RT Dissertation/Thesis
T1 Modelo de interoperabilidad para plataformas de cloud computing basado en tecnologías del conocimiento
A1 Jiménez Domingo, Enrique
AB La Internet de los servicios ha ido modificando la Web desde un mero repositorio deinformación hasta convertirse en una plataforma para servicios y transacciones donde lasorganizaciones ofertan servicios de todo tipo, incrementando sus procesos de negocioexponiéndolos a través de la Web. Unido a esta transformación surgen nuevos paradigmas,como el Software-as-a-Service y el Cloud Computing, cuyos modelos se adaptan a esta nuevaconcepción y prometen crear nuevos niveles de eficiencia mediante la compartición defuncionalidades y recursos a gran escala. Con todo ello, las tecnologías relacionadas con elCloud Computing han ido incrementando su presencia e importancia en el mundo de lastecnologías de la información y han evolucionado hasta convertirse en un conjunto maduro deinnovaciones tecnológicas capaces de proporcionar una sólida infraestructura para elparadigma SaaS. El Cloud Computing y el SaaS abren las puertas a economías de gran escala ytambién a nuevos horizontes pero se encuentran con un importante número de retos queafrontar entre los que se encuentran: La falta de modelos contrastados para determinar bajo qué condiciones es rentablepara las organizaciones el proceso de migración hacia estos modelos. La falta de métodos probados (por ejemplo, guías de arquitecturas) para facilitar dichamigración. La falta de métodos de integración a diferentes niveles, hecho que dificulta el procesode desarrollo y entrega de un software capaz de comunicarse con otros elementos dela plataforma cloud, perdiendo una de sus características más importantes.Relacionado con el último aspecto comentado se encuentra el concepto de lainteroperabilidad. La interoperabilidad siempre se ha considerado como una de las asignaturaspendientes de los sistemas de información, ya que la heterogeneidad de los sistemas eleva lacomplejidad de los medios necesarios para alcanzarla. Este problema se está acrecentando conla creciente proliferación de sistemas de información construidos de forma independiente quedificultan o impiden los intercambios de información entre ellos. Debido a esto se pierde unade las propiedades más interesantes de los sistemas de computación en nube pero además selimita el avance hacia la posibilidad de un mundo completamente interoperable donde elacceso a la información sería prácticamente infinito.El problema de la interoperabilidad se ha afrontado desde diversas perspectivas, pero resultanespecialmente interesantes los enfoques realizados por las tecnologías semánticas, dondealcanzar la interoperabilidad a distintos niveles es históricamente uno de sus objetivosprincipales. La Web Semántica fue concebida principalmente para solucionar los problemas desobrecarga y heterogeneidad de los datos en la Web, hecho que trae como consecuencia laausencia de interoperabilidad. Su enfoque es el de añadir semántica a los datos de manera quelas máquinas sean capaces de procesarlos, razonar con ellos, combinarlos y realizardeducciones lógicas de manera muy similar a como lo haría un ser humano, proporcionandopara ello una serie de herramientas útiles.Dentro de este ámbito, esta tesis doctoral reúne los conceptos más relevantes y emergentesen la actualidad como Cloud Computing, SaaS, tecnologías semánticas, modelado de procesosde negocio, interoperabilidad entre sistemas, etc. El objetivo es fomentar la evolución denuevas plataformas orientadas en torno a la interoperabilidad y la reducción de costes quepuede suponer un impacto significativo en la industria. La investigación realizada, toma estastecnologías y paradigmas como base para poder definir un estándar o lenguaje común quepermita la interoperabilidad entre aplicaciones dentro de un entorno de Cloud Computing. Conesto se consigue dar un paso importante en las áreas de las tecnologías mencionadas,suponiendo un enfoque claramente innovador y cuyos resultados resultarán de granrelevancia dentro del ámbito de los sistemas de información.Por todo ello, la solución enmarcada dentro de esta tesis doctoral está orientada al diseño deun lenguaje semántico basado en ontologías y de un sistema global que trabaja a su alrededorcapaz de capturar el conocimiento de las aplicaciones alojadas en una estructura de CloudComputing habilitando la realización de procesos de intercambio de información entreaplicaciones heterogéneas de forma automática. Esta tesis doctoral plantea, por tanto, lacombinación del Cloud Computing y la Semántica para afrontar el problema de lainteroperabilidad a nivel de aplicación. Este enfoque no se encuentra extendido en laactualidad debido a la “reciente” explosión de los sistemas cloud, pero los beneficios quepueden aportarse mutuamente suponen una gran motivación para trabajar e investigar enprofundidad sobre ello.La metodología de investigación seguida en esta tesis doctoral para alcanzar los objetivos ydemostrar las hipótesis planteadas ha consistido en: Estudio del estado de arte. Mediante el estudio de los trabajos relacionados se puedenconocer los métodos y tecnologías necesarios para alcanzar los objetivos planteados.Este estudio se ha dividido en cinco bloques principales:o Cloud Computing.o Web Semántica.o Servicios Web.o Servicios Web Semánticos.o Interoperabilidad. Análisis de los aspectos más representativos de la literatura. El análisis de losdiferentes conceptos tratados en el estado del arte, permite realizar una toma dedecisiones correcta y sólidamente fundamentada para utilizar las tecnologías yherramientas más adecuadas al problema. Presentación de una primera aproximación de la solución. Esta etapa permitirá sentarlas bases y requisitos que se deben cumplir para cubrir los objetivos propuestos. Estaparte de la investigación emplea las conclusiones extraídas del análisis previo ypermitirá concluir la viabilidad de la investigación y también si las herramientasseleccionadas son suficientes para alcanzar la solución deseada. Diseño final de la solución. En esta fase se concluye el proceso de diseño. Todos losrequisitos han de quedar cubiertos y debe presentar un nivel de detalle suficiente parapoder comenzar la implementación del entorno para su validación. Implementación del lenguaje y configuración de la plataforma de Cloud Computing.Esta fase marca el inicio de la validación que permitirá comprobar que el diseñocumple con los objetivos marcados y que se encuentra en la línea de las hipótesispropuestas. La configuración de la plataforma de computación en nube permitiráevaluar y validar la investigación en un entorno real. Validación. En esta fase se comprueba que toda la funcionalidad diseñada ydesarrollada permite representar el conocimiento relativo al problema y lainteroperabilidad de las aplicaciones en la nube sin necesidad de intervención porparte del usuario. Evaluación de hipótesis y análisis de resultados. Tras validar las hipótesis propuestas,se analizan los resultados para extraer las consiguientes conclusiones de toda lainvestigación realizada. Documentación. La tarea de documentación se ha llevado a cabo a lo largo de todo elproceso de elaboración de la presente tesis doctoral. En las primeras fases, la tarea dedocumentación registra los resultados del estudio del estado del arte y del análisis delproblema. Durante el desarrollo de las siguientes etapas, se documentaron lascaracterísticas del diseño realizado y los aspectos relevantes del sistema global. En lafase de validación, se han documentado los resultados de los procedimientos devalidación seguidos. Finalmente se redactó la documentación definitiva que constituyela presente memoria, incluyendo las conclusiones extraídas de cada uno de losaspectos relativos a la tesis doctoral, a partir de la documentación generada a lo largode las distintas fases.La evaluación del lenguaje y del sistema global en el que se enmarca, ha probado la viabilidadde la solución presentada para alcanzar la interoperabilidad entre aplicaciones heterogéneas anivel de datos en entornos de computación en nube de manera automática. Gracias a la acciónconjunta de todos los componentes integrantes de la arquitectura diseñada se han conseguidoresultados satisfactorios en procesos de intercambio de información entre aplicacionessituadas en una misma estructura de Cloud Computing. El proceso de validación ha permitidoademás demostrar cada una de las hipótesis planteadas por la investigación. Por todo ello esposible afirmar que se han alcanzado los objetivos planteados por la tesis doctoral, resultandofinalmente en un gran éxito y una contribución de relevancia en los diferentes ámbitosestudiados. Además, las conclusiones extraídas de la totalidad de la investigación permitenextrapolar aspectos teóricos a otros medios y abrir nuevas líneas de investigación destinadas acontribuir a la consecución de entornos interoperables que permitan un mejor y más eficazaprovechamiento de la información existente. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
AB The Internet of services has altered the Web from a simple repository of information tobecome a services and transactions platform where organizations offer different kinds ofservices, increasing their business processes through the Web. With this transformation, newparadigm mergers have occurred, such as Cloud Computing and Software-as-a-Service, whosemodels are adapted to this new conception and promise the creation of new levels ofefficiency through large scale sharing of functionalities and resources. With all of this, CloudComputing related technologies have increased their presence and importance in the world ofinformation technologies and have evolved to become a mature set of technologicalinnovations able to provide a strong infrastructure for the SaaS paradigm. Cloud Computingand Software-as-a-Service open the doors to large scale economies and new horizons, but theyhave to face an important number of challenges, among which we can find the following: The lack of trusted models in order to determine the conditions under which it wouldbe worthwhile for the organization to start a process of migration to these kinds ofmodels. The lack of tested methods (for example, architecture guides) that would facilitate apotential migration. The lack of integration methods at different levels. This complicates the developmentand delivery processes of software that is able to communicate with other elements inthe cloud platform, therefore causing to lose one of its most important features.In dealing with this last aspect, it is possible to find the concept of interoperability.Interoperability has always been considered as one of the major challenges in informationsystems given that the heterogeneity of systems raises the complexity of the necessarymethods to achieve it. This problem is growing with the increasing proliferation ofindependent-built information systems, which obstruct or impede the information exchangebetween them. Due to this, one of the most interesting properties of Cloud Computingsystems is missing and, furthermore, it is restricting the progress towards the possibility of acompletely interoperable world where the access to information would be nearly infinite.The problem of interoperability has been faced from different perspectives, however the onesbased on semantic technologies, where reaching interoperability is historically one of theirmajor goals, are especially interesting. The Semantic Web was conceived for in order to solvethe problems of data overloading and heterogeneity in the Web, which causes the absence ofinteroperability among other features. The approach of Semantic Web is to add semantic tothe data enabling the machine´s capability to process, reason, combine and make logicaldeductions with them in a similar way than a human will do, providing a set of useful tools.Within this field, this doctoral thesis brings together the current most relevant and risingconcepts like Cloud Computing, SaaS, semantic technologies, business process modeling,systems interoperability, etc. The goal is to encourage the evolution of new platforms orientedtowards interoperability and cost reduction, which can have a significant impact in theindustry. The research accomplished takes these technologies and paradigms as a base for thedefinition of a standard or common language that allows the interoperability betweenapplications hosted in the same Cloud Computing environment. With this, it is possible to takea big step forward in the technology areas previously mentioned, creating a clearly innovativeapproach with results that will obtain great significance in the world of information systems.With the information mentioned, the solution framed within this doctoral thesis is orientedtowards the design of a semantic language ontology-based and of a global system that worksaround it, able to capture the knowledge of the applications hosted in a Cloud Computingstructure, setting up the development of information exchange processes betweenheterogeneous applications in an automatic manner. Therefore, this thesis proposes thecombination of Cloud Computing and Semantics in order to tackle the problem ofinteroperability at application level. Currently this approach is not widespread due to the“recent” explosion of cloud systems, but the benefits that they can mutually provide translateinto a great motivation for working and deeply researching in this field.The research methodology followed during this doctoral thesis in order to achieve the goalsand provide the formulated hypothesis consists of: State of the art study. Through the study of related works, it is possible to know themethods and technologies necessary to achieve the outlined goals. This study isdivided in five main categories:o Cloud Computing.o Semantic Web.o Web Services.o Semantic Web Services.o Interoperability. Analysis of the Literature’s most representative aspects. The analysis of the differentconcepts addressed in the state of the art, allows performing a correct and stronglysupported decision process to utilize the most appropriate technologies and tools forthe problem being solved. First approach of the solution. This stage allows for the layout of the foundations andrequirements that have to be fulfilled in order to reach the proposed objectives. Thisresearching phase makes use of the conclusions extracted from the previous analysisand allows to determine the viability of the researching as well as checking whetherthe selected tools are good enough to achieve the desired solution. Final design of the solution. In this phase the design process concludes. The whole setof requirements have to be fulfilled and it must be detailed enough to be able to startthe implementation of the environment for its validation. Language implementation and configuration of Cloud Computing platform. This stageindicates the beginning of the validation process which will allow the testing ofwhether the design meets the objectives and is aligned with the proposed hypothesis.The configuration of the Cloud Computing platform will enable evaluating andvalidating the researching in a real environment. Validation. The whole designed and developed functionality is tested within this phasein order to ensure that the problem is correctly represented and the system is able toperform the different tasks to accomplish automatic interoperability. Hypothesis evaluation and analysis of results. After validating the proposedhypothesis, results are analyzed to extract the necessary conclusions related to theimplemented research. Documentation. This task has been developed throughout the whole process of thisdoctoral thesis preparation. In the first stages, the documentation registers the resultsobtained from the state of the art study and the analysis of the problem. During thefollowing phases, all the features of the developed design and the relevant aspectsfrom the global system were documented. Within the validation phase, the results ofthe performed procedures have been written. Lastly, the definitive statement thatmakes this document was composed, including the conclusions extracted from each ofthe aspects relative to this doctoral thesis, arising from the documentation generatedalong the different phases.The evaluation of the language, and the global system where it is framed, has proved theviability of the proposed solution, achieving automatic interoperability of heterogeneousapplications at data level in Cloud Computing environments. Thanks to the joint action of allcomponents forming the designed architecture, this research provided satisfactory results inthe information exchange processes between applications hosted in the same CloudComputing infrastructure. Moreover, the validation process has allowed for the demonstrationof each of the hypotheses proposed by the research. By the information contained herein, it ispossible to affirm that all the objectives exposed in this doctoral thesis have beenaccomplished, resulting in a great success and a relevant contribution to the different areasanalyzed. Furthermore, the conclusions extracted from the whole research allow for theextrapolation of some theoretical aspects to other environments, as well as open newresearch lines that contribute to the achievement of interoperable environments that are ableto provide a better and more efficient use of the vast volume of existing information.
YR 2013
FD 2013-10
LK https://hdl.handle.net/10016/18172
UL https://hdl.handle.net/10016/18172
LA spa
DS e-Archivo
RD 21 may. 2024