博 士 （ 情 報 科 学 ） ダ ミ デ イ ン ス レ ン ラ ハ ム ス レ ン
学 位 論 文 題 名
PadSpace : A New Framework for the Improvisational
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S e r v i c e F e d e r a t i o n o f W e b R e s o u r c e s a n d L o c a l R e s o u r c e s
（ パ ッド ス ペ ース ： ウェ ブ 上 なら び にロ ー カ ルな 1J ソー ス の即 応的サー ビス 連 携 構築 の た めの 新 フ レー ム ワーク）
学位論文内容の要旨
Currently, resources over the World Wide Web are rapidly increasing their vanety and volume. Such resources include not only static HTML documents but also Web applications and Web services. The maximum reuse of these existing resources needs to coordinate them to create new complex composite services. However, it is difiicult for end‑users to coordinate these resources to make them work together. It requires some programming skills which most end‑users do not have.
UseFS may need to use not only a single Web resource, but also several Web resources including not only Web services, but also Web applications, and, in some cases, to use those Web resources in combination with their own local applications.
To satisfy these requirements, users need to write program codes to interoperate those various types of resources. We may conclude that users need a simple and interactive environment for interoperating these vaFious types of resources to saOsfy their needs without writing any program codes to reduce the time for achieving such interoperation, and to reuse their interoperation.
First, this thesis proposes a new software architecture "PadSpace". A PadSpace architecture focuses on how to provide end‑user tools to establish ad hoc service federation of Web applications, Web services and end‑users' functional resources.
A PadSpace architecture assumes that all these different types of resources are wrapped into visual components called pads before they are coordinated to work together. Pads are visual object‑oriented components based on the meme media architecture. A PadSpace uses the 2D (two dimensional representation) meme media system IntelligentPad as its platform.
A PadSpace also uses an XML‑tuplespace as its coordination model. The XML‑tuplespace is a distributed coordination model that extends the Linda coordination model with the ability to carry an XML element as the values of each tuple field. We call each tuple an XML‑tuple. Linda represents the interface of every avaijable service as a tuple and stores it in its tuptespace. It also represents each service request as a tuple, and matches this requesting tuple with a compatible registered tuple representing a service. Simi arly, a PadSpace represents Web applications, Web services, and end‑users' local resources as service‑providing XML‑Luples that only describe their IO (input‑output) interfaces, and stores these XML‑tuples in its XML‑tuplespace.
In IntelligentPad, we represent every compound object as a pad. Therefore. we want to represent a service request also as a pad even before it is matched with a specific service, so that we can define a composite application pad using this service request pad without instantiating it to one candidate of the requested service. This service request pad, when matched with some service, works as a proxy of this service. A PadSpace represents such a service request pad as a requesting XML‑
tuple, and matches this XML‑tuple with an appropriate service XML‑tuple stored in its XML‑tuplespace. It establishes a connection between this service request pad and the matched service, and makes the service request pad to work as Lhe proxy pad of this service. Using these mechanisms, a PadSpace provides an end user tool for the service composiHon of Web resources and local resources. This tool enables end users to register Web resources and local application resources into the XML‑tuplespace and to use those shared resources in combination with their own local resources by defining service compositions in the IntelligentPad architecture without writing any program codes.
Second, this thesis proposes a new spreadsheet‑based service‑coordination tool for users to orchestrate the invocation of multiple Web resources and local resources. This service‑coordination tool also extends the PadSpace federation environ‑
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ment architecture for users to federate legacy Microsoft Office applications with arbitrary Web resources. We use Microsoft Excel as our spreadsheet‑based platform for resource orchestration, and provided lhe user‑defined orchestration function that can access Web services and assoc:iate each of their output results to any cell on an Excel sheet. Users can define complex tasks using this orchestration function in combination with other fonnulae defined in other cells on an Excel sheet.
We also provide the mechanism to embed Web applications into the Microsoft Office applications by wrapping the fonners into pads. A11 these mechanisms of our federation environment enable users to make legacy Microsoft Oflice applications work togetherin real time with arbitrary Web resources.
Third, this thesis proposes a new software architecture called a PadLogSpace that extends the PadSpace architecture for federating services based on semantic relationships among them, and uses a Prolog‑tuplespace as its coordination model.
A Prolog‑tuplespace presents each service as a Prolog fact using only its IO interfaces. The IO relationships of services stored in the same Prolog‑tuplespace are represented as Prolog rules. The matching mechanism of a PadLogSpace pro‑
vides the one‑to‑one matching mechanism for Prolog facts, and the one‑to‑many matching mechanism for Prolog rules. A PadLogSpace allows users to represent each service request as a special requesting pad. When more than one such service requesting pads are manually combined together, the PadLogSpace immediately recognizes this composition action, and registers the corresponding Prolog fact that represents this service composition into the Prolog‑tuplespace. This mechanism of a PadLogSpace enables users to define a new relationship among services stored in the same Prolog‑tuplespace just by manually pasong such service requesting pads togeiher to define tbis service composition.
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学位論文審査の要旨 主査 副査
副査
教授 教授 教授
田中 原口 有村
学 位 論 文 題 名
讓 誠 博紀
PadSpace ： ANew Framework for the Improvisational Service Federation of Web Resources and Local Resources （パッドスベース：ウェブ上をらびにローカルなりソースの即応的サービス 連携構築のための新フレームワーク）
近年 ， ウ ェ プ 上に 公 開 されて いる りソー スの種 類と数 量は急 速に 増加し ている ．この よう をりソ ース には ，HTML文 書 だ け でを く ， ウ ェ ブ ・ア プ リ ケ ー ショ ン や ウ ェ ブ・ サー ビスも 含まれ る．こ のよう をり ソ ー ス を 最大 限 に 利 用 する た め に は ， これ ら を 相 互 に機 能 的 に連 携させ ，視覚 的に も組み 合わ せ て 新 し い 複 雑 を 合 成 サ ー ビス や ツ ー ル を構 築 す る こ とが 必 要 で あ る． ユ ー ザ のPC環 境 に も 多種 類の ツ ー ル が 存在 し て お り ，こ れ ら を も 連 携対 象 と し て 合成 サ ー ピス やツー ルが自 在に 即座に 構築 でき る こ と が 望ま れ て いる． しか し，エ ンドユ ーにと っては ，こ のよう を合成 連携を 構築 するこ とは 容易 で は を い ．近 年 普 及 し つっ あ る ウ ェ ブ マッ シ ュ ア ッ プ技 術 で は， 連携定 義の対 象と して扱 える サー ビ ス や ウ ェブ ・ ア プ リ ケー シ ョ ン に 制 限が あ っ た り ，連 携 定 義に プログ ラミン グを 必要す る場 合が あ り ， あ らゆ る ウ ェ ブ 上の り ソ ー ス に 即座 に 自 在 に 連携 合 成 を構 築でき る技術 にま では育 って いを い ．
本論 文 は ， 知 識メ デ ィ ア技術 とタ プルス ベース 技術を 基盤技 術と して用 い，以 下の技 術を 提案し 確立 した ．
(1)
ウ ェ プ 上 に 公 開 さ れ て い る 任 意 の ウ ェ ブ ・ ア プ リ ケ ー シ ョ ン や ウ ェ プ ・ サ ー ビ ス ， 任 意のWindows
ア プ リ ケ ーシ ョ ン や 知 識メ デ ィ ア ・ アプ リ ケ ー シ ョン を ， 連 携 可 能た サ ー ビ ス とし て抽出 しラ ッ ピ ン グ し、 タ プ ルスベ ース に登録 するユ ーザ環 境を知 識メ ディア ・オプ ジェク トと して提 供．(2)
登 録 され て い る サ ー ビス へ の 要 求 をイ ン タ フ ェ ース の み が 定 義さ れ た 空 の 知 識メ デ ィ ア・オ ブ ジェ ク ト と し て実 現 し ，これ も部 品とし て用い て合成 アプリ ケー ション を構築 するこ とに より， 特定 サ ー ビ ス と の マ ッ チ ン グ 以 前に ， ア プ リ ケー シ ョ ン 開 発を 独 立 に 行 える フ レ ー ム ワ ーク を 確 立 ．(3)
タ プ ルス ベ ー ス を ， サー ピ ス 要 求 とサ ー ビス 提供 のマッ チング だけで をく， マッ チング によっ て 形成 さ れ た 両 者間 の チ ャ ネ ルを 介 し た メ ッ セージ 交換 にも用 いるこ とによ り，(1)に 述べた りソー ス 群と 知 識 メ デ ィア 部 品 の 間 の連 携 合 成 を 自 在に 定 義 で き る基 盤 連 携ア ーキテ クチャ を確 立．合 成ア プリ ケ ー シ ョ ンの 実 行 時 に ．サ ー ビ ス 要 求 が呼 び 出 さ れ ると 対 応 する 空の知 識メデ ィア ・オブ ジェ クト が マ ッ チ ング 相 手 の サ ービ ス へ の プ ロ クシ ・ オ プ ジ ェク ト へ と自 動的に 変身し ，マ ッチン グで 形成 さ れ た チ ャネ ル を 用 い て登 録 サ ー ビ ス やウ ェ ブ ・ ア プリ ケ ー ショ ンとの 連係動 作を 実行す る仕 組み を 確 立 ．本研 究 に お け る成 果 は 以 下 の4点 で あ る ：
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(a)
ウ ェ ブ上 の ア プ リ ケー シ ョ ン と サー ビス， さらに は利 用者の ローカ ル環境 のツー ルを も含め た多 様毅 リ ソ ー ス を連 携 可 能 部 品と し て り ポ ジト り に 登 録 す ると共 に， 知識メ ディア ・アプ リケ ーショ ンの 開 発 に お いて ， 登 録 サ ービ ス の イ ン タフ ェ ー ス の み を指定 する サーピ ス要求 を部品 オプ ジェク ト し て 利 用 可 能 にし ， 合 成 ア プリ ケ ー シ ョ ン 実行 時 に 必 要 に応 じ て 個 々 の要 求 を 登 録 サー ピ ス と マッチ ングし ，複雑 を連携 を実 現する 基盤ア ーキテ クチ ャの提 案．(b)
こ れ ら多 様 教 リ ソ ース 間 の 複 雑 を連 携定義 を，知 識メ ディア ・オブ ジェク トの貼 り合 わせ操 作に よる合 成によ り実現 し，即 興的 連携定 義を可 能にし たこ と．(c)
多 様 をサ ー ビ ス や ツー ル か ら を る りソ ー ス を 連 携可 能 対 象 と して 抽 出 登 録 する 機能 と，ア プリ ケー シ ョ ン を 部品 の 組 み 合 わせ 合 成 で 開 発す る 機 能 と ー 合成ア プリ ケーシ ョン中 のサー ピス 要求と 登録 リ ソ ー ス とを 動 的 に 実 行時 に マ ッ チ ング す る 機 能 の3
っ を 独 立 に 分離 し ， リ ソース や， アプリ ケーシ ョンを 独立に 更新可 能顔 アーキ テクチ ャを提 案し たこと ．(d)
こ れ らす べ て の 機 能が ， 簡 便 を 直接 操作の みで利 用可 能を形 式で提 供され るユー ザ環 境を提 案し たこと ．本 論 文 の 構 成 は 以 下 の 通 り で あ る.2章 で は， マ ッ シ ュ ア ップ や
SOA
， ス プ レ ッ ドシ ー ト を 用 い た オー ケ ス ト レ ーシ ョ ン 技 術 に関 し て 現 状 を解 説 し ，3
章で は 本研究 で用い る基 盤技術 を解説 し，4章 で 本 論 文 が 提 案 す るPadSpace
ア ーキ テ ク チ ャ を詳 述 し て い る，5章 で はWindow
ア プ リ ケ ー ショ ン との 連 携 を 含 めた 拡 張 機 構 の提 案 を 詳述 し，6章で は連携 定義を マク ロ化し て規則 として 登録 するこ とがで きるPadLogSpaceへ の拡 張を詳 述して いる，これを 要する に，著 者は， 知識 メディ ア技術 とタプ ルス ペース 技術を 基盤技 術とし て用 い，(1)多様教 ウェ プ 上 の ツ ール や サ ー ピ スか ら を る り ソー ス と ， 利 用 者のロ ーカ ル環境 上のア プリケ ーシ ョンか ら必 要 な 機 能 を任 意 に 抽 出 して こ れ をサ ーピス として ラッ ピング して登 録する 技術 ，(2)サーピ ス要 求を 知 識 メ デ ィア 部 品 と し て利 用 可 能に する技 術，(3)サ ービス 要求と サービ スを実 行時 に動的 に結 合す る 技 術 の
3
つ の 技 術 を 新た に 確 立 す るこ と に よ り ，多 様 を り ソ ー ス間 の 自 在 かつ即 興的 連携合 成機 構 に 関 す る新知 見を得 たもの であ り，ウ ェブ工 学，ソ フトウ ェア 工学に 対して 貢献す ると ころ大 をる も の が あ る．よ って著 者は， 北海 道大学 博士（ 情報科 学）の 学位 を授与 される 資格あ るも のと認 める．―
