Перспективы развития компьютерных сетей

Тема: «История и перспективы развития компьютерных сетей».

Семантическая сеть

Существующая сеть WWW представляет собой гигантское количество информации в формате, приспособленном для человеческого восприятия. Пользователь может перескакивать с одной ссылки на другую, давать запросы различным поисковым системам или же находить сайты, просто вводя их адреса. И хотя веб-страницы весьма привлекательны для человека, для компьютерной программы же, обрабатывающей их содержимое, они не более чем строчки из случайных символов.

Компьютерная программа не способна, загрузив произвольный документ, будь то веб-страница или какой-то файл, понять его содержание. Она конечно может сделать некие догадки, основываясь на HTMLили XML-тэгах, но всё равно требуется человек-программист, который должен разобраться в них и понять смысл, или семантику, каждого из тэгов. С точки зрения компьютера, существующая Сеть WWW — это полная неразбериха. К счастью, выход есть: это Семантическая Сеть.

Рис. Эволюция сети WWW

Как представлял себе Тим Бернерс-Ли. Семантическая Сеть должна стать неким дополнением сети WWW, состоящим из понятной машинам информации. Реализация этой новой Сети станет возможна благодаря ряду новых стандартов, разрабатываемых WWW-Консорциумом (W3C). Когда Семантическая Сеть наберёт обороты, значительное число информационных ресурсов будут пригодными для использования как человеком, так и программными агентами. Другими словами, программные агенты наконец-то научаться читать Интернет.

Подобно тому, как Семантическая Сеть является расширением обычной сети WWW, Семантические веб-сервисы расширяют понятие обычных веб-сервисов. В настоящее время создаются программы, способные искать нужные им порты и регистры, такие как UDDI-сервер, который является перечнем доступных веб-сервисов. И хотя программа может найти некий веб-сервис без помощи человека, она не в состоянии понять, как именно им пользоваться и даже просто для чего он предназначен. Язык описания веб-сервисов (WSDL) даёт нам инструмент для описания того, каким образом взаимодействовать с тем или иным веб-сервисом, тогда как семантическая разметка снабжает нас информацией о том, что и как делаетданный сервис.

Чтобы семантические-сервисы стали реальностью, язык разметки должен быть достаточно информативным с тем, чтобы компьютер был способен самостоятельно понимать смысл записанных на нём выражений. Ниже мы приводим требования, которым должен отвечать такой язык:

? Необходимость поиска сервисов (обнаружение) Начнём с того, что программы должны иметь возможность самостоятельно находить (или обнаруживать) требуемые им веб-сервисы. Заметим, что ни WSDL, ни UDDI не позволяют программе понять, для чего именно с точки зрения клиента служит тот или иной веб-сервис. Семантический же веб-сервис сможет предъявить описание своих свойств и возможностей с тем, чтобы программы могли сами распознавать его предназначение.

? Необходимость запускать сервисы (запуск) Программы должны уметь самостоятельно узнавать, каким образом запускать и исполнять данный сервис. Например, если выполнение сервиса представляет собой многошаговую процедуру, то программе требуется знать, как ей следует взаимодействовать с сервисом, чтобы требуемая последовательность шагов осуществилась. SW-сервис предъявляет исчерпывающий перечень того, что должен уметь агент для запуска и выполнения данного сервиса. Сюда же следует отнести описание входных и выходных данных этого сервиса.

? Необходимость использования вместе нескольких сервисов (композиция) Программы должны уметь отбирать нужные им веб-сервисы и комбинировать их для достижения своих целей. Сервисам необходимо будет тесно взаимодействовать друг с другом, так чтобы получающийся в результате их комбинирования результат был приемлемым решением поставленной задачи. Таким образом, программные агенты смогут строить совершенно новые сервисы, комбинируя сервисы, уже имеющиеся в Сети.

? Необходимость узнавать, что происходит после запуска сервиса (мониторинг) Программный агент должен уметь определять свойства данного сервиса и следить за его выполнением. Некоторым сервисам может требоваться определённое время для исполнения работы, и агенты должны быть в состоянии следить за ходом выполнения сервиса.

Снабдив агентов возможностями самостоятельно обнаруживать, запускать, комбинировать и следить за исполнением сервисов без участия человека, мы сможем создать новые достаточно функциональные приложения. Представьте себе некую Интегрированную Среду Разработки (IDE — Integrated Developer Environment), которая не только содержит перечень доступных сервисов, но также предлагает подходящие их комбинации, удовлетворяющие требованиям, сформулированным Вами на языке высокого уровня. Вместо того, чтобы пролистывать длинные списки сервисов в поисках того, входные параметры которого соответствуют Вашему приложению, Вы просто обращаетесь к среде IDE, которая предложит Вам сервисы, в точности, подходящие для Ваших целей.

Можно будет также создать неких персональных агентов, чтобы употребить всю мощь Сети на пользу конечному пользователю. Например, такой персональный агент вполне мог бы провести подготовку к празднованию дня рождения, получив лишь минимальные входные данные от пользователя. Подобный агент мог бы скомбинировать сервисы по заказу товаров, их покупке и доставке самостоятельно, преследуя поставленную перед ним пользователем на языке высокого уровня цель — подготовку праздника. Когда такие вещи будут делаться автоматически, пользователь сможет экономить как время, так и деньги.

Вообще говоря, стандартизация семантических-сервисов следует по пятам развития самой Семантической Сети. Из этого, к сожалению, также следует, что подобные сервисы находятся на ещё более ранней, нежели Семантическая Сеть, стадии развития. Исследователями и разработчиками было предложено несколько спецификаций для создания и использования семантически «мыслящих» веб-сервисов. Какая из этих спецификаций станет стандартом — вопрос, остающийся пока без ответа.

Рис. Пример работы семантического сервиса

Язык RDF является первичной основой для построения Семантической Сети. Уже появляются разработки, приближающиеся к понятию SW-сервиса, основанные на спецификациях RDF и RDF-Схема. Более того, некоторые реально работающие сервисы, как например MusicBrainz (www. musicbrainz. org), уже предлагают SWS-ориентированные Интерфейсы Прикладного Программирования (API), базирующиеся на RDF. И хотя упомянутый MusicBrainz удовлетворяет не всем перечисленным нами выше требованиям к семантическим-сервисам, данные API можно считать значительным шагом на пути построения семантических-сервисов.

Другая заслуживающая внимания спецификация — разработанный в DARPA Язык Разметки Агентов (DAML) и связанная с ним онтология сервисов, именуемая DAML-S. Язык DAML, разработанный группой исследователей в рамках DARPA-программы, имеет в своём арсенале гораздо более богатый по сравнению с RDF набор синтаксических конструкций.

DAML позволяет задавать достаточно замысловатые свойства объектов, а также характеристики свойств, такие как эквивалентность и однозначность. Тем самым он гораздо более выразителен, чем его предшественник RDF. В качестве узкоспециализированного применения DAML был создан язык DAML-S как необходимый стандарт для построения семантических-сервисов. Если на языке WSDL мы можем лишь сообщить агенту, как работает некий сервис, то уже DAML-S позволяет описать, что именно данный сервис предлагает клиенту и как им следует пользоваться. В этом смысле он дополняет WSDL, снабжая недостающей информацией для того, чтобы агенты имели возможность решать задачи обнаружения и автоматического запуска сервисов.

Взяв DAML за отправную точку, Консорциум W3C поручил Рабочей Группе по Сетевым Онтологиям выработать приемлемый для всех стандарт для Языка Сетевых Онтологий. Получившийся в результате язык OWL находится сейчас в стадии разработки.

Ещё один круг исследований и разработок сосредоточился на другой системе для построения SW-сервисов — Системе Моделирования Веб-Сервисов (WSMF), которая была предложена как средство для создания SW-сервисов. Она частично основана на языке WSFL (Web Services Flow Language) фирмы IBM, который является XML-языком для описания подчинённых бизнес-процессам комбинаций веб-сервисов.

К настоящему времени спецификация DAML-S привлекла большое внимание в академических кругах и исследовательских сообществах. Вероятнее всего, однако, будет создан её эквивалент, основанный на языке OWL, который уже и станет стандартом de facto для построения семантических-сервисов. Сейчас пока разработчики не нацелены на использование таких сервисов для каких-либо практических целей. Однако уже в скором времени начнут появляться общедоступные Семантические веб-сервисы.

Работы в области Семантической Сети и веб-сервисов тесно связаны друг с другом. Цели обоих — сделать информацию в современной Всемирной Компьютерной Сети понятной программным агентам. И мощной комбинацией этих двух разработок является создание технологии Семантических веб-сервисов.