Complex Web request resolution by semantic Web service composition and multi-objecive optimization

par Brahim Batouche

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Frédéric Guinand et de Yannick Naudet.

Soutenue en 2012

à Le Havre .

  • Titre traduit

    Résolution de requêtes complexes par la composition de Web services sémantiques et l'optimisation multi-objectifs


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  • Résumé

    Le commerce électronique est une forme nouvelle de commerce qui prend de plus en plus d'importance dans diérents domaines, comme le tourisme, le transport, etc. Avec la généralisation d'Internet et des systèmes de télécommunication, les utilisateurs deviennent plus exigeants et souhaitent pouvoir exprimer et obtenir des réponses à des requêtes plus complexes, contenant de multiples fonctionnalités, des conditions, des contraintes et des objectifs. Techniquement, la réponse à de telles requêtes est di cilement fournie par un seul service, mais plutôt par une combinaison de services. Le problème est alors de trouver les bonnes combinaisons en utilisant les services disponibles, mais aussi de sélectionner les meilleures d'entre elles en fonction des contraintes et des objectifs exprimés dans la requête. Cette thèse a pour ambition de contribuer à résoudre ce problème en se focalisant sur la composition de services Web sémantiques et l'optimisation de la réponse à une requête complexe. Nous formalisons le problème ainsi que ses éléments: requête, services et composition. Alors que les services Web sont décrits sémantiquement en utilisant le standard OWL-S, nous présentons une ontologie compatible pour la description sémantique de la requête, que nous nommons OWL-CR. Pour la conception automatique de la composition de services qui satisfait une requête, nous proposons un nouveau modèle pour la représentation de la composition de services Web sémantiques et un algorithme qui construit des compositions basées sur ce modèle. Ce dernier prend en charge n'importe quel type de structure de la composition et permet l'exécution des compositions. Selon l'existence de dépendances entre les fonctionnalités de la requête, il peut prendre deux formes diérentes. Dans le cas de fonctionnalités dépendantes une à une ou indépendantes, l'ensemble des compositions répondant à la requête est modélisé comme un graphe multicouches. Dans le cas spécique d'une dépendance globale, l'ensemble des compositions est modélisé comme un ensemble de grappes an d'éviter l'explosion combinatoire induite par les dépendances lors de la construction du graphe de composition. Lorsque le modèle de composition est un graphe, le problème d'optimisation de la composition est déni comme un problème de recherche de plus court chemin multi-objectif et une approche exacte, comme l'algorithme de Martins que nous avons implémenté, peut être utilisée pour déterminer un sous-ensemble du front de Pareto. Les algorithmes génétiques peuvent être utilisés lorsque le modèle de composition est un ensemble de grappes, car l'ensemble des solutions ne peut pas être déni à priori et l'utilisation de tels algorithmes est nécessaire, an d'améliorer la qualité des réponses pour se rapprocher des solutions optimales. Nous expérimentons les approches NSGA2 et SPEA2, connues dans la littérature pour fournir les meilleurs résultats en termes de diversité des solutions et de niveau d'optimalité, et nous montrons qu'elles fournissent une solution acceptable. L'algorithme de composition couplé aux méthodes d'optimisation précitées à été évalué sur un scénario de composition dun voyage touristique. Les compositions obtenues contiennent des services répondant à toutes les fonctionnalités de la requête, et tiennent compte des conditions, contraintes et objectifs. Lorsque seules les structures de type séquence sont considérées, l'algorithme de conception des compositions a une complexité linéaire en fonction de services disponibles. Lorsque toutes les structures possibles sont considérées, il a une complexité cubique, mais cette prise en compte fournir un espace de solutions plus riche.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (158 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 143-158

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  • Bibliothèque : Université du Havre. Service commun de la documentation. Bibliothèque centrale.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : STH 973
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