The Semantic Web is an extension of the current Web, where the availability of information is expected to enable the cooperation between man and, above all, machines. The creation of standards which express shared meaning enable the construction of applications to solve integration, collaboration and automation problems which were already been identified by scientific community and technology consumers. The use of Web Services has brought several advances in this sense, and their annotation in semantic terms, transforming them into Semantic Web Services, enables the Semantic Web intent. Several technologies also enable the creation of such elements and their inherent use as basic blocks of application development whose scope is embedded on Web. This way, due to the fast growing of the number of services, some approaches to effectively solve the problem of services integration and use become necessary. This work proposes a modeling of a software solution to the discovery and composition of Semantic Web Services problem through the use of a genetic algorithm based on abstract data types. It is also proposed a tool implementation using OWL, OWL-S and OWL-S API languages and frameworks as well as the formal problem definition along with the scientific community expectations to the given solution. / AWeb Semântica é uma ampliação da web atual onde a disposição da informação viabiliza a cooperação entre homens e, sobretudo, entre máquinas. O surgimento de padrões web que expressam significado compartilhado possibilitam a construção de aplicações que resolvem problemas de integração, colaboração e automação já identificados pela comunidade científica e mercado consumidor de tecnologias. A utilização de Serviços Web trouxe grandes ganhos neste sentido, e sua anotação em termos semânticos, tornando-os Serviços Web Semânticos, viabiliza a proposta da Web Semântica. Diversas tecnologias viabilizam a construção de tais elementos e sua conseqüente utilização como blocos básicos do desenvolvimento de aplicações cujo escopo é embarcado na web. Assim, dado o rápido crescimento da quantidade de serviços, tornam-se necessárias abordagens que resolvam de forma efetiva, com garantias de qualidade e tempo de resposta aceitável, a integração e posterior utilização destes. Este trabalho propõe a modelagem de uma solução de software para o problema da Descoberta e Composição de Serviços Web Semânticos através do uso do Algoritmo Genético Baseado em Tipos Abstratos de Dados. Também é proposta uma implementação utilizando OWL, OWL-S e a OWL-S API. São apresentadas a definição formal do problema, as expectativas da comunidade científica quanto às soluções elaboradas e os resultados obtidos com respeito à viabilidade da proposta.

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Uma possibilidade para auxiliar na definição destes workflows científicos é o uso de ferramentas que agreguem semântica para auxiliar na sua composição. Os serviços Web semânticos apresentam tecnologias altamente favoráveis à sua composição para a obtenção de processos mais complexos, tais como o uso de padrões Web, independência de plataforma, independência de linguagem de programação utilizada para o desenvolvimento, possibilidade de processamento distribuído, e, principalmente, o uso de recursos semânticos que possibilitem sua descoberta, composição e invocação automáticas. Com o objetivo de auxiliar na descoberta de serviços Web para a composição de workflows científicos, propomos o desenvolvimento de um framework, denominado Composer-Science, que realize a busca de serviços Web semânticos e componha estes, definindo assim, um workflow científico. O objetivo geral do ComposerScience é permitir que o pesquisador descreva semanticamente um workflow científico e, considerando essa descrição, automatize, por meio do uso de serviços Web semânticos e ontologias, a busca semântica por serviços em repositórios e a geração de workflows científicos a partir dessa composição. O objetivo geral do framework pode ser decomposto em objetivos específicos: o registro e o armazenamento, nos repositórios distribuídos (bancos de dados) do framework, de ontologias de domínio (OWL) e anotações dos serviços Web semânticos (OWL-S); a realização de pesquisa semântica, baseada em requisitos fornecidos pelo pesquisador, nos repositórios distribuídos, a fim de realizar a descoberta de serviços Web semânticos que atendam os requisitos semânticos fornecidos; a análise sintática, baseada em requisitos estruturais (dados de entrada e saída), além da análise semântica dos serviços descobertos por meio da pesquisa semântica, a fim de se obter possíveis composições dos mesmos; a geração de modelos de workflows em WS-BPEL a partir das composições possíveis. Desta forma, os modelos gerados pelo framework podem ser utilizados em Sistemas de Gerenciamento de Workflows Científicos (SGWfC) e serem compostos com outros modelos de workflow. / An important concept in e-Science research is scientific workflows, which are usually long, consisting of several applications that, together, represent a scientific experiment. One possibility to assist in defining these scientific workflows is the use of tools that add semantics to the composition process. Semantic Web services have technologies that are highly favorable to their composition, in order to obtain more complex processes. Examples of these technologies are the use of Web standards, platform independence, programming language independence, possibility of distributed processing and especially the use of semantic resources that enable their discovery, automatic composition and invocation. With the aim of assisting in the discovery of Web services for scientific workflows composition, we propose the development of a framework, named Composer-Science, to conduct the search for semantic Web services and compose them, thus defining a scientific workflow. The overall objective of Composer-Science is to allow researcher to describe semantically a scientific workflow and, considering this description automatize, through the use of semantic web services and ontologies, the semantic search for services in repositories and the generation of scientific workflows from this composition. The overall objective of the framework can be broken down into specific objectives: registration and storage of domain ontologies (OWL) and semantic annotations of Web services (OWL-S), in distributed repositories (databases) of the framework; implementation of semantic search, based on requirements provided by the researcher, in distributed repositories, in order to discovery semantic Web services that match the semantic requirements provided; the syntactic analysis, based on structural requirements (input and output), and semantic analysis of services discovered using semantic search, in order to obtain their possible compositions; the generation of WS-BPEL workflow models from the possible compositions. Finally, the models generated by the framework can be used in Workflow Management Systems (WMS) and composed with other workflow models.