Submitted by Santos Davilene (davilenes@ufba.br) on 2016-05-25T16:24:08Z No. of bitstreams: 1 DissertacaoMestradoDCC_Leandro_Andrade.pdf: 4292793 bytes, checksum: 81fe16e2cd1e5c84283f5931ba388398 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-25T16:24:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissertacaoMestradoDCC_Leandro_Andrade.pdf: 4292793 bytes, checksum: 81fe16e2cd1e5c84283f5931ba388398 (MD5) / Criada com a proposta inicial de conectar basicamente documentos HTML, a Web hoje expandiu suas capacidades, tornando-se um ambiente bastante heterogêneo de aplicações, recursos, dados e usuários que interagem entre si. A proposta da Web Semântica, associada aos Serviços Web, busca estabelecer padrões que viabilizem a comunicação entre aplicações heterogêneas na Web. A Web de Dados, outra linha de evolução da Web, fornece orientações (Linked Data) sobre como usar as tecnologias da Web Semântica para publicar e definir ligações semânticas entre dados de diferentes fontes. Contudo, existe uma lacuna na integração entre aplicações baseadas em Serviços Web e aplicações da Web de Dados. Essa lacuna ocorre porque os Serviços Web são “executados”, enquanto que a Web de Dados é “consultada”. Dessa forma, esta dissertação apresenta o Semantic Web (of Data) Services (SWoDS) com objetivo de prover Serviços Web a partir de bases Linked Data. O Semantic Web (of Data) Services pode preencher a lacuna entre Serviços Web e aplicações baseadas na Web de Dados, fazendo que a Web de Dados seja “executada” através de Serviços Web Semânticos. Assim, permitindo que dados Linked Data, através do SWoDS, integrem aos Serviços Web, por meio de operações de composição automática e descoberta de serviços.

Estudos de expressão gênica geralmente envolvem a realização de processos de análise integrados para a obtenção de respostas biológicas de interesse. A realização destes processos frequentemente requer o uso combinado de uma série de ferramentas de software. No entanto, o processo de integração manual de ferramentas pode ser demorado e propenso a erros devido ao crescente número de ferramentas e formatos de dados disponíveis no domínio. De modo a automatizar o processo de integração, algumas abordagens têm sido propostas tanto para a adaptação das ferramentas de análise existentes como serviços web semânticos, quanto para o desenvolvimento de ambientes de suporte à integração (composição) de serviços web semânticos. Embora estas abordagens representem avanços, nenhuma solução adequada para o desenvolvimento e composição de serviços foi especificamente definida para o domínio de genômica funcional. Neste contexto, o principal objetivo deste projeto foi investigar uma solução completa para o desenvolvimento e composição de serviços web semânticos para a análise de expressão gênica. Como parte da solução proposta, definimos uma metodologia integrada para a implementação de serviços web semânticos criados a partir de ferramentas de software existentes e para a anotação semântica destes serviços. Nossa metodologia fornece diretrizes concretas para o desenvolvimento sistemático de serviços, considerando também os principais aspectos técnicos associados ao processo de desenvolvimento. Esta metodologia foi aplicada a um conjunto representativo de serviços que fornecem suporte às principais atividades de análise realizadas em diferentes tipos de dados de expressão gênica. De forma complementar, definimos uma solução completa para a composição semântica de serviços no domínio de análise de expressão gênica. A solução proposta foi implementada em uma plataforma de suporte semi-automático à composição de serviços web semânticos, chamada SemanticSCo. Esta plataforma fornece suporte flexível a todas as atividades envolvidas no processo de composição de serviços, incluindo a criação, publicação, requisição, descoberta, seleção, composição e execução de serviços. Além disto, a plataforma SemanticSCo foi projetada para prover suporte adequado a diferentes tipos de usuários, incluindo biologistas e bioinformatas. Neste sentido, a plataforma fornece aos usuários um alto nível de abstração para a definição de seus processos de análise, permitindo que os mesmos se concentrem mais nas questões de pesquisa biológicas do que nos aspectos subjacentes do processo de composição. Adicionalmente, a plataforma SemanticSCo suporta a definição e incorporação não apenas de serviços simples, definidos em termos de uma única operação, mas também de serviços complexos, definidos em termos de um conjunto de condições que restringem a ordem de invocação de suas operações. Finalmente, de modo a avaliar a plataforma de suporte desenvolvida, definimos diferentes cenários de composição para a análise (integrada) de dados de expressão gênica. O uso da plataforma SemanticSCo facilitou a definição destes cenários, permitindo assim a reprodução dos resultados obtidos a partir de diferentes estudos de expressão gênica previamente documentados na literatura / Gene expression studies usually involve the creation of integrated analysis processes for obtaining responses for a biological question. The creation of such processes often require the combined use of a number of software tools. However, the manual integration of tools can be cumbersome and error prone due to the increasing number of tools and data formats available in the domain. In order to automate the integration process, some approaches have been proposed for the adaptation of existing analysis tools as semantic web services as well as for the development of software environments to support the integration (composition) of semantic web services. Although these approaches present advances, to the best of our knowledge, no suitable solution has been proposed for the development and composition of web services in the functional genomics domain. In this context, this project aimed at investigating a complete solution for the development and composition of semantic web services to support gene expression analysis. As part of the proposed solution, we have defined an integrated methodology for the implementation of semantic web services created from existing software tools and the semantic annotation of such services. Our methodology provides concrete guidelines for the systematic development of services, also taking into account the main technical aspects associated with the development process. This methodology has been applied in the development of a representative set of services that support the main analysis activities performed on different types of gene expression data. Complementary to our methodology, we have defined a complete solution for the semantic composition of web services in the gene expression analysis domain. The proposed solution has been implemented in a software platform to support the semi-automatic composition of semantic web services, named SemanticSCo. This platform provides flexible support to all activities involved in the service composition process including service creation, publication, request, discovery, selection, composition and execution. Additionally, the SemanticSCo platform has been designed to support different types of users, including biologists and bioinformaticians. In this sense, the platform provides users with a high level of abstraction in the definition of their analysis processes, thus allowing them to focus more on biological research issues rather than on underlying details of the composition process. In addition, the SemanticSCo platform supports not only the definition and incorporation of (simple) services defined in terms of a single operation, but also (complex) services defined in terms of a set of conditions that constrain the order in which service operations should be invoked. Finally, in order to evaluate the developed support platform, we have defined a number of composition scenarios for the (integrated) analysis of gene expression data. The use of the SemanticSCo platform has facilitated the definition of these scenarios, thus allowing the reproduction of the results obtained from different gene expression studies previously documented in the literature.

A automação de tarefas como descoberta, composição e invocação de Serviços Web é um requisito importante para o sucesso da Web Semântica. Nos casos de insucesso na busca por um serviço, por não existir disponível um serviço completo que atenda plenamente a requisição do usuário, uma possibilidade de contorno é compor o serviço procurado a partir de elementos básicos que atendam parcialmente a requisição inicial e que se completem. A composição de Serviços Web pode ser realizada de forma manual ou de forma automática. Na composição manual, o desenvolvedor de Serviços Web pode tirar proveito da sua expertise sobre os serviços envolvidos na composição e sobre o resultado que se deseja alcançar. Esta tese aborda problemas e apresenta contribuições relacionadas ao processo de composição automática de Serviços Web. A composição automática de Serviços Web requer que os serviços sejam descritos e publicados de forma a modelar o conhecimento (semântica explícita) que o desenvolvedor utiliza para realizar a composição manual. A descoberta automática baseada nas descrições semânticas do serviço é também um passo crucial na direção da composição automática, pois é um estágio anterior necessário para a seleção dos serviços candidatos à composição. Trabalhos da área de pesquisa em Serviços Web Semânticos exploram a utilização dos padrões da Web Semântica para enriquecer, com semântica explícita, a descrição dos Serviços Web. O problema da composição automática de Serviços Web é tratado neste trabalho por meio de três linhas de investigação: modelagem dos Serviços Web Semânticos; descoberta automática de Serviços Web Semânticos; e composição automática de Serviços Web Semânticos. As contribuições desta tese incluem: a plataforma RALOWS para modelagem de aplicações Web como Serviços Web Semânticos, tendo como estudo de caso aplicações para realização de experimentos remotos; um algoritmo para descoberta automática de Serviços Web Semânticos; uma proposta baseada em grafos e caminhos de custo mínimo para prover composição automática de Serviços Web Semânticos; uma infra-estrutura e ferramentas de apoio à descrição, publicação, descoberta e composição de Serviços Web Semânticos / The automation of the discovery, composition and invocation of Web Services is an important step to the success of the Semantic Web. If no single Web Service satisfies the functionality required by one user, an alternative is to combine existing services that solve parts of the problem in order to reach a complete solution. Web Services composition can be achieved manually or automatically. When composing services manually, Web Service developers can take advantage of their expertise and knowledge about the composition services and the target service. This thesis addresses issues and presents contributions related to the process of automating Web Services composition. The automatic composition of Web services requires the description and publication of the services in order to model the necessary knowledge (explicit semantics) that the developer uses to perform the manual composition. The automatic Web Service discovery is a crucial step toward the automatic composition, because it is a previous stage necessary to the selection of composition service candidates. Semantic Web Services researches explore the use of the Semantic Web technologies to enrich the Web Services descriptions with explicit semantics. Three main lines of investigation are adopted in this thesis to explore the process of automatic composition of Web Services. They are the following: Semantic Web Services modeling; automatic discovery of Semantic Web Services; and automatic composition of Semantic Web Services. The main contributions of this thesis include: the RALOWS platform for modeling Web applications as Semantic Web Services; an algorithm for the automatic discovery of Semantic Web Services; a graph-based approach to the automatic composition of Semantic Web Services; and an infrastructure and tools to support the Semantic Web Services description, publishing, discovery and composition

A automação de tarefas como descoberta, composição e invocação de Serviços Web é um requisito importante para o sucesso da Web Semântica. Nos casos de insucesso na busca por um serviço, por não existir disponível um serviço completo que atenda plenamente a requisição do usuário, uma possibilidade de contorno é compor o serviço procurado a partir de elementos básicos que atendam parcialmente a requisição inicial e que se completem. A composição de Serviços Web pode ser realizada de forma manual ou de forma automática. Na composição manual, o desenvolvedor de Serviços Web pode tirar proveito da sua expertise sobre os serviços envolvidos na composição e sobre o resultado que se deseja alcançar. Esta tese aborda problemas e apresenta contribuições relacionadas ao processo de composição automática de Serviços Web. A composição automática de Serviços Web requer que os serviços sejam descritos e publicados de forma a modelar o conhecimento (semântica explícita) que o desenvolvedor utiliza para realizar a composição manual. A descoberta automática baseada nas descrições semânticas do serviço é também um passo crucial na direção da composição automática, pois é um estágio anterior necessário para a seleção dos serviços candidatos à composição. Trabalhos da área de pesquisa em Serviços Web Semânticos exploram a utilização dos padrões da Web Semântica para enriquecer, com semântica explícita, a descrição dos Serviços Web. O problema da composição automática de Serviços Web é tratado neste trabalho por meio de três linhas de investigação: modelagem dos Serviços Web Semânticos; descoberta automática de Serviços Web Semânticos; e composição automática de Serviços Web Semânticos. As contribuições desta tese incluem: a plataforma RALOWS para modelagem de aplicações Web como Serviços Web Semânticos, tendo como estudo de caso aplicações para realização de experimentos remotos; um algoritmo para descoberta automática de Serviços Web Semânticos; uma proposta baseada em grafos e caminhos de custo mínimo para prover composição automática de Serviços Web Semânticos; uma infra-estrutura e ferramentas de apoio à descrição, publicação, descoberta e composição de Serviços Web Semânticos / The automation of the discovery, composition and invocation of Web Services is an important step to the success of the Semantic Web. If no single Web Service satisfies the functionality required by one user, an alternative is to combine existing services that solve parts of the problem in order to reach a complete solution. Web Services composition can be achieved manually or automatically. When composing services manually, Web Service developers can take advantage of their expertise and knowledge about the composition services and the target service. This thesis addresses issues and presents contributions related to the process of automating Web Services composition. The automatic composition of Web services requires the description and publication of the services in order to model the necessary knowledge (explicit semantics) that the developer uses to perform the manual composition. The automatic Web Service discovery is a crucial step toward the automatic composition, because it is a previous stage necessary to the selection of composition service candidates. Semantic Web Services researches explore the use of the Semantic Web technologies to enrich the Web Services descriptions with explicit semantics. Three main lines of investigation are adopted in this thesis to explore the process of automatic composition of Web Services. They are the following: Semantic Web Services modeling; automatic discovery of Semantic Web Services; and automatic composition of Semantic Web Services. The main contributions of this thesis include: the RALOWS platform for modeling Web applications as Semantic Web Services; an algorithm for the automatic discovery of Semantic Web Services; a graph-based approach to the automatic composition of Semantic Web Services; and an infrastructure and tools to support the Semantic Web Services description, publishing, discovery and composition

Um ambiente inteligente é um sistema de computação ubíqua e sensível ao contexto onde os sistemas computacionais embutidos no ambiente, a comunicação entre dispositivos e o ambiente, e a acessibilidade aos serviços do ambiente são transparentes ao usuário. O presente trabalho tem como objetivo propor um modelo para ambientes inteligentes baseado em serviços web semânticos, em que os serviços disponíveis para os dispositivos do ambiente são proporcionados como serviços web e a interação dispositivo - ambiente é feita em um contexto de computação móvel, onde a disponibilidade dos serviços e a informação de contexto do dispositivo mudam freqüentemente. No modelo proposto todas as funcionalidades do ambiente são fornecidas como serviços. Estes serviços são descobertos e executados automaticamente com a finalidade de ajudar o usuário a desenvolver tarefas específicas, permitindo ao usuário se concentrar nas tarefas e não na interação com o ambiente. O modelo se fundamenta na oferta de serviços dirigida pela tarefa a ser desenvolvida, o que é conhecido como Task-driven Computing. Por outro lado, para a automação do processo de descoberta e execução dos serviços é necessário ter uma especificação não ambígua da semântica dos serviços. Empregamos para isso a ontologia WSMO (Web Services Modeling Ontology) que fornece os elementos necessários para a descrição dos serviços disponíveis no ambiente e o contexto do dispositivo. Finalmente, como prova de conceitos do modelo proposto, foi implementado um ambiente inteligente para uma biblioteca. A ativação de um ambiente inteligente baseado no modelo proposto se baseia na definição de ontologias, descrição semântica dos serviços no ambiente e a implementação de serviços web tradicionais. / A smart environment is a system computing ubiquitous computing and context awareness, in which the computational systems embedded in the environment, the communication between devices and the environment, and the accessibility to services are transparent to the users. The aim of this work is to propose a semantic web services based model for smart environments, in which services are offered to devices as web services and the device - environment interactions are based on a mobile computing environment, in which the contextual information and availability of services change frequently. In the proposed model all functionalities in the environment are offered as services. These services are automatically discovered and executed to support the user in a specific task, allowing to the user to focus on his task and not in the interactions with the environment. The model is based on a task-driven offer of services and on task-driven computing. To automate the discovery and execution of services, we need a nonambiguous specification of the semantic of services. We use the WSMO ontology (Web Services Modeling Ontology), which provides the required elements for description of the services in the environment and the context device. Finally, as a conceptual proof of the proposed model, we implemented a smart environment for a library. In the proposed model the activation of a smart environment is based in the ontologies definition, semantic description of the services.

Semantic Web Services domain has gained special attention in academia and industry. It has been adopted as a promise to enable automation of all aspects of Web services provision and use, such as service creation, selection, discovery, composition, invocation. For that, the Semantic Web Services community has been devoted to creating tools and techniques that explore the semantic information of these services. However, the state of the art shows that the aplications based on Semantic Services have their own characteristics, interests and priorities. This diversity directly influences the choice of techniques and technologies for handling services, ie, a single tool can have satisfactory results in a particular application and is not appropriate for others. Moreover, these applications can evolve, which implies the need of changing these tools. Aiming to solve this problem, this work proposes an adaptive middleware for managing discovery and invocation of services capable of integrating different tools and techniques according to application needs. In order to validate the work, a case study with Semantic Web Services of education domain is presented, with this, it was noted that the proposed Middleware is efficient for performing the processes of discovery, composition and invocation of services in an adaptable manner. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os Serviços Web Semânticos têm ganhado uma atenção especial pela academia e indústria. Eles têm sido utilizados como uma promessa para possibilitar a automação de todos os aspectos da provisão e uso de Serviços Web, tais como criação, seleção, descoberta, composição e invocação de serviços. Para isso, a comunidade tem se dedicado a criação de ferramentas e técnicas para explorar as informações semânticas destes serviços. Entretanto, como apontado pela comunidade especializada no tema, aplicações baseadas em Serviços Semânticos possuem suas próprias características, interesses e prioridades. Esta diversidade influencia diretamente na escolha das técnicas e tecnologias utilizadas para manipulação de serviços, ou seja, uma mesma ferramenta pode ter resultados satisfatórios em uma determinada aplicação e não ser adequada para outras. Além disso, essas aplicações podem evoluir, o que implica na necessidade de mudança nestas ferramentas. Com o objetivo de contribuir na solução deste problema, propõe-se na pesquisa em pauta um Middleware adaptável para gerenciamento de descoberta e invocação de serviços capaz de integrar diferentes técnicas e ferramentas de acordo com as necessidades da aplicação. Como forma de avaliar o trabalho, realizou-se um estudo de caso envolvendo o uso de Serviços Web Semânticos no domínio de educação, com isso, verificou-se que o Middleware proposto se mostrou eficiente na realização dos processos de descoberta, composição e invocação de serviços de maneira adaptável.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:05:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2156.pdf: 2821263 bytes, checksum: 004a12abe43c74b0fbe111ec7dd91b40 (MD5) Previous issue date: 2008-05-26 / Financiadora de Estudos e Projetos / This dissertation presents an approach to the software development in the Ubiquitous Computing, which instantiates the Rational Unified Process (RUP), based on Ontologies, Semantic Web Services, and Software Agents. Ontologies are employed to improve the description of the use context, enabling the applications to be context-aware. Semantic Web Services are used as software components distributed over the Internet, and are composed to perform complex tasks. Software Agents manages the applications using the Ontologies and the Semantic Web Services. A framework, called UBICK, was built to facilitate the design and the implementation of ubiquitous applications, based on components reuse. A case study illustrates the use of this approach in order to develop an Electronic Reflexive Portfolio in the medical education domain. / Esta dissertação apresenta uma abordagem para orientar o desenvolvimento de software na Computação Ubíqua que instancia o Rational Unified Process (RUP), com base em Ontologias, Serviços Web Semânticos, Agentes de Software. Ontologias são empregadas para facilitar o desenvolvimento de aplicações sensíveis a contexto. Serviços Web Semânticos são utilizados como componentes de software distribuídos pela Internet e são compostos para realizar tarefas complexas. Agentes de Software gerenciam as aplicações, facilitando o uso das Ontologias e dos Serviços Web Semânticos. Um framework, denominado UBICK, foi construído a fim de estruturar o projeto e implementação das aplicações ubíquas, baseado no reuso de componentes. Como estudo de caso, apresenta-se o uso da abordagem proposta no desenvolvimento de um Portfólio Reflexivo Eletrônico para o domínio de ensino na medicina.

Estudos de expressão gênica geralmente envolvem a realização de processos de análise integrados para a obtenção de respostas biológicas de interesse. A realização destes processos frequentemente requer o uso combinado de uma série de ferramentas de software. No entanto, o processo de integração manual de ferramentas pode ser demorado e propenso a erros devido ao crescente número de ferramentas e formatos de dados disponíveis no domínio. De modo a automatizar o processo de integração, algumas abordagens têm sido propostas tanto para a adaptação das ferramentas de análise existentes como serviços web semânticos, quanto para o desenvolvimento de ambientes de suporte à integração (composição) de serviços web semânticos. Embora estas abordagens representem avanços, nenhuma solução adequada para o desenvolvimento e composição de serviços foi especificamente definida para o domínio de genômica funcional. Neste contexto, o principal objetivo deste projeto foi investigar uma solução completa para o desenvolvimento e composição de serviços web semânticos para a análise de expressão gênica. Como parte da solução proposta, definimos uma metodologia integrada para a implementação de serviços web semânticos criados a partir de ferramentas de software existentes e para a anotação semântica destes serviços. Nossa metodologia fornece diretrizes concretas para o desenvolvimento sistemático de serviços, considerando também os principais aspectos técnicos associados ao processo de desenvolvimento. Esta metodologia foi aplicada a um conjunto representativo de serviços que fornecem suporte às principais atividades de análise realizadas em diferentes tipos de dados de expressão gênica. De forma complementar, definimos uma solução completa para a composição semântica de serviços no domínio de análise de expressão gênica. A solução proposta foi implementada em uma plataforma de suporte semi-automático à composição de serviços web semânticos, chamada SemanticSCo. Esta plataforma fornece suporte flexível a todas as atividades envolvidas no processo de composição de serviços, incluindo a criação, publicação, requisição, descoberta, seleção, composição e execução de serviços. Além disto, a plataforma SemanticSCo foi projetada para prover suporte adequado a diferentes tipos de usuários, incluindo biologistas e bioinformatas. Neste sentido, a plataforma fornece aos usuários um alto nível de abstração para a definição de seus processos de análise, permitindo que os mesmos se concentrem mais nas questões de pesquisa biológicas do que nos aspectos subjacentes do processo de composição. Adicionalmente, a plataforma SemanticSCo suporta a definição e incorporação não apenas de serviços simples, definidos em termos de uma única operação, mas também de serviços complexos, definidos em termos de um conjunto de condições que restringem a ordem de invocação de suas operações. Finalmente, de modo a avaliar a plataforma de suporte desenvolvida, definimos diferentes cenários de composição para a análise (integrada) de dados de expressão gênica. O uso da plataforma SemanticSCo facilitou a definição destes cenários, permitindo assim a reprodução dos resultados obtidos a partir de diferentes estudos de expressão gênica previamente documentados na literatura / Gene expression studies usually involve the creation of integrated analysis processes for obtaining responses for a biological question. The creation of such processes often require the combined use of a number of software tools. However, the manual integration of tools can be cumbersome and error prone due to the increasing number of tools and data formats available in the domain. In order to automate the integration process, some approaches have been proposed for the adaptation of existing analysis tools as semantic web services as well as for the development of software environments to support the integration (composition) of semantic web services. Although these approaches present advances, to the best of our knowledge, no suitable solution has been proposed for the development and composition of web services in the functional genomics domain. In this context, this project aimed at investigating a complete solution for the development and composition of semantic web services to support gene expression analysis. As part of the proposed solution, we have defined an integrated methodology for the implementation of semantic web services created from existing software tools and the semantic annotation of such services. Our methodology provides concrete guidelines for the systematic development of services, also taking into account the main technical aspects associated with the development process. This methodology has been applied in the development of a representative set of services that support the main analysis activities performed on different types of gene expression data. Complementary to our methodology, we have defined a complete solution for the semantic composition of web services in the gene expression analysis domain. The proposed solution has been implemented in a software platform to support the semi-automatic composition of semantic web services, named SemanticSCo. This platform provides flexible support to all activities involved in the service composition process including service creation, publication, request, discovery, selection, composition and execution. Additionally, the SemanticSCo platform has been designed to support different types of users, including biologists and bioinformaticians. In this sense, the platform provides users with a high level of abstraction in the definition of their analysis processes, thus allowing them to focus more on biological research issues rather than on underlying details of the composition process. In addition, the SemanticSCo platform supports not only the definition and incorporation of (simple) services defined in terms of a single operation, but also (complex) services defined in terms of a set of conditions that constrain the order in which service operations should be invoked. Finally, in order to evaluate the developed support platform, we have defined a number of composition scenarios for the (integrated) analysis of gene expression data. The use of the SemanticSCo platform has facilitated the definition of these scenarios, thus allowing the reproduction of the results obtained from different gene expression studies previously documented in the literature.

Um ambiente inteligente é um sistema de computação ubíqua e sensível ao contexto onde os sistemas computacionais embutidos no ambiente, a comunicação entre dispositivos e o ambiente, e a acessibilidade aos serviços do ambiente são transparentes ao usuário. O presente trabalho tem como objetivo propor um modelo para ambientes inteligentes baseado em serviços web semânticos, em que os serviços disponíveis para os dispositivos do ambiente são proporcionados como serviços web e a interação dispositivo - ambiente é feita em um contexto de computação móvel, onde a disponibilidade dos serviços e a informação de contexto do dispositivo mudam freqüentemente. No modelo proposto todas as funcionalidades do ambiente são fornecidas como serviços. Estes serviços são descobertos e executados automaticamente com a finalidade de ajudar o usuário a desenvolver tarefas específicas, permitindo ao usuário se concentrar nas tarefas e não na interação com o ambiente. O modelo se fundamenta na oferta de serviços dirigida pela tarefa a ser desenvolvida, o que é conhecido como Task-driven Computing. Por outro lado, para a automação do processo de descoberta e execução dos serviços é necessário ter uma especificação não ambígua da semântica dos serviços. Empregamos para isso a ontologia WSMO (Web Services Modeling Ontology) que fornece os elementos necessários para a descrição dos serviços disponíveis no ambiente e o contexto do dispositivo. Finalmente, como prova de conceitos do modelo proposto, foi implementado um ambiente inteligente para uma biblioteca. A ativação de um ambiente inteligente baseado no modelo proposto se baseia na definição de ontologias, descrição semântica dos serviços no ambiente e a implementação de serviços web tradicionais. / A smart environment is a system computing ubiquitous computing and context awareness, in which the computational systems embedded in the environment, the communication between devices and the environment, and the accessibility to services are transparent to the users. The aim of this work is to propose a semantic web services based model for smart environments, in which services are offered to devices as web services and the device - environment interactions are based on a mobile computing environment, in which the contextual information and availability of services change frequently. In the proposed model all functionalities in the environment are offered as services. These services are automatically discovered and executed to support the user in a specific task, allowing to the user to focus on his task and not in the interactions with the environment. The model is based on a task-driven offer of services and on task-driven computing. To automate the discovery and execution of services, we need a nonambiguous specification of the semantic of services. We use the WSMO ontology (Web Services Modeling Ontology), which provides the required elements for description of the services in the environment and the context device. Finally, as a conceptual proof of the proposed model, we implemented a smart environment for a library. In the proposed model the activation of a smart environment is based in the ontologies definition, semantic description of the services.

Ambientes Pervasivos são ambientes povoados por diversos dispositivos (sensores, atuadores, etc.) e aplicações de software (locais ou distribuídas) incorporadas nestes ambientes físicos de forma transparente para o usuário. Ambientes deste tipo devem ser capazes de interagir e satisfazer as requisições do usuário de forma autônoma e transparente. Nesse sentido, um dos maiores desafios de pesquisa em ambientes pervasivos é a de estabelecer mecanismos automáticos para compor, de forma dinâmica, funcionalidades que satisfaçam as requisições dos usuários. Nesse sentido, nós partimos da hipótese que mecanismos automáticos de interação entre ambientes e usuários podem ser abordados como um problema de composição automática de serviços em ambientes pervasivos. Portanto, nossa proposta é desenvolver um modelo referência, a partir do qual podem ser implementados sistemas que permitam ao ambiente pervasivo interagir com o usuário de forma natural, automática e dinâmica. Desta forma, o sistema de composição de serviços gerencia e automatiza o processo de resolução de requisições feitas pelo usuário (de forma implícita e/ou explicita) através das funcionalidades (serviços) disponíveis no ambiente ou através de novas funcionalidades criadas pelo processo de composição. Para tal fim, este trabalho apresenta um Modelo de Referência que permita projetar, implementar e avaliar sistemas de composição de serviços que gerenciem e automatizem o processo de interação em diversos tipos de ambientes pervasivos. Nossa proposta traz vantagens como: o baixo acoplamento e a interoperabilidade, isto porque é possível selecionar, integrar e reutilizar de forma eficiente e efetiva serviços heterogêneos provenientes de diversos tipos de dispositivos e/ou aplicações. Além disso, o modelo ontológico WSMO (Web Services Modelling Ontology) nos permite descrever semanticamente as capacidades dos serviços como também as informações contextuais presentes no ambiente, o que torna nosso sistema mais perto de um ambiente pervasivo real como o idealizado por Mark Weiser. / Pervasive environments are populated by several devices (sensors, actuators, etc.) and software applications (local or distributed) incorporated these physical environments transparently to the user. Environments of this type should be able to interact and process user requests autonomously and transparently. In this sense, one of the biggest research challenges in pervasive environments is to establish automatic mechanisms to compose dynamically, features that meet the user requirements. In this sense, we set the hypothesis that automatic mechanisms of interaction between users and environments can be addressed as a problem of automatic composition of services in pervasive environments. Therefore, our proposal is to develop a reference model, from which systems can be implemented to enable the pervasive environment interact with the user in a natural, automatic and dynamic. Thus, the system service composition management and automates the process of resolving requests made by the user (implicitly and / or explicitly) through the functionality (services) available in the environment or through new features created by the process of composition. To this end, this paper presents a Reference Model that allows to design, implement and evaluate systems of composition of services that manage and automate the interaction process in different types of pervasive environments. Our proposal brings benefits such as loose coupling and interoperability, because it is possible to select, integrate and reuse in an efficient and effective heterogeneous services from different types of devices and / or applications. Furthermore, the ontological model WSMO (Web Services Modeling Ontology) allows us to semantically describe the capabilities of the services as well as contextual information in the environment, which makes our system closer to a real pervasive environment as conceived by Mark Weiser.