantes autour de motifs élémentaires. Cette propriété permet une caractérisation à deux niveaux de la notion de communauté de services similaires, mettant ainsi en avant la souplesse de ce nouveau modèle d‟organisation. Ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives dans les problématiques de l‟architecture orientée service.

Les données et les observations sont des éléments fondamentaux dans les progrès de la science. Leur accès et leur partage sont cruciaux pour les chercheurs. Ces derniers se sont appuyés sur Internet et les services Web ces dernières années, mais cette solution n'est pas entièrement satisfaisante. Il y a en particulier en météorologie un décalage entre les besoins et les informations disponibles qui peut se résoudre en développant des outils permettant de composer les services Web entre eux. Cette composition permet d'accomplir des tâches qu'un service seul n'aurait pas pu réaliser. Pour répondre aux besoins exprimés, une méthode de composition doit être automatique et adaptative, signifiant qu'une composition ne doit pas nécessiter l'intervention de l'homme et qu'elle doit prendre en compte la disponibilité et le résultat de l'exécution des services Web. Pour combler ce décalage, mes objectifs sont de proposer, formaliser et développer une telle méthode. La première contribution est une formalisation des besoins spécifiques de la météorologie pour la composition de services Web. Cette thèse met en évidence les différences entre les services Web utilisés dans le domaine de la météorologie vis-à-vis des services Web habituellement rencontrés comme ceux de e-Commerce. Ma thèse propose également une nouvelle méthode de composition de services Web permettant la concaténation de données et proposant un moyen d'évaluer la qualité de ces compositions. Enfin, elle propose une méthode pour évaluer les méthodes de composition, qui répond aux besoins en météorologie.

La composition automatique de services web est une tâche difficile. De nombreux travaux ont considérés des modèles simplifiés d'automates qui font abstraction de la structure des messages échangés par les services. Pour le domaine des services sécurisés nous proposons une nouvelle approche pour automatiser la composition des services basée sur leurs politiques de sécurité. Étant donnés, une communauté de services et un service objectif, nous réduisons le problème de la synthèse de l'objectif à partir des services dans la communauté à un problème de sécurité, où un intrus que nous appelons médiateur doit intercepter et rediriger les messages depuis et vers la communauté de services et un service client jusqu'à atteindre un état satisfaisant pour le dernier. Nous avons implémenté notre algorithme dans la plateforme de validation du projet AVANTSSAR et nous avons testé l'outil correspondant sur plusieurs études de cas. Ensuite, nous présentons un outil qui compile les traces obtenues décrivant l'exécution d'un médiateur vers le code exécutable correspondant. Pour cela nous calculons d'abord une spécification exécutable aussi prudente que possible de son rôle dans l'orchestration. Cette spécification est exprimé en ASLan, un langage formel conçu pour la modélisation des services Web liés à des politiques de sécurité. Ensuite, nous pouvons vérifier avec des outils automatiques que la spécification ASLan obtenue vérifie certaines propriétés requises de sécurité telles que le secret et l'authentification. Si aucune faille n'est détectée, nous compilons la spécification ASLan vers une servlet Java qui peut être utilisé par le médiateur pour contrôler l'orchestration
Automatic composition of web services is a challenging task. Many works have considered simplified automata models that abstract away from the structure of messages exchanged by the services. For the domain of secured services we propose a novel approach to automated composition of services based on their security policies. Given a community of services and a goal service, we reduce the problem of composing the goal from services in the community to a security problem where an intruder we call mediator should intercept and redirect messages from the service community and a client service till reaching a satisfying state. We have implemented the algorithm in AVANTSSAR Platform and applied the tool to several case studies. Then we present a tool that compiles the obtained trace describing the execution of a the mediator into its corresponding runnable code. For that we first compute an executable specification as prudent as possible of her role in the orchestration. This specification is expressed in ASLan language, a formal language designed for modeling Web Services tied with security policies. Then we can check with automatic tools that this ASLan specification verifies some required security properties such as secrecy and authentication. If no flaw is found, we compile the specification into a Java servlet that can be used by the mediatior to lead the orchestration

Pour satisfaire aux nouveaux besoins de flexibilité, modularité, d'adaptabilité et de distribution des applications, les paradigmes composants et services ont été déclinés dans des frameworks reconnus comme J2EE, OSGI, SCA ou encore Fractal. Néanmoins, ceux-ci offrent peu d'outils permettant de garantir la fiabilité des applications en raisonnant de manière générique sur leur configuration architecturale et les spécifications des participants. Dans cette thèse, j'envisage l'organisation de la vérification des assemblages, et le diagnostic des défaillances, sous l'angle de l'approche par contrat dirigée par les responsabilités. Pour cela, j'analyse d'abord sous quelles hypothèses intégrer différents formalismes à cette approche, puis comment appliquer cette approche à différentes architectures. J'étudie par ailleurs comment les intervenants de la mise en oeuvre des systèmes pourraient en bénéficier. Cela m'amène à présenter un modèle de contrat, qui intègre et organise différentes propriétés, analysées comme requises pour la validité de l'assemblage, conjointement et uniformément sur différentes architectures. J'en définis le modèle objet qui réifie la logique contractuelle, ainsi que son implémentation sous forme d'un framework. Ce dernier est validé sur l'architecture Fractal et deux formalismes contractuels, l'un à base d'assertions et l'autre de contraintes sur les séquences d'interactions valides entre participants. Une validation plus avancée est montrée sur l'exemple d'une application de communautés instantanées.

Au cours des dernières décennies, Internet a connu une révolution et une croissance exponentielle.A la suite de cette croissance, un grand nombre de services web et d’applications ont émergé pour répondre aux différents besoins des consommateurs. En même temps, l’industrie du réseau mobile est devenue omniprésente, ce qui rend la plupart des utilisateurs inséparables de leurs terminaux mobiles. La combinaison de la technologie mobile et des services web fournit un nouveau paradigme appelé services web mobiles. Ainsi, la consommation des services web a` partir des appareils mobiles émerge en proposant plusieurs facilites´ aux utilisateurs et en imposant plus de manipulations de ces services.En effet, afin que les utilisateurs trouvent des services répondant a` leurs besoins, un mécanisme de découverte est nécessaire, par ailleurs, les demandes sont devenues non seulement plus complexes mais aussi plus dynamiques, un service unique qui offre une fonctionnalité simple et primitive est devenu insuffisant pour satisfaire les besoins et les exigences complexes. Par conséquent, la combinaison de multiples services pour fournir un service composite est de plus en plus utilisée demandée. Nous parlons ainsi des mécanismes de découverte et de composition des services web mobiles. Ces deux paradigmes sont mutuellement liés et complémentaires.La découverte et la composition des services web dans un environnement mobile soulèvent plusieurs défis qui n’existent pas dans un environnement classique (non mobile). Parmi ces défis se trouve les contraintes limitées de l’appareil mobile, appelé dans ce travail contexte statique, ainsi que le changement de contexte qui est duˆ principalement a` la mobilité du dispositif, appelé contexte dynamique.Ainsi, l’objet de la présente thèse est de proposer un Framework de composition de services web mobile englobant deux approches complémentaires. Une première approche proposée est consacrée a` la découverte des services web mobiles appelée MobiDisc et une deuxième qui propose une solution a` la problématique de composition dans un contexte dynamique. Notre première approche exploite le contexte statique avec les propriétés de QoS et les préférences´ utilisateurs dans les descriptions sémantiques des services et de la requête utilisateur afin d’augmenter l’exactitude du processus de découverte. Quand a` l’approche de composition, elle met l’accent sur le contexte dynamique qui peut modifier le résultat de la composition. L’objectif est de déterminer la sensibilité des services au contexte dynamique et de générer des plans de composition pour l’utilisateur tries´ selon leurs valeurs de sensibilité globale lui permettant de choisir la meilleure composition
Over the last two decades, Internet has grown exponentially. causing the emergence of web ser-vices and applications that meet the different needs of the consumers. During the same period, the mobile network industry has become ubiquitous, making most users inseparable from their mobile devices. So the combination of mobile technology and web services provides a new paradigm named mobile web services. Thus, the consumption of web services from mobile devices emerges by offering several facilities to users and requiring greater manipulation of these services such as discovery, composition and execution.Indeed, in order for users to find services that meet their requirements, a discovery mechanism is needed. Since requests have become not only more complex, but also more dynamic, a single service that offers simple and primitive functionality has become insufficient to satisfy the complex requirements. Therefore, the combination of multiple services to provide a composite service is more and more requested. We talk about mobile web service discovery and composition. These two paradigms are mutually linked and complementary.The discovery and composition of web services in a mobile environment raise several challenges that do not exist in a traditional (non-mobile) environment. Among these challenges are the limited constraints of the mobile device, called in this work static context, as well as the change of context which is due mainly to the mobility of the device which called dynamic context.In this thesis we propose a framework for the composition of mobile web services encompassing two complementary approaches. A first proposed approach called MobiDisc, speaking about the discovery of mobile web services and a second that proposes a solution to the problem of composition in a dynamic context. Our first approach uses the static context with QoS properties and user preferences in the semantic descriptions of services and the user query to increase the accuracy of the discovery process. As for the second compositional approach, it focuses on the dynamic context that can modify the composition result. The objective is to determine the sensitivity of the services to the dynamic context and to generate composition plans to the user ordered according to a sensitivity value

Le but de cette thèse est de dégager un cadre sémantique formel approprié supportant l'interopérabilité dedifférents formalismes déjà utilisés pour décrire et déployer un service Web. En d’autres termes, nouscontribuons au développement d’un formalisme mathématique rigoureux permettant de décrire un service Webcomplexe susceptible de changer pendant l’exécution et de coordonner avec les autres services de façonadaptative. Pour atteindre cet objectif, les étapes de description, de sélection et de composition ont constitué lestrois majeures problématiques étudiées dans cette thèse.Pour ce faire, nous avons proposé dans un premier temps, à travers l’utilisation du cadre sémantique formel K lelangage K-WSDL; un langage de description de services Web doté d’une sémantique opérationnelle en terme derègles de réécriture qui peut être exécutable et analysable sous Maude. Nous avons introduit, dans un secondtemps, l’approche WS-Sim basée sur la théorie des catégories qui évalue l’équivalence comportementale entreservices en représentant chaque service par une catégorie et en établissant des liens formels (foncteur) entre elles.Enfin, nous avons présenté le modèle RMop-ECATNet (Refined Meta Open ECATNet ) : un modèle dédié à laspécification formelle de la composition des services Web et fruit du raffinement du modèle Mop-ECATNetproposé par [LB14]. Nous avons étendu et enrichi ce dernier aux trois niveaux : structurel, comportemental etimplémentation
The aim of this thesis is to provide a suitable formal semantic framework that supports interoperability ofdifferent formalisms already used to describe and deploy a Web service. In other words, we contribute to thedevelopment of a rigorous mathematical formalism to describe a complex Web service that may change duringexecution and coordinate with other services adaptively. To achieve this goal, the steps of description, selectionand composition constitute the three major issues studied in this thesis.We proposed so, initially, through the use of the K semantic framework the K-WSDL : a Web servicesdescription language endowed with an operational semantics in terms of rewriting rules which can be executedand analyzed in Maude. We introduced, in a second step, WS-Sim, a new approach based on the category theorywhich evaluates the behavioral equivalence between services by representing each service by a category and byestablishing formal links (functor) between them. Finally, we present RMop-ECATNet (Refined Meta OpenECATNet): a formal model for the specification of services composition. product of the refinement of the Mop-ECATNets model, introduced initially by [LB14]. We extended and enriched this model at three distinct levels:at the structural, behavioural level and implementation levels

The Semantic Web as an extension of the current Web enables the emergence of a new generation of Web services, called Semantic Web Services (SWS), which the meaning of descriptions are well-defined for better enabling computers and people to work in cooperation. In this thesis, we propose a stratified meta-framework that we call BioMed allowing service mediation in the bioinformatic domain. Mediation in BioMed is threefold allowing semantic mediation considering heterogeneous semantic descriptions, ontological considering heterogeneous bio-ontologies and deductive enabling the processes of discovery and composition. We propose a semantic-driven approach to describe services based on canonical model and semantically annotate them based on a ontological meta-map created to represent the global and shared semantics of a network of biomedical ontologies. Two main classes of processes are adressed : service discovery and composition. Both of them rely on a Datalog deductive reasoning engine implemented as a deductive meta-service that enables to infer implicit semantic properties of services and augment the search space of satisfiable services in the discovery process and composable services in the composition process. In the empirical study, we report the size of the search space without and with reasoning tasks and quality of discovered services. Finally, we propose a set of techniques to classify the search space of satisfiable and composable services in order to identify the best services in terms of non-functional properties
L’avènement du Web sémantique a permis l’apparition d’une nouvelle génération de services Web, dénommés Services Web Sémantiques (SWS) intégrant dans leurs descriptions une dimension sémantique décrivant différents aspects fonctionnels et non fonctionnels d’un service Web. Au niveau de cette thèse, nous proposons un méta-framework stratifié que nous nommons BioMed pour la médiation de services Web dans le domaine bioinformatique, cette médiation est triple, à la fois interprétative, ontologique et inférentielle. Le travail mené consiste à proposer une méthodologie de sémantisation de services Web en proposant un modèle de descriptions canoniques de SWS réconciliant des descriptions hétérogènes créées sous différents frameworks. Une réconciliation tant sémantique qu’ontologique au cours de laquelle les SWS décrits canoniquement s’adossent à une méta-carte ontologique permet de pallier à l’hétérogénéité des ontologies du domaine. Deux grandes classes de processus sont considérées: la découverte et la composition de SWS. Ces deux processus sont effectués à travers un moteur inférentiel Datalog-like conçu comme un méta-service Web déductif et sur la base d’une sémantique inférentielle élargissant la couverture sémantique des descriptions et l’espace de recherche des services atomiques et celui des services composables dans le cas d’une composition. Les expérimentations montrent l’impact des techniques de relaxation sur la taille de l’espace de recherche des services découverts. Enfin, nous proposons différentes alternatives afin de classer l’ensemble des solutions et cela afin de déceler les meilleurs services atomiques et/ou plans de composition

Les travaux autour de la conception, de la vérification et de la surveillance de compositions de services Web forment un domaine de recherche très actif actuellement. Cependant, peu de ces travaux s'intéressent à la prise en compte globale des problématiques de composition, vérification et surveillance grâce à un formalisme unifié. Dans la thèse, nous proposons l'approche DISC qui est une approche déclarative unifiée utilisant un formalisme à base d'événements, et qui permet grâce à un formalisme unique de concevoir, de vérifier et de surveiller des compositions de services, réduisant ainsi les transformations nécessaires pour passer d'un formalisme à un autre. De plus, le formalisme utilisé permet de prendre en compte des aspects non fonctionnels tels que les données, les aspects temporels, ou certains aspects liés à la sécurité. L'approche permet en outre d'instancier et de vérifier des compositions de services, et d'exécuter et surveiller ces compositions lors de l'exécution. Enfin, les effets de violations lors de l'exécution de la composition peuvent être calculés, et un ensemble d'actions de recouvrement sont proposées, permettant aux compositions d'être en partie autonomes vis-à-vis des problèmes pouvant survenir à l'exécution.

Dans le but d’exploiter au mieux les grandes masses de données hétérogènes produites par les instruments scientifiques modernes de l’astrophysique, les scientifiques ont développé le concept d’Observatoire Virtuel (OV). Il s’agit d’une architecture orientée services, qui a pour objectif de faciliter l’identification et l’interopérabilité des données astrophysiques. Malgré le développement et les avancées permises par l’OV dans l’exploitation de ces données, certains objectifs sont partiellement atteints notamment l’interopérabilité, la sélection de services et l’identification de services connexes, etc. Par ailleurs, l’ergonomie des outils à la disposition de l’utilisateur final reste perfectible. De même l’utilisation actuelle des ressources de l’OV, s’appuyant sur des compétences humaines, gagnerait à être automatisée. Les services de données astrophysiques n’étant pas tous inscrits dans l’OV, il serait aussi souhaitable pour permettre une utilisation plus large de ces outils, qu’ils s’appuient également sur des services disponibles en-dehors de l’OV. En vue d’automatiser l’utilisation des ressources en ligne, les sciences de l’information travaillent depuis 2001 à l’élaboration du Web sémantique. Cette évolution apporte au Web des capacités de raisonnement automatiques, basées sur des algorithmes utilisant une nouvelle forme de description des contenus. Cette nouvelle forme de description sémantique se trouve exprimée dans des représentations informatiques appelées ontologies. Malheureusement, les méthodes actuelles d’élaboration du Web sémantique ne sont pas complètement compatibles avec les services OV qui utilisent des modèles de données, des formats et des protocoles d’accès aux services qui s’éloignent de ceux rencontrés habituellement dans les sciences de l’information. Dans ce contexte, cette thèse décrit une méthodologie générique de composition de services sans état, basée sur la description des services par une ontologie dont la définition est proposée dans ce document. Cette ontologie représente aussi bien des services Web que des services non accessibles par le Web. Elle prend en compte certaines spécificités qui peuvent être rencontrées dans les infrastructures de services préexistantes. L’enrichissement de l’ontologie par des concepts issus de domaines d’application spécifiques pour lesquels il n’existe que peu de représentations ontologiques est également pris en compte. La population de cette ontologie, par des services éventuellement éloignés des standards utilisés habituellement dans les sciences de l’information, est aussi traitée. La méthodologie a été appliquée avec succès dans le cadre de l’astrophysique, et a permis de développer une application Web permettant la composition automatique de services utilisable par un public non averti
Scientists have developed the Virtual Observatory (VO) concept in order to make the most of the large masses of heterogeneous data produced by the modern scientific instruments of astrophysics. It is a service-oriented architecture, aiming to facilitate the identification and interoperability of astrophysical data. Despite the development and advances made by VO in the exploitation of these data, some objectives are partially such as interoperability, service selection and identification of related services, etc. In addition, the ergonomics of the tools available to the end user can be improved. Similarly, the current use of VO resources, based on human skills, would benefit from being automated. As not all the astrophysical data services are included in the VO, it would also be desirable to allow a wider use of these tools, as they also rely on services available outside the VO. In order to automate the use of online resources, information sciences have been working since 2001 on the development of the Semantic Web. This evolution provides the Web with automatic reasoning abilities, based on algorithms using a new form of content description. This new form of semantic description is expressed in computer representations called ontologies. Unfortunately, the current semantic Web development methods are not fully compatible with VO services that use data models, formats and protocols for accessing services that differ from those typically encountered in information sciences. In this context, this thesis describes a generic methodology for the composition of stateless services, based on the description of services by a global ontology, the definition of which is proposed in this document. This ontology represents both Web services and services that are not accessible via the Web. It takes into account certain specificities that may be encountered in preexisting service infrastructures. The enrichment of the ontology by concepts derived from specific fields of application for which there are only a few ontological representations is also taken into account. The population of this ontology, by services possibly distant from the standards usually used in the information sciences, is also treated. The methodology was applied successfully in the framework of astrophysics, and allowed to develop a Web application allowing the automatic composition of services usable by an uninformed public

Ce travail se situe dans le domaine de la conception des applications à base d'architecture orientée services adaptées au contexte d'utilisation. Ce type d'architecture permet les échanges entre les fournisseurs de services et les clients qui conçoivent de telles applications. Afin que les clients trouvent le service correspondant aux mieux à leurs besoins, les services doivent être décrits par leur fournisseur selon un processus standard. Ceci permet à ces services d'être réutilisés, découverts et composés. La combinaison de ces services doit apporter un résultat adapté au contexte d'utilisation (l'utilisateur, la localisation, le temps, et le dispositif utilisé). Nous proposons dans ce travail une solution qui englobe les processus de description, de recherche, et de composition de services, en ajoutant de manière transversale l'adaptation au contexte d'utilisation.
Le standard de description de services Web WSDL ne permet qu'une représentation des aspects fonctionnels des services (méthode, paramètres échangés, et protocole d'accès). Afin de faciliter les étapes de recherche et de sélection effectuées par les clients, la représentation de services doit être enrichie des aspects liés au domaine d'application auquel les services sont dédiés, les aspects non fonctionnels (tels que la description du fournisseur et des contraintes d'exécution) et le contexte d'utilisation auquel les services s'adaptent. Le modèle de représentation de services Web proposé, appelé WSR-Model, fournit l'ensemble de ces catégories d'informations afin que les fournisseurs publient leurs services et que les clients réalisent les étapes de recherche et de sélection. Ce modèle est opérationnalisé via le système de représentation de connaissances par objets AROM qui implémente le registre de services Web, que nous nommons WSR.
La composition de services Web repose sur une description de la planification des services et sur l'exécution de cette planification. À ce jour, les solutions existantes ne prennent pas en compte l'évolutivité de la composition et la prise en compte de l'adaptation au contexte d'utilisation lors des phases de description et d'exécution de la composition. Nous proposons un modèle de composition de services Web, appelé ProbCWS, qui s'appuie sur les méthodes de résolution de problèmes à base de modèle de tâches. La définition de la composition est définie comme un problème à résoudre, dont les tâches de résolution de plus faible granularité sont des services Web. La plate-forme de génération d'applications adaptées, nommée GenAWS et intégrant ProbCWS, fournit aux clients un moyen de composer à la volée des applications adaptées. La mise en oeuvre de GenAWS est réalisée, entre autres, par le langage de résolution de problèmes AROMTasks, sous-jacent au système AROM.

Ce travail se situe dans le domaine de la conception des applications à base d'architecture orientée services adaptées au contexte d'utilisation. Ce type d'architecture permet les échanges entre les fournisseurs de services et les clients qui conçoivent de telles applications. Afin que les clients trouvent le service correspondant aux mieux à leurs besoins, les services doivent être décrits par leur fournisseur selon un processus standard. Ceci permet à ces services d'être réutilisés, découverts et composés. La combinaison de ces services doit apporter un résultat adapté au contexte d'utilisation (l'utilisateur, la localisation, le temps, et le dispositif utilisé). Nous proposons dans ce travail une solution qui englobe les processus de description, de recherche, et de composition de services, en ajoutant de manière transversale l'adaptation au contexte d'utilisation. Le standard de description de services Web WSDL ne permet qu'une représentation des aspects fonctionnels des services (méthode, paramètres échangés, et protocole d'accès). Afin de faciliter les étapes de recherche et de sélection effectuées par les clients, la représentation de services doit être enrichie des aspects liés au domaine d'application auquel les services sont dédiés, les aspects non fonctionnels (tels que la description du fournisseur et des contraintes d'exécution) et le contexte d'utilisation auquel les services s'adaptent. Le modèle de représentation de services Web proposé, appelé WSR-Model, fournit l'ensemble de ces catégories d'informations afin que les fournisseurs publient leurs services et que les clients réalisent les étapes de recherche et de sélection. Ce modèle est opérationnalisé via le système de représentation de connaissances par objets AROM qui implémente le registre de services Web, que nous nommons WSR. La composition de services Web repose sur une description de la planification des services et sur l'exécution de cette planification. À ce jour, les solutions existantes ne prennent pas en compte l'évolutivité de la composition et la prise en compte de l'adaptation au contexte d'utilisation lors des phases de description et d'exécution de la composition. Nous proposons un modèle de composition de services Web, appelé ProbCWS, qui s'appuie sur les méthodes de résolution de problèmes à base de modèle de tâches. La définition de la composition est définie comme un problème à résoudre, dont les tâches de résolution de plus faible granularité sont des services Web. La plate-forme de génération d'applications adaptées, nommée GenAWS et intégrant ProbCWS, fournit aux clients un moyen de composer à la volée des applications adaptées. La mise en oeuvre de GenAWS est réalisée, entre autres, par le langage de résolution de problèmes AROMTasks, sous-jacent au système AROM
This thesis concerns the domain of applications adapted to use context issued from the field of Service Oriented Architecture. This type of architecture enhances the cooperation between service providers and service consumers that design SOA applications. In order to help consumers, finding the service that best suits theirs needs, the services must be described by the provider following a given description standard. This description allows services to be discovered, reused and integrated in new applications. The composition of several services must yield results adapted to the use context (user, localization, time, access device). We propose in this work a solution that encloses the description, the retrieval and the composition of services and that takes into account at all levels the adaptation to the use context. The standard for Web service description, WSDL, concerns only the functional aspects of services (methods, parameters, access protocol). For facilitating the retrieval and the selection, the representation of Web Services has to be enriched with information related to the application domains, to the non-functional aspects (such as, description of the provider, execution constraints) and to the use context for which the service was conceived. The model for Web Service representation, called WSR-Model, covers the above information categories in order to enhance the publication, the retrieval and the selection of Web service. This model is supported by a register called WSR, which was implemented using AROM, an object based knowledge representation system. The composition of Web services is based on the description of the execution plan of a collection of services. Nowadays, the existing solutions do not take into account the evolution of such compositions nor the adaptation to the use context. We propose a composition model, called ProbCWS, which transposes the problem solving methods based on task models to Web service compositions. A composition is defined as a decomposable problem for which the fine-grain solving tasks are Web services. The generation framework, called GenAWS, integrates ProbCWS and gives consumers a mean to compose on the fly adapted applications. GenAWS takes advantage of AROMTasks, a problem solving language that is part of AROM framework

Construire un système logiciel à partir de blocs logiciels existants n'est pas une idée nouvelle. Ces blocs sont parfois appelés objets, composants et plus récemment services Web. Les architectures orientées service constituent un paradigme permettant d'utiliser des savoir-faire distribués et dont les caractéristiques principales sont le faible couplage, la flexibilité, l'ouverture, l'hétérogénéité, la mise à l'échelle ou encore la réutilisation. La capacité pour une architecture orientée service d'être agile (modifiable dynamiquement en cours d'exécution) est réellement importante pour faire face aux changements de nature diverse. Promouvoir des architectures agiles, dynamiquement modifiables, mettre en œuvre des compositions de services tout en garantissant une certaine qualité de service, constitue un réel challenge. Notre approche, nommée Diapason, adresse ce challenge. Diapason est une approche formelle, basée sur le pi-calcul et les logiques temporelles. Elle s'inscrit dans le cadre des approches centrées architecture. Diapason offre un langage d'orchestration (pi-Diapason) et un langage de description de propriétés (Diapason*). Cette approche fournit également une première réponse quant à l'évolution dynamique d'une orchestration de services Web en cours d'exécution. Pi-Diapason est formellement défini (basé sur le pi-calcul) et offre une syntaxe spécifique au domaine de l'orchestration de services Web. Ce langage est d'une part exécutable sans aucune ambiguïté (sémantique opérationnelle formelle) et offre d'autre part, la possibilité de faire évoluer dynamiquement une architecture grâce au concept de mobilité introduit par le pi-calcul. Diapason* fait partie de la classe de la logique temporelle arborescente basée sur actions et permet l'analyse de toute orchestration décrite en pi-Diapason. L'approche Diapason est supportée par un environnement qui regroupe une machine virtuelle interprétant le langage pi-Diapason ainsi qu'un vérificateur de propriétés
Building a software system from existing software blocks is not a new idea. These blocks are sometimes called objects, sometimes components, modules and more recently: Web services. The (Web) service-oriented architecture is a paradigm for organizing and using distributed expertise, and its main characteristics are low coupling, flexibility, openness, heterogeneity, scalability or reuse. The ability of a service-oriented architecture to be agile, meaning that it can be modified dynamically while running, is really important to cope with changes of various kinds. Promoting agile architectures, dynamically modifiable, implementing services compositions while guaranteeing a certain quality of service, is a real challenge. The approach developed in the scope of this thesis to address such a challenge is called Diapason. Diapason is a formal approach, based on pi-calculus and temporal logic; it is part of the architecture centric approaches. Diapason offers a services orchestration language (the pi-Diapason language), and a properties description language (the Diapason* language). This approach also provides an initial answer to the dynamic evolution of a running Web services orchestration. Pi-Diapason is formally defined and based on pi-calculus, moreover it offers a syntax specific to the field of Web services orchestration. On the first hand, this language is executable without any ambiguity thanks to a formal operational semantics, and on the other hand it provides the opportunity to develop a dynamic architecture through the concept of mobility introduced by the pi-calculus. Diapason* is a language of the temporal tree logic class based on actions and allows the analysis of any orchestration described in pi-Diapason. The Diapason approach is supported by an environment that includes a pi-Diapason virtual machine (also providing mechanisms to enable the dynamic evolution of an orchestration throughout its execution) and a model-checker

L'orchestration des services Web décrite par le Web Service-Business Process Execution Language (WS-BPEL), fait désormais partie intégrante du Web moderne, comme le cloud computing, le Big Data, l'Internet des objets (IoT) et les réseaux sociaux. En effet, elle est au centre de nombreux systèmes d'information liés à une variété de domaines tels que le commerce électronique, les institutions financières et les systèmes de santé, etc. où des données sensibles sont partagées, ce qui pose d'importants problèmes de sécurité. WS- BPEL appelé aussi BPEL, est le langage standard pour construire des services Web complexes d'une manière pratique. Cependant, BPEL n'est pas rigoureusement défini comme un langage formel entrainant ainsi des problèmes d'ambiguïté et de confusion lors de sa compréhension. Par ailleurs, sans fondement formel, il ne serait pas possible de fournir des preuves garantissant le bon fonctionnement de services. Cette thèse adresse la formalisation de BPEL et présente une approche formelle basée sur la réécriture de programmes permettant d'appliquer des politiques de sécurité au niveau de ce langage. Plus précisément, étant donné une composition de services Web spécifiée en BPEL et une politique de sécurité décrite dans une logique temporelle comme LTL, notre approche vise à générer une nouvelle version de service Web qui respecte cette politique de sécurité. La nouvelle version du service se comporte exactement comme l'originale excepté quand la politique est sur le point d'être violée. Dans ce cas le processus pourrait accomplir d'autres actions ou tout simplement être arrêté. La formalisation de BPEL a été aussi traduite dans l'environnement K-Framework, ce qui ouvre la porte à l'utilisation de ses nombreux outils formels incluant un évaluateur de modèles pour l'analyse de services Web.
The Web services orchestration approach described by the Web Service-Business Process Execution Language (WS-BPEL), is now an integral part of the modern Web, such as cloud computing, Big Data, the Internet of Things (IoT) and social networks. Indeed, it is at the center of many information systems related to a variety of domains such as e-commerce, financial institutions and healthcare systems, etc. where sensitive data is shared, which creates significant security issues. WS-BPEL, also called BPEL, is the standard language for building complex Web services in a practical way. However, BPEL is not rigorously defined as a formal language thus leading to problems of ambiguity and confusion when understanding it. Moreover, without a formal basis, it would not be possible to provide any proof guaranteeing the proper functioning of services. This thesis addresses the formalization of BPEL and presents a formal approach based on the rewriting of programs allowing the enforcement of security policies on this language. More precisely, given a composition of Web services specified in BPEL and a security policy described in a temporal logic like LTL, our approach aims to generate a new version of the Web service which respects the given security policy. The new version of the service behaves exactly like the original one except when the policy is about to be violated. In this case the process could take other actions or simply be stopped. The formalization of BPEL has also been translated into the K-Framework environment, which opens the door to the use of its many formal tools including a model checker for the analysis of Web services.

Cette thèse porte sur le problème de la composition de service. Nous nous focalisons sur les travaux qui utilisent les techniques de planification et nous proposons deux approches qui permettent de surmonter quelques limites des approches existantes. La première approche propose deux algorithmes centralisés fondés respectivement sur Tree-seach et Graphplan. Ces algorithmes n'assurent pas le passage à l'échelle à cause de leurs complexités exponentielles. Dans la seconde approche, cette limite est dépassée en proposant une architecture de planification multi-agents où chaque Web service est défini par un groupe de services et est considéré comme un agent. Les agents se coordonnent en fusionnant leurs meilleurs plans partiels qui permettent de répondre partiellement à une requête. Cette procédure est répétée jusqu'à atteindre le but en utilisant une fonction heuristique locale. Cette approche est ensuite étendue par des heuristiques globales pour assurer sa complétude si les sous-problèmes assignés aux agents sont dépendants. L’heuristique globale d'évaluation du meilleur plan local partiel permet d'éviter les puits en considérant les plans locaux intermédiaires proposés par d'autres agents. L'étude de la complexité des approches décentralisées montre qu'elles sont polynômiales, et les résultats expérimentaux montrent qu'elles sont capables d'assurer le passage à l'échelle pour des problèmes complexes. Enfin, une architecture d'agent de composition auto-guérissant est développée. Cette architecture vise une réelle intégration entre les processus de composition, de diagnostic actif, et de réparation en un seul processus de planification
This thesis addresses the problem of service composition. We focus on the use of planning techniques and we introduce two different approaches that overcome some limitations of the existing approaches. The first approach has two centralized algorithms based respectively on Tree-seach and Graphplan. These algorithms do not scale up well due to their exponential complexity. In the second approach, we overcome this limitation by proposing a multi-agents planning architecture where each web service defined by a set of services and is considered as an agent. The agents are coordinated by merging their best partial plan that answer partially to a request. This coordination procedure is repeated iteratively until reaching the goal using a local heuristic function. This approach is then extended by a global heuristics to ensure its completeness if the sub-problems assigned to the agents are dependent. This global heuristic of evaluating the best local plan avoids the wells by considering the intermediate local plans offered by other agents. The study of the complexity of decentralized approaches shows that they are polynomial, and experimental results show that they are able to scale up well for complex problems. Finally, a self-healing services composition agent-based architecture is developed. This architecture is a real integration between the processes of composition, active dignosis, and repair into one planning process

Dans cette thèse, nous nous intéressons aux problèmes de découverte, de sélection et de composition de services. L'objectif est de satisfaire une requête complexe d'un demandeur de services. Pour ce faire, nous proposons une approche multi-agents fondée sur la confiance et les réseaux sociaux. Nous définissions un modèle de confiance en tant que concept compositionnel formé de quatre composantes: une composante sociale, une composante d'expertise, une composante de recommandation et une composante de coopération. La composante sociale juge s'il est intéressant de suivre un fournisseur avant d'utiliser ses services. La composante d'expertise estime si un service se comporte bien et comme prévu. La composante de recommandation vérifie si un agent est pertinent ou pas et si l'on peut compter sur ses recommandations. La composante de coopération permet aux agents de décider avec qui interagir dans une composition de services. Nous proposons un algorithme distribué pour la découverte de services utilisant la confiance entre les agents ainsi que les systèmes de références dans les réseaux sociaux. Nous développons également une nouvelle méthode s'appuyant sur un modèle probabiliste pour inférer la confiance entre les agents non adjacents tout en tenant compte des rôles des agents intermédiaires. Finalement, nous présentons un processus original de formation de coalitions qui est incrémental, dynamique et recouvrant pour une composition de services dans les réseaux sociaux. Les résultats expérimentaux montrent que nos approches multi-agents sont efficaces, plus performants que les approches similaires existantes et peuvent offrir des résultats plus dignes de confiance à faible coût de communications
This thesis deals with service discovery, selection and composition problems. The aim is to fulfill a complex requester query. To do that, we propose a multi-agent approach based on trust and social networks. We define a trust model as a compositional concept that includes social, expert, recommender and cooperation-based component. The social-based component judges whether or not the provider is worthwhile pursuing before using his services. The expert-based component estimates whether or not the service behaves well and as expected. The recommender-based component checks whether or not an agent is reliable and if we can rely on its recommendations. The cooperation-based component allows agents to decide with whom to interact in a service composition. We propose a distributed algorithm for service discovery using trust between agents and referral systems in social networks. We also develop a new method based on a probabilistic model to infer trust between non adjacent agents while taking into account roles of intermediate agents. Finally, we present an original coalition formation process which is incremental, dynamic and overlapping for service composition in social networks. %In particular, our coalition formation process engaging self-interested agents is incremental, dynamic and overlapping. Experimental results show that our multi-agents approaches are efficient, outperforms existing similar ones and can deliver more trustworthy results at low cost of communications

Cette thèse a été réalisée dans le cadre du projet PIMI, financé par l’Agence Nationale de la Recherche. Elle porte sur la modélisation et l’utilisation d’informations personnelles dont la validité ou l'utilisabilité dépend du contexte. Plus particulièrement, elle a pour but d'aider l’utilisateur à réaliser des procédures en ligne. Elle aborde les problématiques de la représentation d’informations hétérogènes,d’interrogation d’espaces d’informations personnelles contextualisées, de remplissage automatique de formulaires et de réalisation automatique de procédures définies à un haut niveau d’abstraction par composition de services disponibles en ligne. Pour répondre à ces problématiques, nous avons proposé plusieurs contributions.La première contribution porte sur la gestion d’un espace d’informations personnelles. Nous avons proposé une modélisation permettant la description des informations personnelles en utilisant plusieurs ontologies de domaine. Ces informations personnelles sont ainsi instanciées avec différentes valeurs dont l’utilisabilité dépend du contexte et d'un degré d'utilisabilité. Nous avons également proposé deux algorithmes d’interrogation contextuelles SQE et FQE qui permettent la recherche par des requêtes sur des informations personnelles stockées.La seconde contribution porte sur l'utilisation de ces informations par de différents services en ligne, et ce dans deux cas. Dans le cas du remplissage automatique de formulaires, nous avons proposé un algorithme permettant de générer une requête sémantique à partir de la représentation annotée d’un formulaire. Cette requête est évaluée en utilisant les deux algorithmes d'interrogation SQE et FQE. Dans le cas de la réalisation d'un objectif utilisateur par composition de services, nous avons étendu l'algorithme de Graphplan pour prendre en compte la contextualisation des données et des politiques de sécurité spécifiées par l'utilisateur. Ces dernières permettent ainsi à l'utilisateur d'augmenter le contrôle sur ses informations et de limiter leur divulgation
This thesis was conducted within the PIMI project, financed by the National Agency of the Research. It concerns the modeling, the querying and thecomposition of personal information. We considered that the use and the accessto personal information is context dependent (e.g., social, geographical). More particularly, it aims to support the user when realising online,administrative or personal procedures. In this setting, the tackled problems arethe representation of heterogeneous information, the context-aware personalinformation spaces querying, the automatic form-filling and the automaticrealization of procedures defined at a high level of abstraction by compositionof online available services.To solve these problems, we have developped several contributions. The first oneconcerns the management of the personal information space. We havedefined a model allowing the description of personal information using severaldomain ontologies. Our model can be instantiated on the user's personalinformation with several usability values depending on the context and with ausability degree. We have also proposed two contextualquerying algorithms SQE and FQE which allow to query the recorded information.The second contribution concerns the use of these information by several onlineservices. It presents two use cases. In the case of the automaticforms-filling, we have proposed an algorithm allowing to generate a semanticquery from an annotated form representation. This query is evaluated by usingboth querying algorithms SQE and FQE. Then, in the case of the user objectiverealization (an abstract procedure) by service composition, we have extendedthe Graphplan algorithm to take into account the contextualization of the dataand the access policy rules specified by the user. The latter allows the user toincrease the control of its information and to limit their leaking

Les systèmes de services contextualisés ont connu un grand essor ces dernières années dans des domaines variés tels que la santé, la logistique ou bien le tourisme. Cette thèse s'intègre dans un projet plus global, nommé E-Tourism, qui vise à réaliser une plateforme de fourniture de services sensibles au contexte à des utilisateurs en situation de mobilité. Le travail de cette thèse se focalise sur la problématique de composition de services web et de leur exécution. La composition de services web permet la réutilisation de services existants afin d'en faire une synthèse répondant au besoin de l'utilisateur. Cette composition se fait en général au niveau de la phase conceptuelle ce qui limite le choix de services potentiels. Cette thèse présente une nouvelle approche de la composition de services Web automatisé et une plateforme d'exécution. Notre approche vise à composer les opérations de services qui répondent aux besoins des utilisateurs mobiles exprimées dans une logique propositionnelle et exécuter le service composé en agrégeant plusieurs services composants. Nous avons proposé une plateforme d'exécution de services et nous avons introduit un nouvel algorithme de planification intégré à cette plateforme. Nous avons défini un contexte basé sur le modèle BPMN. Afin de valider notre modèle sémantique nous avons utilisé une approche de type « model-checking » . Enfin, nous avons réalisé un prototype sous forme d'une plateforme de composition de services et d'exécution automatique en Java. Nous avons implémenté les règles d'inférence et les modèles BPMN en prolog. Enfin, nous avons intégré ces algorithmes dans l'ensemble du système. En perspectives, nous prévoyons d'étendre notre travail actuel et prendre en compte des scénarios plus complexes nécessitant des services web dynamiques
Recently, distributed computing systems based on context awareness have been proposing in several domains such as healthcare, logistics and tourism. The study described in this thesis is a part of a broader project of E-Tourism system that provides nomad user, context-aware personalized services. The work of this thesis focuses on the issues raised by web service composition and execution. Web service composition brings benefits of reusing existing services to synthesize the new resulting service that meets users needs. The way to create web service composition normally happens at design time, but this limits choices of services. This thesis presents a novel approach of automated web service composition and execution framework. Our approach aims to compose service operations that fulfill mobile users' requirements expressed in propositional logic and execute the resulting service based on aggregating multi service components. In the proposed framework, we have introduced our planning algorithm based on abstract goal states to search and connect to service operations, by mean of service operation annotations, for an abstract plan. The abstract plan is expected for workflow model of sequencing, paralleling and conditioning among service operations. However, the generated workflow is not in an executable form, this is why we perform the transformation of the workflow into an executable business process. To achieve the business process execution, we defined context based BPMN model for mapping the abstract plan to BPMN semantics. We also propose a new validation algorithm and exploited planning-as-model-checking approach to validate the semantic BPMN model whether it is Well-formed and Well-defined BPMN process. Finally, we implemented the automated service composition and execution framework system in Java platform as a proof of concept. We developed the logical composition and, transformation and validation BPMN algorithms written in Prolog. We have integrated these algorithms into the whole system. From the perspective, we plan to extend our current work and take into account more complex user's scenarios that explicitly and implicitly express other pattern controls and we will also consider the scenarios required for stateful web services

Les travaux de recherche de cette thèse portent sur la modélisation et la gestion des procédés métiers orientés services. Le travail s'intéresse aux procédés d'un point de vue de gestion décentralisée où les services composés peuvent établir des interactions de pair–à-pair. Dans un premier temps, nous présentons une méthode qui permet de dériver des procédés coopérants à partir d'une spécification centralisée. Il s'agit des algorithmes qui analysent un procédé centralisé pour le traduire en procédés coopérants, en transformant le flux de contrôle et le flux de données du procédé d'origine en interactions équivalentes de type pair-à-pair. Un des apports de la décentralisation, qui répond à une nouvelle exigence des procédés orientés vers les services, est l'établissement des interactions de pair-à-pair qui respectent le flux d'information des services composés. La deuxième partie du travail est la proposition d'un langage permettant d'exprimer des politiques de flux d'information. Par la suite, nous étudions l'intégration des politiques du flux d'information dans les procédés coopérants. Le choix d'un service entrant dans une composition peut être effectué dynamiquement, au moment de l'exécution du procédé, de sorte que l'ensemble des services composés n'est pas connu à priori. Une compréhension de la stratégie de choix dynamique des services et leur intégration dans le cadre des contributions proposées dans son ensemble est pour cela une étape centrale. Pour ce faire, une méthodologie qui automatise le processus de déploiement dynamique des procédés coopérants est proposée. Letravail présente une architecture logicielle qui valide les concepts proposés.

Le paradigme SOA est devenu un standard pour la conception technique et le développement d'applications logicielles. Malgré tous les avantages qu'il apporte notamment dans la résolution des problèmes d'hétérogénéité, les solutions associées à ce paradigme sont dédiées aux développeurs et restent difficiles à transposer au monde de l'entreprise. L'hypothèse de cette thèse est que pour tirer le meilleur profit du paradigme SOA, il est nécessaire d'adopter une position dan laquelle les services sont décrits en termes de besoins qu'ils permettent de satisfaire, c'est a dire par les buts organisationnels a satisfaire. Nous qualifions ces services d'intentionnels. La publication, la recherche et la composition de ces services se fait sur la base de ces descriptions intentionnelles. De cette façon, on parle d'un portage de SOA au niveau intentionnel que nous qualifions de ISOA.
La solution proposée dans cette thèse a conduit aux résultats suivants :
− Un modèle de représentation des services intentionnels qui intègre la variabilité et la réflexivité : le modèle MiS (Modèle Intentionnel de Services),
− Une démarche pour identifier les services intentionnels à partir des besoins des utilisateurs,
− Un modèle de représentation des services opérationnels : le modèle MoS (Modèle Opérationnel de Services),
− Une démarche pour dériver les services opérationnels à partir des services intentionnels,
− Une architecture à agents permettant l'exécution intentionnelle des services.

L'intelligence ambiante est considérée comme l'une des évolutions majeures de l'informatique ubiquitaire. Elle vise la mise en œuvre des environnements ambiants ou des espaces intelligents permettant d'améliorer la vie quotidienne des utilisateurs, leur bien-être et leur sécurité. Un environnement ambiant dispose d'une multitude d'équipements (capteurs, actionneurs), fournissant des services ubiquitaires atomiques qui sont distribués et de nature hétérogène. Ces services atomiques disponibles dans ce type d'environnement, ne répondent pas directement ou complètement à toutes les exigences et les besoins des utilisateurs. Par ailleurs, ces services de haut niveau peuvent impliquer l'interaction de services ubiquitaires appartenant et/ou contrôlés par différentes structures ou domaines (i.e. environnement multi-domaine). Dans ces travaux de thèse, on a étudié les problématiques reliées à l'agrégation des services ubiquitaires atomiques dans des coopérations et des compositions dans un environnement ambiant multi-domaine afin de répondre à des besoins utilisateurs. Cette étude concerne l'interopérabilité sémantique et comportementale des compositions de services ainsi que leurs spécifications dans un modèle formel basé sur la logique constructive BCDL0. Cette thèse a contribuée par la réalisation d'un canevas sémantique permettant la conception et la vérification formelles des processus coopératifs dans l'assistant à la preuve Isabelle/HOL. Le canevas sémantique proposé consiste en une ontologie de coopération extensible et un langage de spécification de services fiable (Sound) ainsi que des modules de mise en correspondance vers des infrastructures cibles
Ambient Intelligence is considered as the major application domain of ubiquitous computing. It aims at implementing intelligent environments to improve the daily activities, the well-being and the safety of users. An ambient environment has a multitude of devices (sensors, actuators), providing atomic ubiquitous services which are distributed and heterogeneous. These atomic services available in these environments, do not directly or fully meet all the requirements and the needs of users. Moreover, these high-level services may involve the interaction of ubiquitous services owned and/or controlled by different structures or domains (i.e. multi-domain environment). In this work, we studied the problems related to the aggregation of atomic ubiquitous services in cooperations and compositions in an ambient multi-domain environment in order to meet users' needs. This study concerns the semantic and behavioral interoperability of high-level composite services and their formal specification. This latter, is based on the Basic Constructive Description Logic, namely, BCDL0 formal model. This work contributes by realizing a semantic framework for the design and formal verification of cooperative processes in the interactive theorem prover Isabelle/HOL. The proposed semantic framework consists of an extensible cooperation ontology, a sound formal specification language of ubiquitous services and a components for mapping the formally proved cooperatives processes to the targeted infrastructures

Dans ce travail, une approche pour la spécification, la vérification formelle et la mise en oeuvre de services Web composés est proposée. Il s'agit d'une approche dirigée par les modèles fidèle aux principes de MDA définis par l'OMG. Elle permet au développeur de s'abstraire des difficultés liées à l'implémentation en travaillant sur les modèles de haut niveau, indépendants de la plateforme ou de la technologie d'implémentation cible. Les modèles sont réalisés à l'aide du langage de modélisation UML. Plus précisément, une extension à UML nommée UML-S est proposée pour adapter le langage au domaine de la composition de services. Les modèles UML-S sont suffisamment expressifs et précis pour être directement transformés en code exécutable tout en conservant leur lisibilité. Ces modèles peuvent également être transformés en descriptions formelles LOTOS afin de procéder à leur vérification formelle. L'approche proposée contribue à réduire les temps et les coûts de développement tout en assurant la fiabilité des services composés.

Le domaine de la recherche en neuroimagerie nécessite de pouvoir partager, réutiliser et comparer les outils de traitement d'images des différents laboratoires. Cependant la tâche de partage de traitement sous forme de services et leur composition sous forme de workflow reste une tâche difficile et trop souvent complexe. Ceci est dû dans la plupart des cas à l'hétérogénéité des services et des plateformes qui diffèrent au niveau de leurs conceptions et de leurs implémentations. Nous travaillons dans le cadre du projet NeuroLOG, une initiative cherchant à construire un système fédéré pour le partage de données et d'outils de traitement dans le domaine de la neuroimagerie. Il adopte une approche ontologique pour assurer la médiation et le partage de ressources entre les différents collaborateurs. Notre travail de thèse vise à compléter la médiation pour assurer le partage et la composition des outils de traitement d'images et à fournir aux utilisateurs spécialistes et non-spécialistes du domaine de la neuroimagerie une plateforme de composition de service ergonomique et facile à utiliser. Nous utilisons pour cela les techniques du web sémantique afin de remédier aux différents problèmes d'interopérabilité et de cohérence de ressources utilisées et produites. La première solution proposée se fonde sur une extension de la plateforme OWL-S. Elle a été adaptée aux différents services web de la plateforme de neuroimagerie. On a déduit que finalement les outils qui ne possèdent pas le format de services web et une description conforme au standard WSDL ne peuvent pas être enchaînés sous forme de workflow. A partir de là, nous avons proposé une autre approche pour effectuer la composition de services de traitement d'images. Elle se se fonde sur un nouveau modèle ontologique de composition de services qui répond aux exigences de la neuroimagerie, qui s'articule bien avec l'ontologie de domaine OntoNeuroLOG et qui pourra remédier aux différents problèmes rencontrés lors de l'élaboration de la première approche. Ce travail a permit de remédier à la fois aux problèmes d'hétérogénéité des descripteurs des services et à l'interopérabilité des services selon les contraintes de la neuroimagerie au sein de la plateforme NeuroLOG.

L'orientation service occupe de plus en plus une place importante dans la structuration des systèmes complexes. La conception et le développement d'applications évoluent progressivement d'un modèle traditionnel vers un modèle plus dynamique orienté services où la réutilisation et l'adaptabilité jouent un rôle important. Dans cette thèse, nous proposons une étude portant sur la conception et le développement d'applications par composition de services. Nous décrivons un environnement de partage de services : DyCoSe. Il consiste en un écosystème coopératif où les entreprises membres, organisées en communautés, partagent un consensus global représentant les fonctionnalités métier récurrentes et les propriétés non fonctionnelles communes. La composition d'applications dans DyCoSe repose sur une architecture à trois niveaux combinant à la fois une démarche descendante et une autre ascendante. La démarche descendante permet de décrire l'application à travers une interaction de composants haut niveau et de la raffiner en une ou plusieurs orchestrations de services. La démarche ascendante projette les caractéristiques de l'infrastructure réseau sous-jacente au niveau services. Un processus d'instanciation visant à réaliser une application composite est détaillé. Il formalise le choix des services, selon un ensemble de contraintes données, comme un problème d'optimisation de coûts. Deux solutions au problème d'instanciation sont étudiées. Une solution globale tient compte de l'ensemble des services disponibles dans l'écosystème et une solution locale favorise les services de certaines communautés. Un algorithme génétique est décrit comme implémentation de l'instanciation globale. Une simulation stochastique de l'environnement DyCoSe est proposée. Elle permet d'étudier les possibilités d'instanciation d'une application donnée dans un environnement où la disponibilité des services n'est pas garantie. Elle permet d'étudier aussi, le taux de réussite de l'exécution d'une instance d'une application donnée.