Семантична структура для оркестровки та хореографії когнітивних веб-сервісів

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorПетренко, Анатолій Іванович
dc.contributor.authorКасьянчук, Ігор Вячеславович
dc.date.accessioned2025-08-29T08:47:22Z
dc.date.available2025-08-29T08:47:22Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractКасьянчук І.В. Семантична структура для оркестровки та хореографії когнітивних веб-сервісів. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії з галузі знань 122 Комп’ютерні науки за спеціальністю 122 Комп’ютерні науки. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2025. Дисертаційна робота присвячена розробці моделі координації когнітивних веб-сервісів, яка реалізується через семантичну структуру для їх вибору, інтеграції та автоматизації композиції. Дослідження зосереджене на вдосконаленні методів семантичного узгодження сервісів шляхом використання онтологічного підходу, адаптивного планування на основі контексту виконання запитів та інтеграції параметрів QoS для оптимізації вибору сервісів. Основна увага приділяється розширенню семантичного опису сервісів шляхом використання онтологічного підходу та доповнення логічними правилами SWRL для формалізації зв’язків між сервісами. Проведено порівняльний аналіз із альтернативними методами. Запропонований підхід демонструє покращену продуктивність, точність і масштабованість семантичної обробки у динамічних середовищах у порівнянні з традиційними методами оркестрації (наприклад, BPEL) та хореографії (WS-CDL). Дисертація відповідає науково-технічним пріоритетам Національного технічного університету України «КПІ імені Ігоря Сікорського» та спрямована на розвиток семантичних веб-технологій, когнітивних обчислень та інтелектуальної обробки запитів. Дослідження спрямоване на розробку методів і алгоритмів для підвищення продуктивності, адаптивності веб-сервісів та відповідності вимогам якості обслуговування (QoS). Результати роботи узгоджуються з напрямами розвитку сучасних інформаційних технологій, зокрема, в аспектах автоматизованого семантичного аналізу, інтеграції онтологій та розумного вибору сервісів для оптимізації процесів обробки запитів. Запропоновані рішення забезпечують ефективну інтеграцію та автоматизацію веб-сервісів через семантичну структуру, яка реалізує модель координації та композиції. Результати дослідження мають практичну цінність у контексті реалізації наукових програм із впровадження інноваційних цифрових рішень у різних галузях, оскільки проведене дослідження відповідає пріоритетам розвитку цифрової економіки, які закладені в стратегічних програмах, спрямованих на впровадження інтелектуальних систем, таких як «Інтернет речей» (IoT) та когнітивні обчислення. Метою дисертації є розробка моделі координації когнітивних веб-сервісів, яка реалізується через семантичну структуру, забезпечуючи ефективне оркестрування і хореографію сервісів у розподілених середовищах. Об’єкт дослідження – процеси опису, пошуку та інтеграції когнітивних вебсервісів у розподілених системах. Предмет дослідження – семантичні методи опису, пошуку та інтеграції когнітивних веб-сервісів, які забезпечують автоматизацію їх використання та взаємодії. Наукова новизна отриманих результатів полягає у тому, що в дисертаційній роботі: 1. Вперше запропоновано модель координації когнітивних веб-сервісів, яка забезпечує автоматизований вибір, оркестрацію та хореографію на основі семантичного опису функціональності, параметрів QoS та контексту виконання. Відмінність від існуючих підходів полягає у формалізованому описі когнітивних можливостей сервісів (наприклад, здатність до навчання, обробки природної мови, аналізу зображень), їх функціональності, вхідних/вихідних даних та обмежень, що забезпечує автоматизовану інтеграцію. 2. Модифіковано метод пошуку та вибору веб-сервісів, який базується на семантичному описі та забезпечує динамічне ранжування сервісів за їх відповідністю до контексту виконання (наприклад, час відповіді, специфіка даних, ресурси). 3. Вперше запропоновано інтеграцію когнітивних веб-сервісів на основі семантичного підходу, що дозволяє автоматизувати процес вибору, оркестрації та хореографії сервісів у динамічних середовищах, враховуючи змінність умов виконання та недоступність окремих компонентів. Отримані результати розширюють можливості когнітивних веб-сервісів та інтеграції штучного інтелекту в складні системи, підвищуючи ефективність прийняття рішень у стратегічно важливих сферах. Практичне значення отриманих результатів полягає у наступному: 1. Розроблена модель семантичної структури може бути використана для створення адаптивних і масштабованих систем у різних сферах, таких як управління ресурсами, автоматизація бізнес-процесів, інтеграція сервісів в Інтернеті речей (IoT) та смарт-середовищах. 2. Розроблений алгоритм інтелектуального пошуку та вибору когнітивних веб-сервісів може бути інтегрований у програмні платформи, що використовуються для побудови систем автоматизації, аналітики великих даних, розумних рекомендаційних систем або інтеграції сервісів у хмарних середовищах. 3. Запропоновані підходи є основою для розробки програмних продуктів, що забезпечують динамічний пошук, інтеграцію та управління когнітивними вебсервісами в системах із високими вимогами до адаптивності та швидкості реагування, таких як медицина, фінанси чи логістика. Результати проведеного дослідження були представлені та обговорені у провідних наукових виданнях, що підтверджує їхню актуальність і наукову новизну: стаття «Finding a conceptual approach to developing an architecture of general-purpose services for economic researches» опублікована в журналі Technology Audit and Production Reserves (Vol. 3 № 4(71), 2023). Наукова стаття «Модель розумної оркестрації веб-сервісів на прикладі статистичних досліджень» опублікована у Таврійському науковому віснику. Серія: Технічні науки (№ 4, 2023). Наукова стаття «Огляд хореографії веб-сервісів WSMO для виконання синхронних та асинхронних запитів» опублікована у Таврійському науковому віснику. Серія: Технічні науки (№ 2, 2024). Наукове дослідження на тему «Orchestration of service-oriented applications with reactive programming techniques» опубліковане в журналі Technology Audit and Production Reserves (Vol. 4 № 2(78), 2024). Наукова стаття «Розробка семантичної структури для композиції когнітивних веб-сервісів», опублікована у Technology Audit and Production Reserves (2025), представляє основні результати дослідження щодо автоматизації оркестрації та хореографії сервісів.
dc.description.abstractotherKasianchuk I.V. Semantic structure for orchestration and choreography of cognitive web-services – A Research Paper (Manuscript). Dissertation for the degree of Doctor of Philosophy in the field of knowledge 122 Computer Science, specialty 122 Computer Science. – National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute,” Kyiv, 2025. The dissertation is devoted to the development of a coordination model for cognitive web services, implemented through a semantic structure for their selection, integration, and automation of composition. The research focuses on improving methods of semantic alignment, adaptive service planning, and the integration of Quality of Service (QoS) parameters in the query processing workflow. The main attention is paid to expanding the semantic description of services by using an ontological approach and supplementing it with SWRL logical rules to formalize the relationships between services. A comparative analysis with alternative methods has been conducted. The proposed approach demonstrates higher productivity, accuracy, and scalability of semantic processing in dynamic environments. The dissertation corresponds to the scientific and technical priorities of the National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" and is aimed at the development of semantic web technologies, cognitive computing, and intelligent query processing. The research is focused on the development of methods and algorithms to improve the productivity, adaptability of web services, and their compliance with Quality of Service (QoS) requirements. The results of the work align with the directions of modern information technology development, particularly in aspects of automated semantic analysis, ontology integration, and intelligent service selection to optimize query processing workflows. The proposed solutions ensure effective integration and automation of web services through a semantic structure that implements the coordination model. The research results have practical value in the context of implementing scientific programs for introducing innovative digital solutions in various fields, as the conducted research corresponds to the priorities of digital economy development, established in strategic programs aimed at the implementation of intelligent systems such as the Internet of Things (IoT) and cognitive computing. The aim of the dissertation is to develop a coordination model for cognitive web services, implemented through a semantic structure, ensuring effective orchestration and choreography of services in distributed environments. The object of research is the processes of describing, searching, and integrating cognitive web services in distributed systems. The subject of research is semantic methods of describing, searching, and integrating cognitive web services, which ensure the automation of their use and interaction. The scientific novelty of the obtained results lies in the fact that in the dissertation: 1. A coordination model for cognitive web services is proposed for the first time, ensuring automated selection, orchestration, and choreography based on the semantic description of functionality, QoS parameters, and execution context. The difference from existing approaches lies in the formalized description of cognitive capabilities of services (such as the ability to learn, natural language processing, image analysis), their functionality, input/output data, and constraints, which ensures automated integration. 2. The method of searching and selecting web services has been modified, which is based on semantic description and provides dynamic ranking of services according to their relevance to the execution context (e.g., response time, data specificity, resources). 3. The integration of cognitive web services based on a semantic approach has been proposed for the first time, allowing the automation of service selection, orchestration, and choreography in dynamic environments, taking into account changing execution conditions and the unavailability of individual components. The obtained results expand the capabilities of cognitive web services and the integration of artificial intelligence into complex systems, increasing decision-making efficiency in strategically important areas. The practical significance of the obtained results is as follows: 1. The developed semantic structure model can be used to create adaptive and scalable systems in various fields such as resource management, business process automation, service integration in the Internet of Things (IoT), and smart environments. 2. The developed algorithm for intelligent search and selection of cognitive web services can be integrated into software platforms used for building automation systems, big data analytics, intelligent recommendation systems, or service integration in cloud environments. 3. The proposed approaches form the basis for the development of software products that provide dynamic search, integration, and management of cognitive web services in systems with high requirements for adaptability and response speed, such as healthcare, finance, or logistics. The results of the conducted research have been presented and discussed in leading scientific journals, confirming their relevance and scientific novelty: the article "Finding a conceptual approach to developing an architecture of general-purpose services for economic researches" was published in the journal Technology Audit and Production Reserves (Vol. 3 No. 4(71), 2023). The scientific article "A model of intelligent orchestration of web services using statistical research as an example" was published in the Tavriya Scientific Bulletin. Series: Technical Sciences (No. 4, 2023). The scientific article "A review of WSMO web service choreography for synchronous and asynchronous request execution" was published in the Tavriya Scientific Bulletin. Series: Technical Sciences (No. 2, 2024). The scientific research "Orchestration of serviceoriented applications with reactive programming techniques" was published in the journal Technology Audit and Production Reserves (Vol. 4 No. 2(78), 2024). The scientific article "Development of a semantic structure for cognitive web service composition," published in Technology Audit and Production Reserves (2025), presents the main research results on the automation of service orchestration and choreography.
dc.format.extent164 с.
dc.identifier.citationКасьянчук, І. В. Семантична структура для оркестровки та хореографії когнітивних веб-сервісів : дис. … д-ра філософії : 122 Комп’ютерні науки / Касьянчук Ігор Вячеславович. – Київ, 2025. – 164 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/75723
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectсемантичний веб
dc.subjectонтології
dc.subjectкогнітивні сервіси
dc.subjectобробка запитів
dc.subjectQoS
dc.subjectSWRL
dc.subjectсемантична сумісність
dc.subjectінтелектуальне планування
dc.subjectоптимізація веб-сервісів
dc.subjectдинамічне композиціювання
dc.subjectмашинне навчання
dc.subjectsemantic web
dc.subjectontologies
dc.subjectcognitive services
dc.subjectquery processing
dc.subjectsemantic interoperability
dc.subjectintelligent planning
dc.subjectweb service optimization
dc.subjectdynamic composition
dc.subjectmachine learning
dc.subject.udc004.046; 004.896; 004.021
dc.titleСемантична структура для оркестровки та хореографії когнітивних веб-сервісів
dc.typeThesis Doctoral

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Kasianchuk_dys.pdf
Розмір:
2.75 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Дисертації (СП)
Дисертації (вільний доступ)