INTAMAP: the design and implementation of an interoperable automated interpolation web service

INTAMAP is a Web Processing Service for the automatic spatial interpolation of measured point data. Requirements were (i) using open standards for spatial data such as developed in the context of the Open Geospatial Consortium (OGC), (ii) using a suitable environment for statistical modelling and computation, and (iii) producing an integrated, open source solution. The system couples an open-source Web Processing Service (developed by 52°North), accepting data in the form of standardised XML documents (conforming to the OGC Observations and Measurements standard) with a computing back-end realised in the R statistical environment. The probability distribution of interpolation errors is encoded with UncertML, a markup language designed to encode uncertain data. Automatic interpolation needs to be useful for a wide range of applications and the algorithms have been designed to cope with anisotropy, extreme values, and data with known error distributions. Besides a fully automatic mode, the system can be used with different levels of user control over the interpolation process.

Uncertainty analysis in the Model Web

This thesis provides a set of tools for managing uncertainty in Web-based models and workflows.To support the use of these tools, this thesis firstly provides a framework for exposing models through Web services. An introduction to uncertainty management, Web service interfaces,and workflow standards and technologies is given, with a particular focus on the geospatial domain.An existing specification for exposing geospatial models and processes, theWeb Processing Service (WPS), is critically reviewed. A processing service framework is presented as a solutionto usability issues with the WPS standard. The framework implements support for Simple ObjectAccess Protocol (SOAP), Web Service Description Language (WSDL) and JavaScript Object Notation (JSON), allowing models to be consumed by a variety of tools and software. Strategies for communicating with models from Web service interfaces are discussed, demonstrating the difficultly of exposing existing models on the Web. This thesis then reviews existing mechanisms for uncertainty management, with an emphasis on emulator methods for building efficient statistical surrogate models. A tool is developed to solve accessibility issues with such methods, by providing a Web-based user interface and backend to ease the process of building and integrating emulators. These tools, plus the processing service framework, are applied to a real case study as part of the UncertWeb project. The usability of the framework is proved with the implementation of aWeb-based workflow for predicting future crop yields in the UK, also demonstrating the abilities of the tools for emulator building and integration. Future directions for the development of the tools are discussed.

A Survey on the Integration of Enterprise Applications as a Service

The present paper discusses the process of multi-lateral integration of the business applications, which requires the construction of a common infra-structure, acquires the format of a service and leads to release of the individual construction of a private infra-structure by every participant in the process.

Services for Content Creation and Presentation in an Iconographical Digital Library

Content creation and presentation are key activities in a multimedia digital library (MDL). The proper design and intelligent implementation of these services provide a stable base for overall MDL functionality. This paper presents the framework and the implementation of these services in the latest version of the “Virtual Encyclopaedia of Bulgarian Iconography” multimedia digital library. For the semantic description of the iconographical objects a tree-based annotation template is implemented. It provides options for autocompletion, reuse of values, bilingual entering of data, automated media watermarking, resizing and conversing. The paper describes in detail the algorithm for automated appearance of dependent values for different characteristics of an iconographical object. An algorithm for avoiding duplicate image objects is also included. The service for automated appearance of new objects in a collection after their entering is included as an important part of the content presentation. The paper also presents the overall service-based architecture of the library, covering its main service panels, repositories and their relationships. The presented vision is based on a long-term observation of the users’ preferences, cognitive goals, and needs, aiming to find an optimal functionality solution for the end users.

Modernizing Legacy Physics Applications for Reuse in Web and SOA

This paper concerns the application of recent information technologies for creating a software system for numerical simulations in the domain of plasma physics and in particular metal vapor lasers. The presented work is connected with performing modernization of legacy physics software for reuse on the web and inside a Service-Oriented Architecture environment. Applied and described is the creation of Java front-ends of legacy C++ and FORTRAN codes. Then the transformation of some of the scientific components into web services, as well as the creation of a web interface to the legacy application, is presented. The use of the BPEL language for managing scientific workflows is also considered.

Fast Information Retrieval in the Open Grid Service Architecture

This is an extended version of an article presented at the Second International Conference on Software, Services and Semantic Technologies, Sofia, Bulgaria, 11–12 September 2010.

Self-adaptive volunteered services composition through stimulus-and time-awareness

Volunteered Service Composition (VSC) refers to the process of composing volunteered services and resources. These services are typically published to a pool of voluntary resources. Selection and composition decisions tend to encounter numerous uncertainties: service consumers and applications have little control of these services and tend to be uncertain about their level of support for the desired functionalities and non-functionalities. In this paper, we contribute to a self-awareness framework that implements two levels of awareness, Stimulus-awareness and Time-awareness. The former responds to basic changes in the environment while the latter takes into consideration the historical performance of the services. We have used volunteer service computing as an example to demonstrate the benefits that self-awareness can introduce to self-adaptation. We have compared the Stimulus-and Time-awareness approaches with a recent Ranking approach from the literature. The results show that the Time-awareness level has the advantage of satisfying higher number of requests with lower time cost.

Architecture of remote monitoring and diagnosis system based on service-oriented architecture(SOA)

In view of the increasingly complexity of services logic and functional requirements, a new system architecture based on SOA was proposed for the equipment remote monitoring and diagnosis system. According to the design principles of SOA, different levels and different granularities of services logic and functional requirements for remote monitoring and diagnosis system were divided, and a loosely coupled web services system was built. The design and implementation schedule of core function modules for the proposed architecture were presented. A demo system was used to validate the feasibility of the proposed architecture.

Uncertainty propagation in the model web:a case study with e-Habitat

eHabitat is a Web Processing Service (WPS) designed to compute the likelihood of finding ecosystems with equal properties. Inputs to the WPS, typically thematic geospatial "layers", can be discovered using standardised catalogues, and the outputs tailored to specific end user needs. Because these layers can range from geophysical data captured through remote sensing to socio-economical indicators, eHabitat is exposed to a broad range of different types and levels of uncertainties. Potentially chained to other services to perform ecological forecasting, for example, eHabitat would be an additional component further propagating uncertainties from a potentially long chain of model services. This integration of complex resources increases the challenges in dealing with uncertainty. For such a system, as envisaged by initiatives such as the "Model Web" from the Group on Earth Observations, to be used for policy or decision making, users must be provided with information on the quality of the outputs since all system components will be subject to uncertainty. UncertWeb will create the Uncertainty-Enabled Model Web by promoting interoperability between data and models with quantified uncertainty, building on existing open, international standards. It is the objective of this paper to illustrate a few key ideas behind UncertWeb using eHabitat to discuss the main types of uncertainties the WPS has to deal with and to present the benefits of the use of the UncertWeb framework.

Certificação de composições de serviços web semânticos

This thesis presents a certification method for semantic web services compositions which aims to statically ensure its functional correctness. Certification method encompasses two dimensions of verification, termed base and functional dimensions. Base dimension concerns with the verification of application correctness of the semantic web service in the composition, i.e., to ensure that each service invocation given in the composition comply with its respective service definition. The certification of this dimension exploits the semantic compatibility between the invocation arguments and formal parameters of the semantic web service. Functional dimension aims to ensure that the composition satisfies a given specification expressed in the form of preconditions and postconditions. This dimension is formalized by a Hoare logic based calculus. Partial correctness specifications involving compositions of semantic web services can be derived from the deductive system proposed. Our work is also characterized by exploiting the use of a fragment of description logic, i.e., ALC, to express the partial correctness specifications. In order to operationalize the proposed certification method, we developed a supporting environment for defining the semantic web services compositions as well as to conduct the certification process. The certification method were experimentally evaluated by applying it in three different proof concepts. These proof concepts enabled to broadly evaluate the method certification

Cloud Stratus: uma plataforma de middleware para desenvolvimento de aplicações em nuvem

Cloud Computing is a paradigm that enables the access, in a simple and pervasive way, through the network, to shared and configurable computing resources. Such resources can be offered on demand to users in a pay-per-use model. With the advance of this paradigm, a single service offered by a cloud platform might not be enough to meet all the requirements of clients. Ergo, it is needed to compose services provided by different cloud platforms. However, current cloud platforms are not implemented using common standards, each one has its own APIs and development tools, which is a barrier for composing different services. In this context, the Cloud Integrator, a service-oriented middleware platform, provides an environment to facilitate the development and execution of multi-cloud applications. The applications are compositions of services, from different cloud platforms and, represented by abstract workflows. However, Cloud Integrator has some limitations, such as: (i) applications are locally executed; (ii) users cannot specify the application in terms of its inputs and outputs, and; (iii) experienced users cannot directly determine the concrete Web services that will perform the workflow. In order to deal with such limitations, this work proposes Cloud Stratus, a middleware platform that extends Cloud Integrator and offers different ways to specify an application: as an abstract workflow or a complete/partial execution flow. The platform enables the application deployment in cloud virtual machines, so that several users can access it through the Internet. It also supports the access and management of virtual machines in different cloud platforms and provides services monitoring mechanisms and assessment of QoS parameters. Cloud Stratus was validated through a case study that consists of an application that uses different services provided by different cloud platforms. Cloud Stratus was also evaluated through computing experiments that analyze the performance of its processes.

Service guarantees: A strategic mechanism to minimise customers' perceived risk in service organisations

Service offerings are largely intangible in nature. Customers are thus unable to assess the purchase outcome prior to experience, rendering the risk of possible customer dissatisfaction very high. It is argued that the concept of service guarantees proposed by services management theory can be effectively utilised to reduce the perceived risk of dissatisfaction for the customer in service organisations. Additionally, it is suggested that service guarantees force management to undertake activities which elevate the superiority of the organisation in the eyes of the customer and, thus, the opportunity to transform one-time customers into loyal ones. The purpose of this paper is twofold: first, to illustrate how customers’ behavioural intentions can be influenced by the use of a service guarantee; and second, to outline a systematic process that can help service business managers to develop and implement an effective service guarantee. This research highlights the numerous benefits available to service organisations by utilising the service guarantee as a strategic tool. Some of the important management implications are also outlined.

IMBus: instant Messaging bus

Os principais sistemas de instant messaging, desenvolvidos pelos grandes produtores de software, têm protocolos proprietários e fechados, o que não permite que exista comunicação entre eles. Isto implica que um utilizador necessite de utilizar vários clientes de instant messaging, por forma a comunicar com os seus contactos em todas as redes. Este trabalho tem como principal objectivo o desenvolvimento de um bus de instant messaging, que seja capaz de integrar vários serviços deste tipo. O bus permitirá a um utilizador comunicar com os seus contactos, também ligados ao bus, independentemente do seu serviço, usando apenas um cliente. Foi realizado um estudo sobre os protocolos de instant messaging, tanto protocolos abertos, cujo objectivo assenta na interoperabilidade, como os serviços disponibilizados pelos grandes sistemas. Deste estudo destacou-se o protocolo aberto XMPP e o serviço de instant messaging da Yahoo, sendo estes os escolhidos para provar o objectivo do projecto. A solução proposta tem por base um servidor que implementa parcialmente o protocolo XMPP, escolhido como formato nativo do bus de instant messaging. A interoperabilidade entre serviços de instant messaging é conseguida através de Web Services (designados por módulos de tradução), sendo cada um capaz de comunicar com outro serviço de instant messaging. O servidor disponibiliza também um Web Service (Web Service Central) que expõe o bus aos módulos de tradução. As operações do Web Service Central fazem a tradução para o protocolo nativo do bus. Desta forma existe um ponto único de processamento de funcionalidades (o servidor, processando pedidos feitos ao Web Service Central, por parte dos módulos), sendo todas as mensagens redireccionadas para o módulo respectivo ao utilizador destinatário.

WPAC: wireless payment and access control: dispositivos móveis no pagamento de serviços e controlo de acessos

A rápida evolução dos dispositivos móveis e das tecnologias de comunicação sem fios transformou o telemóvel num poderoso dispositivo de computação móvel. A necessidade de estar sempre contactável, comum à civilização moderna, tem aumentado a dependência deste dispositivo, sendo transportado pela maioria das pessoas num ambiente urbano e assumindo um papel talvez mais importante que a própria carteira. A ubiquidade e capacidade de computação dos telemóveis aumentam o interesse no desenvolvimento de serviços móveis, além de tradicionais serviços de voz. Um telemóvel pode em breve tornar-se um elemento activo nas nossas tarefas diárias, servindo como um instrumento de pagamento e controlo de acessos, proporcionando assim novas interfaces para serviços existentes. A unificação de vários serviços num único dispositivo é um desafio que pode simplificar a nossa rotina diária e aumentar o conforto, no limite deixaremos de necessitar de dinheiro físico, cartões de crédito ou débito, chaves de residência e de veículos automóveis, ou inclusive documentos de identificação como bilhetes de identidade ou passaportes. O interesse demonstrado pelos intervenientes, desde os fabricantes de telemóveis e operadores de rede móvel até às instituições financeiras, levaram ao aparecimento de múltiplas soluções de serviços móveis. Porém estas soluções respondem geralmente a problemas específicos, apenas contemplando um fornecedor de serviços ou uma determinada operação de pagamento, como seja a compra de bilhetes ou pagamento de estacionamento. Estas soluções emergentes consistem também tipicamente em especificações fechadas e protocolos proprietários. A definição de uma arquitectura genérica, aberta interoperável e extensível é necessária para que os serviços móveis possam ser adoptados de uma forma generalizada por diferentes fornecedores de serviços e para diversos tipos de pagamento. A maior parte das soluções actuais de pagamento móvel depende de comunicações através da rede móvel, algumas utilizam o telemóvel apenas como uma interface de acesso à internet enquanto outras possibilitam o envio de um SMS (Short Message Service) para autorizar uma transacção, o que implica custos de comunicação em todas as operações de pagamento. Este custo de operação torna essas soluções inadequadas para a realização de micropagamentos e podem por isso ter uma aceitação limitada por parte dos clientes. As soluções existentes focam-se maioritariamente em pagamentos à distância, não tirando partido das características do pagamento presencial e não oferecendo por isso uma verdadeira alternativa ao modelo actual de pagamento com cartões de crédito/débito. As capacidades computacionais dos telemóveis e suporte de diversos protocolos de comunicação sem fio local não têm sido aproveitadas, vendo o telemóvel apenas como um terminal GSM (Global System for Mobile Communications) e não oferecendo serviços adicionais como seja a avaliação dinâmica de risco ou controlo de despesas. Esta dissertação propõe e valida, através de um demonstrador, uma aquitectua aberta para o pagamento e controlo de acesso baseado em dispositivos móveis, intitulada WPAC (Wireless Payment and Access Control). Para chegar à solução apresentada foram estudadas outras soluções de pagamento, desde o aparecimento dos cartões de débito até a era de pagamentos electrónicos móveis, passando pelas soluções de pagamento através da internet. As capacidades dos dispositivos móveis, designadamente os telemóveis, e tecnologias de comunicação sem fios foram também analisadas a fim de determinar o estado tecnológico actual. A arquitectura WPAC utiliza padrões de desenho utilizados pela indústria em soluções de sucesso, a utilização de padrões testados e a reutilização de soluções com provas dadas permite aumentar a confiança nesta solução, um destes exemplos é a utilização de uma infra-estrutura de chave pública para o estabelecimento de um canal de comunicação seguro. Esta especificação é uma arquitectura orientada aos serviços que utiliza os Web Services para a definição do contracto do serviço de pagamento. A viabilidade da solução na orquestração de um conjunto de tecnologias e a prova de conceito de novas abordagens é alcançada com a construção de um protótipo e a realização de testes. A arquitectura WPAC possibilita a realização de pagamentos móveis presenciais, isto é, junto do fornecedor de bens ou serviços, seguindo o modelo de pagamento com cartões de crédito/débito no que diz respeito aos intervenientes e relações entre eles. Esta especificação inclui como aspecto inovador a avaliação dinâmica de risco, que utiliza o valor do pagamento, a existência de pagamentos frequentes num período curto de tempo, e a data, hora e local do pagamento como factores de risco; solicitando ao cliente o conjunto de credenciais adequado ao risco avaliado, desde códigos pessoais a dados biométricos. É também apresentada uma alternativa ao processo normal de pagamento, que apesar de menos cómoda permite efectuar pagamentos quando não é possível estabelecer um canal de comunicação sem fios, aumentando assim a tolerância a falhas. Esta solução não implica custos de operação para o cliente na comunicação com o ponto de venda do comerciante, que é realizada através de tecnologias de comunicação local sem fios, pode ser necessária a comunicação através da rede móvel com o emissor do agente de pagamento para a actualização do agente de software ou de dados de segurança, mas essas transmissões são ocasionais. O modelo de segurança recorre a certificados para autenticação dos intervenientes e a uma infra-estrutura de chave pública para cifra e assinatura de mensagens. Os dados de segurança incluídos no agente de software móvel, para desabilitar a cópia ou corrupção da aplicação mas também para a comparação com as credenciais inseridas pelo cliente, devem igualmente ser encriptados e assinados de forma a garantir a sua confidencialidade e integridade. A arquitectura de pagamento utiliza o standard de Web Services, que é amplamente conhecido, aberto e interoperável, para definição do serviço de pagamento. Existem extensões à especificação de Web Services relativas à segurança que permitem trocar itens de segurança e definem o modo de cifra e assinatura de mensagens, possibilitando assim a sua utilização em aplicações que necessitem de segurança como é o caso de serviços de pagamento e controlo de acesso. O contracto de um Web Service define o modo de invocação dos serviços, transmissão de informação e representação de dados, sendo normalmente utilizado o protocolo SOAP que na prática não é mais que um protocolo de troca de mansagens XML (eXtensible Markup Language). O envio e recepção de mensagens XML; ou seja, a transmissão de simples sequências de caracteres, é suportado pela maioria dos protocolos de comunicação, sendo portanto uma solução abrangente que permite a adopção de diversas tecnologias de comunicação sem fios. O protótipo inclui um agente de software móvel, implementado sobre a forma de uma MIDlet, aplicação Java para dispositivos móveis, que implementa o protocolo de pagamento comunicando sobre uma ligação Bluetooth com o ponto de venda do comerciante, simulado por uma aplicação desenvolvida sobre a plataforma .NET e que por isso faz prova da heterogeneidade da solução. A comunicação entre o comerciante e o seu banco para autorização do pagamento e transferência monetária utiliza o protocolo existente para a autorização de pagamentos, com base em cartões de crédito/débito. A definição desta especificação aberta e genérica em conjunto com o forte interesse demonstrado pelos intervenientes, proporciona uma boa perspectiva em termos de adopção da solução, o que pode impulsionar a implementação de serviços móveis e dessa forma simplificar as rotinas diárias das pessoas. Soluções móveis de pagamento reduzem a necessidade de transportar vários cartões de crédito/débito na nossa carteira. A avaliação dinâmica de risco permite aumentar a segurança dos pagamentos, com a solicitação de mais credenciais ao cliente para pagamentos com um maior risco associado, sendo um ponto importante quer para os clientes quer para as instituições financeiras pois diminui o risco de fraude e aumenta a confiança no sistema. Esta solução de pagamento electrónico pode também facilitar a consulta de pagamentos efectuados e saldos, mantendo um histórico dos movimentos, o que não é possível nos cartões de crédito/débito sem uma visita a uma ATM (Automated Teller Machine) ou utilização de homebanking.